Makina Güvenliği -Önlem Dergisi Makale
Makine Güvenliği: Özünde Güvenli Tasarım
Merhaba,
Geçen sayılarda iş güvenliğinin değişik boyutlarını ele alıp irdelemeye,analiz etmeye ve sorgulamaya çalıştık.İş güvenliğinde bakım faktörünü işledik, yaşanmış kaza örneklerini ele aldık,konunun kural koyma yani mevzuat boyutunu ele almaya çalıştık,ekipman güvenilirliği konusuna değindik.
Aslında vurgulamaya çalıştığımız şey iş güvenliğinin sadece işin yürütümü esnasındaki güvenlikten veya “güvenli çalışma”dan ibaret olmadığını anlatmak idi.
Şimdi ise makine ve ekipman güvenliğini,yani bir anlamda iş güvenliğinin başladığı yer olan tasarım boyutunu ele almaya çalışacağız,güvenli tasarımın olmazsa olmazları nelerdir,ona bakacağız.
Aynı eskilerin dediği gibi:
“Kem alât ile, kemalât olmaz” (Kötü aletle iyi iş çıkarılmaz)
Kötü ekipmanla veya insan hatalarına açık bir mekanizasyonla güvenli işin yapılmasını beklemek hayaldir.
Özünde güvenli tasarım: Anadan doğma mı, sonradan olma mı?
Teknoloji,iş güvenliği kültürünün gelişmesine paralel olarak güvenlik sistemleri konusunda epey yol aldı aslında.Benim “özünde güvenli” olarak çevirdiğim ve iş güvenliği literatürünün yeni oluşmaya başladığı dilimizde “kendinden emniyetli “(intrinsically safe,inherently safe) olarak kullanılmaya başlayan bu kavramı ilk ortaya atan 90’lı yılların başında proses güvenliği sistemleri üzerine çalışan Prof.Kletz olmuştur.
Özünde güvenli,yada kendinden emniyetli tasarım kavramını çok fazla akademik jargona girmeden
“anadan doğma güvenli” olarak betimlesek acaba nasıl olur?
Yani “güvenlik” makina veya sistemin doğuşundan (tasarımından) itibaren içinde olacak,onun karakterinde yer alacak ve ayrılamayan,(kolayca) değiştirilemeyen bir özelliği olacak.
Biraz ütopik bir şey mi ?
Bütün riskleri önceden öngörülebilmiş,%100 güvenli bir sistemden bahsediyorsak evet biraz hayalci.
Ama insan faktörü devrede oldukça Nostradamus’un bile öngöremeyeceği çevresel etkenler mevcut oldukça hiçbir sistemde %100 güvenlikten bahsedemeyiz.
Ama bir makinayı veya prosesi “özünde güvenli” hale getirmek hedefine ulaşmak için yapılacak herşeyin,alınacak her önlemin risk minimizasyonuna,hayat kurtarmaya yönelik olduğu gerçeğini de kabul etmemiz gerekir.
Bir tasarım nasıl özünde güvenli olur?
Bir makine veya proseste risk azaltma faaliyeti tasarım aşamasından başlamalıdır.Risk analizinde belirlenen riskleri azaltmak için en önemli aşama ,makine veya prosesi mümkün olduğunca “özünde güvenli” hale getirmeye çalışmaktır.
Öyle tasarım önlemleri planlayalım ki güvenlik prosese sonradan ilave edilen bir fonksiyon olmasın,onun karakteristik özelliği olsun,prosesle birlikte inşa edilsin.
Aynı kalite gibi…
Toplam Kalite ile uğraşanlar bu yaklaşıma hiç de yabancı sayılmazlar.
Çünkü kaliteyi de kontrolle,ayıklamayla ürünün içine sokamazsınız.
Bu bakış açısıyla,örneğin makine koruyucuları özünde güvenli tasarım önlemi değildir.Çünkü hem pratikte gördüğümüz örnekler,hem de bu konuda yapılan bilimsel araştırmalar koruyucuların manipülasyon (kandırma) riskinin tahminimizin çok üzerinde olduğunu göstermektedir.
Örneğin Almanya makine kullanıcıları arasında yapılan bir araştırmada takım tezgahlarında manipülasyon oranının %37’lere ulaştığı görülmüştür.[i]
Bu ürpertici sonucun nedenlerine ileriki yazılarımızda eğiliriz belki.
Özünde güvenli tasarım önlemleri neler olabilir ?
Özünde güvenli tasarım önlemlerine ait makine konstrüksiyon prensiplerinin genel çerçevesi standartlar,yönetmelikler ve mühendislik elkitaplarında çizilmiştir ve bunlar teknolojik gelişmelere göre sürekli güncellenmektedir.[ii][iii]
Aşağıda bu prensipleri ana başlıklar halinde özetlemeye ve bazı örnekler vermeye çalışacağız.
Geometrik ve fiziksel faktörler
Makinalar,operatörün çalışma alanını engelsiz ve direkt göreceği şekilde tasarlanmalıdır.
Görüş rahatlığı özellikle kaldırma-iletme makinalarında hayati önem taşımaktadır.Benzer şekilde işleyen/kesen bölümün parçaya temas ettiği bölgenin rahat görülmesi de operasyon güvenliği açısından önemlidir.
Makine geometrisinin belirlenmesinde;
-Vücut parçalarının operasyon bölgesine girmesinin engellenmesi,
-Keskin köşe ve kenarlardan,açıklıklardan, çıkıntılı yüzeylerden kaçınılması ve,
-Kumanda sistemlerine kolay erişim gibi faktörlerin gözönünde bulundurulması gerekir.
Fiziksel faktörlere yönelik önlemler ise;
-Gürültü,titreşim gibi tehlikelerin sınırlandırılması,
-Işıma kaynaklarının sınırlandırılması için özellikle mesafeler ve “zırhlama” önlemleri,
-Hareketli parçaların kütle ve hız sınırlandırması,
-Toz kaynaklarının sınırlandırılması örneğin öğütmek yerine ezmek,toz yerine granül kullanmak
gibi fiziksel etmenlere dikkat edilmelidir.
Teknik bilgilerin makine tasarımında kullanılması
Bir şeyi yapmak için gerekli teknik bilgiye “know-how” da denilmektedir.Know-how’un tam bir Türkçe karşılığı yoktur ve sadece literatür bilgisini değil deneyim,teknolojiyi izleme,kıyaslama gibi vasıtalarla edinilmiş üretime yönelik bilgiyi kapsamaktadır.
Tasarım kuralları,normlar,kodlar gibi her türlü zamanın gerektirdiği teknik bilgiler makine tasarımında aşağıdaki hususlar dikkate alınmak kaydıyla kullanılmalıdır:
-Mekanik gerilmelerin kontrol edilmesi
-Bağlantı elemanlarının seçimi (kaynak,emniyetli cıvatalar vb.)
-Aşırı yük koruması (basınç sınırlama valfleri,tork sınırlayıcılar,patlama diskleri)
-Değişken zorlanma kaynaklı yorulmaların önlenmesi
-Dönel elemanların statik ve dinamik dengelenmesi
Uygun malzeme ve teknoloji seçimi
Korozyona dayanım,sertlik,gevreklik,toksisite,aşınma,yanıcılık ve parlayıcılık gibi faktörlerin malzeme
seçiminde dikkate alınmalı,
Güvenlik açısından kritik elemanların (halat,zincir gibi) seçiminde ve tasarımında uygun emniyet katsayıları kullanılmalıdır.
Özellikle patlayıcı atmosfer içerme olasılığı bulunan ortamlarda ilgili mevzuat ve teknik bilgiler doğrultusunda ekipman kullanılmalıdır:
-Alev sızdırmaz ekipman kullanımı
-Kendinden emniyetli elektrik ekipmanı[iv]
-Parlama noktasının altında kalmayı garantileyen sıcaklık sınırlayıcılar
-Gürültü azaltıcı teknolojiler tercih edilmelidir.
-Pnömatik yerine elektrikli ekipman kullanımı
-Mekanik kesme yerine su ile kesme kullanımı gibi.
Pozitif mekanik aksiyon prensibinin uygulanması
Hareketli makine parçaları ya direkt birbirine temas edecek ya da rijit ara bağlantıları olacak şekilde tasarlanmalıdır.
Kararlılığın (stabilite) sağlanması
Makinalar kullanım esnasında tehlike yaratmayacak şekilde kararlılığa sahip olmalıdır
Tasarımda,makinanın taban geometrisi,ağırlık dağılımı,hareketlerden kaynaklanan dinamik kuvvetlerin dengelenmesi,eğimli yüzeyler,dışsal kuvvetlere dayanım gibi faktörler dikkate alınmalıdır.
Kararlılık makinanın tüm yaşam döngüsü boyunca sağlanmış olmalıdır.
Bakım yapılabilirlik
Bir makinanın bakım yapılabilme kolaylığının en önemli ölçütü müdahale edilmesi gereken parçaların kolay erişilebilir olmasıdır.
Makine parçalarına erişilebilirlik insan vücut ölçüleri,kullanılacak alet-edevat ve çevresel faktörler dikkate alınarak sağlanmalıdır.
Özel alet kullanımını sınırlandırmalı ve bakım işlerinde insan kapasitesinin dikkate alınması gerekir.
Standart parça kullanımı öncelikli olmalı ve,
Arıza-teşhis sistemleri makinaya entegre olmalıdır.
Ergonomi prensiplerine dikkat edilmesi
Makinalar tasarlanırken dikkate alınması gerekli ergonomik prensipler aşağıda başlıklar halinde yer almaktadır:
-Tekrarlayıcı hareketler ve zorlayıcı vücut hareketlerinin en aza indirgenmesi
-Aşırı kuvvet uygulamasını sınırlandırma
-Zihinsel zorlanmayı azaltan açık ve insan-makine arayüzü[v]
-Makinadaki erişim noktalarının el-kol anatomisine uygunluğu
-Değişik vücut ölçülerine uyum sağlayan tasarımlar
-Makine hızına bağımlı olmayan operatör hareketleri (otonomi)
-Ekstrem çalışma ortam şartlarının (sıcaklık,nem vb.) dengelenmesi,engellenmesi
-Uygun aydınlatma koşullarının sağlanması,titreme,kontrast,stroboskobik etkiler gibi uygunsuz aydınlatma şartlarının engellenmesi
-Kumanda kollarının hareketlerle uyumlu olması
-Kumanda sistemlerinin açık,net olması uygun renklerle vurgulanması
-Klavye ve tuş takımı ile kumandalarda makine hareketinin açıkça gösterilmesi,kritik işlem aşamalarında onaylama gerekliliği uygulanması
-Kumanda sistemlerinin kullanımında kişisel koruyucu donanımların sınırlayıcı etkilerinin dikkate alınması
-Gösterge ve ekranlı araçların insan algılamasına yatkın olması
-Bilgilerin kuşkuya yer bırakmayacak şekilde ve kolay anlaşılır olması
-Operatörün kontrol noktasından tüm bilgilere hakim olması
Elektrik Tehlikeleri
Elektrik tehlikelerine karşı alınacak önlemler özel olarak ele alınması gereken bir konudur.
Bu konuya özel standartlarda elektrik tehlikelerine karşı önlemler ve elektrik devreleri hakkında
genel güvenlik şartları tanımlanmaktadır.[vi]
Pnömatik ve hidrolik tehlikeleri
Makinalarda pnömatik ve hidrolik sistemlerden kaynaklanan tehlikeleri önlemek için tasarımda dikkat edilmesi gerekli hususlar şunlar olabilir:
-Basınç sınırlandırması
-Basınç dalgalanmaları veya ani basınç düşüşlerine karşı önlemler
-Kaçakların engellenmesi,kaçaklardan kaynaklanan akışkan jetleri ve hortum kamçılama tehlikelerine karşı önlemler[vii]
-Hava tankı,akü-valf gibi enerji biriktirme elemanlarının ilgili tasarım kodları ve standartlara uygunluğu
-Basınç altındaki hatlarda yapılacak bakım gibi faaliyetler öncesi yapılması gerekli basınçsızlandırma veya izolasyon gibi önlemlerin tanımlanması,egzost ve basınçsızlandırma çıkışlarının açıkça tanımlanması alınacak tasarım önlemlerinin en ön sıralarında yer almalıdır.
Kendinden emniyetli tasarım kurallarının kontrol sistemlerine uygulanması
Kontrol sistemlerinin güvenlik performansı, makine hareketleri ve davranışları için kabul edilebilir derecede risk seviyesini sağlayacak şekilde seçilmelidir.
Bunun için önce makine risk analizi yapılarak,olası riskleri bertaraf etmek için hangi güvenlik fonksiyonlarına ihtiyaç duyulacağı belirlenir,daha sonra bunlardan beklenen performans seviyesi
İlgili standartlardaki[viii][ix] yöntemler vasıtasıyla tesbit edilir ve güvenlik fonksiyonlarını yerine getirecek ekipmanlar seçilir.
TS EN 62061Elektrik –elektronik sektörüne yönelik bir standarttır ve kontrol sisteminin temel bileşenleri olan elektrik-elektronik devreler,sensörler,PLC’ler ile ilgili performans kriterlerini belirler.
TS EN 13849 genel bir standarttır ve elektrik-elektronik sistemlerin yanında hidrolik,pnömatik sistemler,valfler gibi olası diğer güvenlikle ilgili yapıları da kapsar.
Kontrol sistemlerinin güvenli çalışmasını sağlamakla aşağıdaki tehlikeli makine hareketlerini önlemek hedeflenmektedir;
-Beklenmeyen çalışma
-Kontrolsüz hız değişimi
-Hareketli parçaların durdurulmasındaki hatalar
-Makine parçası veya makine tarafından sabitlenen iş parçasının fırlaması,savrulması
-Koruma cihazının çalışmasının engellenmesi (arıza veya manipülasyon nedeniyle)
Kontrol sistemleri operatörün makinayla kolayca ve güvenli bir şekilde etkileşimini sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır.(Ergonomik insan-makine arayüzü)
Özellikle enerji kesintisi,bakım,iş parçasına müdahale gibi anormal durumlarda makinanın beklenmeyen çalışmasına karşı önlem alınmalıdır.
Acil durdurma için gerekirse makinalar farklı bölgelere ayırılabilir.Hangi kontrol cihazının ve makine parçasının hangi bölgeye ait olduğu tanımlanabilir,böylece bölgeler arası arayüzler birinin çalışması halinde diğerinde bir tehlike yaratmayacak şekilde tasarlanabilir.
Makinanın güç kaynağına bağlanması beklenmeyen çalışmaya neden olmamalıdır
Makineler kullanıcının bilinçli müdahalesi ile çalışmaya başlamalıdır.
Motorun çalışması bir mobil makinayı hareket ettirmemelidir.
Bir makinanın çalışması veya ivmelenmesi;
Bir akışkanın basıncının artmasıyla,
Voltajın yükseltilmesiyle veya
Bir mantıksal elemanın 0 konumundan 1 konumuna geçmesiyle olmalıdır.
Makinanın durması ve yavaşlaması yukardaki aksiyonların ters yönde işlemesiyle olmalıdır.
Güç kesintisinden sonra tekrar çalıştırma esnasında olabilecek tehlikeler engellenmelidir
Güç kaynağının devreden . çıkması veya aşırı enerji dalgalanmasından doğabilecek tehlikeler için aşağıdaki önlemler dikkate alınmalıdır:
Makinanın stop fonksiyonu korunmalı,
Kilitleme,tutma,sıkıştırma veya ısıtma-soğutma gibi süreklilik gerektiren ve güvenliği ilgilendiren fonksiyonlar çalışmasını devam ettirmelidir
Askıda veya yüksekte kalan makine veya iş parçaları ile yükler güç kesintisinden sonra güvenli şekilde
alçaltılabilmelidir
Bir güvenlik fonksiyonunun çalışma parametrelerini kontrol eden (örneğin koruyucunun açılması) otomatik izleme sistemleri ya olası hataları hemen farkedebilecek şekilde tasarlanmalı,ya da güvenlik fonksiyonunun bir sonraki çalışmasından önce hatayı algılayabilmek üzere periyodik kontrol yapacak şekilde tasarlanmalıdır.
Örneğin
-Tehlikeli işlemin durdurulması
-Hatayı izleyen ilk stop işleminden sonra yeniden çalışmayı engelleme
-Veya bir alarm sinyalini tetikleme
PLC’ler (Programmable logic control systems) tarafından gerçekleştirilen güvenlik fonksiyonları
Bir kontrol sisteminde PLC kullanılıyorsa performans seviyesi (PL) güvenlik fonksiyonunun gerektirdiği seviyede olmalıdır.
Güvenlikle ilgili kontrol fonksiyonunu negatif etkileyebilecek olan rastgele donanım hataları ve sistematik hataların[x] olasılığı yeterince az olmalıdır.Eğer PLC izleme işlemi de yapıyorsa hatanın tesbit edilmesindeki sistem davranışı gözönüne alınmalıdır.[xi]
PLC ler istenen performans seviyesini (SIL veya PL) karşılayacak şekilde doğrulanmış olmalıdır.
Bu doğrulama, istenmeyen fonksiyonların oluşmaması ve tüm parçaların uygun çalışmasına yönelik test ve analizleri içermelidir.
Yazılım ve donanım ile ilgili hususlar
Sensör,aktivatör gibi donanım elemanları güvenlik fonksiyonlarının gereklerini karşılayacak şekilde seçilmelidir.Burada dikkat edilecek hususlar ise;
-Sistem mimarisinin hatayı tolere edebilmesi,hata tesbiti esnasındaki davranışı
-Uygun rastgele donanım hataları içeren cihaz seçimi
-Sistematik hataların uygun şekilde engelleyen ve önleyen sistemler
Mümkünse uygulama yazılımı programı kullanıcı tarafından değiştirilememeli ve,
eğer kullanıcının program üzerinde değişiklik yapması gerekiyorsa şifre gibi önlemlerle yetkilendirme yapılmalıdır.
Manuel kontrol ile ilgili prensipler
Elle kontrol cihazlarında ergonomi gereklerine dikkat edilmelidir.
-Her start butonunun yakınına bir stop butonu konmalı,
-Tut-çalıştır (hold to run) tipi kumandalar için durmama riskine önlem olarak ayrı bir stop kumandası öngörülmeli,
-Elle kontrol cihazları (butonları) tehlike bölgesinin dışına yerleştirilmeli,
-Kumanda cihazları operatörün kontrol noktasından çalışma alanını veya tehlikeli bölgeyi göreceği şekilde yerleştirilmeli,
-Şoför veya operatör ile çalışan mobil makinalarda tüm kontrol cihazları sürüş pozisyonundan veya kokpitin içinden çalıştırılabilir şekilde olmalı,
-İnsan kaldırmak için tasarlanmış makinalarda kumandalar taşıyıcı kabinin içinde yer almalıdır.
Eğer güvenlik gereklilikleri nedeniyle kumanda işlemlerinin taşıyıcının dışında yapılması gerekliyse,
operatöre tehlikeli hareketleri önleyecek kontroller sağlanmalıdır.
Aynı tehlikeli elemana birden fazla kontrol arayüzü tarafından start verilebiliyorsa kontrol devresi aynı anda sadece bir kumanda aktif olacak şekilde tasarlanmalıdır. Bu kural özellikle operatörün tehlikeli bölgede bakım,ayar vb. gibi nedenlerle kullandığı taşınabilir kontrol ünitesi veya uzaktan kumanda kontrolü için geçerlidir.
Kumandalar özellikle tehlikeli bölgelerde operatörün bilinçli müdahalesi olmadan aktive olmamalıdır.
Güvenli çalışmanın operatörün direkt ve sürekli olarak kontrolünü gerektirdiği işlerde kumanda sistemlerinin yerleşimi operatörün kontrol konumunda varlığını garanti edecek şekilde olmalıdır.
Kablosuz kumanda cihazlarında sinyal kesintisi durumunda makinayı otomatik olarak durduracak bir düzenek mevcut olmalıdır.
,Ayar,öğretme,değişim,hata bulma,temizlik veya bakım esnasındaki kontrol modları
Yukarıdaki normal işletme koşulları dışında kalan durumlarda makine çalışır veya kısmen çalışırken operatör müdahalesi gerekli olursa şu hususlara dikkat edilmelidir:
Operatör dışındaki tüm kontrol modları devre dışı olmalıdır
Tehlikeli hareket eden parça veya komponentlerin bulunduğu bölgelere eğer başka bir güvenlik önlemi mevcut değilse,sadece tut-çalıştır,olurlama veya çift elle kumanda edilen kontrol cihazları kullanılarak müdahale edilebilmelidir.
Tehlikeli elemanlara müdahale sadece azaltılmış risk koşullarında (düşük hız,güç,adım-adım çalışma modu veya hareketi sınırlandıran kontrol cihazları) gerçekleşmelidir.
Makine sensörlerine olabilecek her türlü müdahalenin tehlikeli hareketlere yol açması engellenmelidir
Bu kontrollerle birlikte mümkünse aşağıdaki önlemler uygulanmalıdır:
Operatörün tehlike bölgesine erişiminin engellenmesi,
Acil stop butonunun erişim bölgesinde bulunması
Kumanda ünitelerinin tehlikeli bölgenin görüşüne olanak tanıması
Kontrol ve operasyon modlarının seçimi
Makine farklı kontrol modlarında farklı koruyucu önlemler ve iş prosedürleri gerektirecek şekilde tasarlanmışsa her pozisyonda kilitlenebilir bir mod seçici tasarlanmalıdır.Bu kontrol modları açıkça işaretli olmalı ve aynı anda sadece bir operasyon moduna izin vermelidir.
Kontrol modu seçme işlemi program vasıtasıyla kullanıcıların yetkilendirilmesi (şifreleme) şeklinde de uygulanabilir.
Elektromanyetik uyumluluk (EMU) prensiplerinin uygulanması
2004/108/AT sayılı Elektromanyetik Uyumluluk Direktifi diğer cihazları bozabilecek veya diğer cihazlardan etkilenip bozulabilecek bütün elektrikli ve elektronik cihazlara uygulanacak temel gerekleri belirlemektedir.Bu konuda hazırlanmış yönetmelik[xii] ve EN 61000 standart serisi Elektromanyetik Uyumluluğun temel gereklilikleri ve kontrol metotlarını tanımlamaktadır.
Buna göre 2 adet temel gereklilik şöyledir:
Donanım, aşağıda belirtilen hususları sağlayacak şekilde ve en son teknolojiye göre tasarlanmalı ve imal edilmelidir:
a) Oluşan elektromanyetik bozulma (parazit,sinyal vb.) donanımın çalışmasına engel olacak seviyeyi aşmamalıdır.
b) Donanımın kullanımı sırasında beklenen (çevreden gelen) elektromanyetik bozulmaya karşı bağışıklık, kabul edilemez derecede performans kaybına yol açmaksızın çalışmasını sağlamalıdır.
Aşağıda elektromanyetik bozulma kaynaklarına ilişkin ilginç bir örnek yer almaktadır.[xiii]
Hata bulmaya yönelik teşhis (diagnose) sistemleri
Kontrol sistemleri,makine koruyucusunu devreden çıkarma riski taşıyan herhangi bir hatayı
teşhis etmeye yönelik bileşenler ve yazılımlar içermelidir.
Bu sistemler sadece erken uyarı veya arıza giderme sistemi olarak faydalı olmayıp,aynı zamanda kullanıcıyı makine tehlikelerine karşı korumakta da etkili bir önlemdirler.
Güvenlik fonksiyonlarının hata olasılığını azaltmak
Makine güvenliği demek sadece kontrol sistemlerinin değil, tüm makine parçalarının güvenilirliği demektir.
Güvenilir makine parçası titreşim,ekstrem termal koşullar,toz,değişken gerilmeler,korozif hammaddeler vb. gibi çeşitli çevresel etkenlere öngörülen süre veya çalışma periyodu boyunca dayanabilen,bu süre içinde tehlikeye neden olabilecek arıza üretmeyen veya hata vermeyen parça demektir.
Ayrıca güvenlikle ilgili makine parçalarının kullanımı ve seçiminde güvenilirliği bilinen,(performans seviyesi (PL) veya güvenlik bütünlüğü seviyesi (SIL) belirlenmiş) ve belgelenmiş olmasına dikkat edilmesi önem taşımaktadır.
Yönelmiş (oriented) hata modlu komponent kullanımı
En sık rastlanan hata türü önceden bilinen,dolayısıyla bu hata(lar)ın neden olabileceği durumlar önceden tahmin edilebilir olan elemanlara yönelmiş (oriented) hata türüne sahip komponentler denir.
Bu hata gerçekleştiği zaman enerji kesilebilir veya koruma kapısının kapanması gibi bir güvenlik fonksiyonu devreye girebilir.
Özellikle yedekleme olanağı mevcut değilse bu tip elemanların kullanımı mutlaka gözönüne alınmalıdır.
Komponent veya alt sistemlerin yedeklemesi veya çoğaltılması
Güvenlik fonksiyonlarının çökmesinin önlenmesi için bu fonksiyonlarla ilişkili parçaların yedeklenmesi
yani bir kanalın hata verdiğinde diğerinin çalışmaya devam etmesinin sağlanması da tercih edilen bir yöntem olabilir.Yedeklemenin sağlıklı çalışabilmesi için komponentin periyodik aralıklarla ya insan tarafından kontrolü veya otomatik teşhis sistemi ile hata bulma özelliğinin devreye alınması gerekir.
Yedeklenmiş sistemlerde bile ortak nedenli hatalar[xiv] (,örneğin elektromanyetik parazitler,gerilim dalgalanması vb.) çökmeye neden olabilir.Yedeklenmiş sistemlerde ortak nedenli hatalar ancak farklı teknolojiler veya değişik tasarımlar kullanılarak engellenebilir.
Yükleme/besleme ve boşaltma işlemlerinin otomatikleştirilmesiyle tehlikeyi sınırlandırma
Yükleme/besleme ve boşaltma işlemlerinin otomatikleştirilmesi, daha genel deyimiyle iş parçası,hammadde,kimyasal gibi malzemelerin elleçlenme (handling) işlemlerinin azaltılması bu operasyonlardan kaynaklanan risklerin indirgenmesine de yardımcı olacaktır.
Elleçleme işlemlerinin otomasyonu robotlar,bandlar,pnömatik cihazlar ve kollar vasıtasıyla gerçekleştirilebilir.
Bu tip aparatların kullanımı halinde bunların ezilme,sıkışma gibi ilave tehlikeler yaratmamasına özellikle dikkat edilmeli,gerekli hallerde bunlar da koruyucu önlem tasarlanmalıdır.
Kendi kontrol sistemi olan bu tür otomasyon cihazlarının makine sistemleriyle olan uyumluluğu sağlanmalı ve tüm operasyon modlarında birlikte problemsiz şekilde çalıştıkları doğrulanmalıdır.
Bakım noktalarının tehlike bölgesi dışında konumlandırılması
Bakım,yağlama ve ayar noktaları mümkün olduğu kadar hareketli parçalardan uzakta ve tehlike bölgesinin dışına yerleştirilmeli ve bakım kaynaklı riskler minimize edilmelidir.
Sonuç
Görüldüğü gibi özünde güvenli tasarım kavramı geniş anlamda düşünüldüğünde keskin kenarların giderilmesinden robotik besleme sistemlerine kadar geniş bir yelpazede ele alınmaktadır.
Teknolojik yenilikler ve mühendislik önlemleri özellikle geçtiğimiz yüzyılda iş kazalarını dramatik bir şekilde azalttı.Bu verilerle doğrulanan bir realitedir.Örneğin A.B.D.’deki maden kazalarının 100 yıllık geçmişine bakıldığında ölümlerin 10 kattan daha fazla azalıp sıfıra yakınsadığını görüyoruz.[xv]
Bu azalmada mekanizasyon ve özünde güvenli tasarımların rolü büyüktür.
Öte yandan teknoloji ve inovasyonla yakından bağlantılı olmakla beraber özünde güvenli tasarımı sadece bu iki kavramla özdeşleştirmek ne kadar doğru olur ?
Bir başka deyişle konu sadece mühendislik veya optimizasyon sorunu mudur?
Harika ama insan kapasitesi ile yeteneklerini öncelemeyen bir otomasyon sistemine güvenli denilebilir mi?
Proses endüstrileri gibi olası kazaların etkileri çok büyük olabilecek sektörlerde güvenli tasarımı ön plana alıp maliyet faktörünü bir kenara bıraktığımızı düşünelim.
Sistemlerin güvenlik fonksiyonlarını habire arttırmak,yedeklemek onları başaçıkılamaz derecede karmaşıklaştırmaz mı?
Bunlar tartışılması ve üzerinde düşünülmesi gereken sorulardır.
[i] BGIA – Report „Manipulation von Schutzeinrichtungen an Maschinen“, 2006
[ii] TS EN ISO 12100:2010 Makinalarda güvenlik - Tasarım için genel prensipler - Risk değerlendirilmesi ve risk azaltılması
[iii] 2006/42/AT Direktifi esas alınarak çıkarılan Makine Emniyeti Yönetmeliği,2009
[iv] İlgili standart : TS EN 60079-11 Patlayıcı gaz ortamları-"i" tipi kendinden korumalı cihazlar
[v] İnsan-makine arayüzü (Human-machine interface) : Kullanıcının makinayı kullanabilmesi için onunla etkileşim kurması gerekir.Makinadaki bu etkileşimi sağlayan yazılım veya donanıma insan-makine arayüzü diyoruz.Bu bir kaldırma kolu,bir diyalog kutusu,bir uçak kokpiti veya araç sürücü paneli olabilir.
[vi] TS EN 60204 Makinalarda,TS EN 61029 El Aletlerinde,TS EN 60335 Ev aletlerinde elektrik güvenliği gibi standart serileri.
[vii] Endüstriyel Hidrolikte İş Güvenliği,Üçüncü K.,2012
[viii] TS EN 13849-1 Makinalarda güvenlik-Kontrol sistemlerinin güvenlikle ilgili parçaları –Tasarım için genel ilkeler
[ix] TS EN 62061 Makina güvenliği - Güvenliğe ilişkin elektrik, elektronik ve programlanabilir elektronik kontrol sistemlerinin (PLC) fonksiyonel güvenliği
[x] Rastgele (random) hata: Tesadüfi nedenlere bağlı,normal dağılıma uyan analizi güç olan hatalar.Bir güvenlik ekipmanının performans seviyesinin ölçütüdür.
Sistematik hata: Ekipmandan,kullanıcıdan kaynaklanan yanlışlıklar.Mutlaka tesbit edilip önlenmesi gerekir.K.Ü.
[xi] PLC lerde tasarım gereklilikleri için: TS EN 61508,62061 ve TS EN 13849-1
[xii] Elektromanyetik Uyumluluk Yönetmeliği,2007
[xiii] İngiltere Radyo İletişim Kurumu, http://ofcom.org.uk
[xiv] Ortak neden hatası (Common cause failure): Tek bir olaydan kaynaklanan ve farklı parçaları arızaya götürebilen hata.
[xv] A.B.D.Maden Kaza Oranları: http://www.cdc.gov/niosh/mining/UserFiles/statistics/10g03aaa_1911-2010.svg