Achtergrond
Veilig machineontwerp draagt bij aan duurzaamheid
1 juli 2011
Duurzaam ontwerpen betekent niet alleen rekening houden met de gebruikte grondstoffen en materialen, maar hangt ook af van de juiste keuzes op het gebied van veiligheid. Pilz-consultant Martijn Drost legt uit dat duurzaamheid en veiligheid prima samengaan.
Binnen Europa moeten alle machines die over de toonbank gaan, voldoen aan de eisen van de Machinerichtlijn 2006/42/EG. Deze wetgeving heeft tot doel om de veiligheid en de gezondheid van de eindgebruiker te waarborgen. Wanneer geldt deze richtlijn? Al heel snel, zoals blijkt uit de definitie van een machine die de EU aanhoudt: ‘een samenstel voorzien van of bestemd om te worden voorzien van een aandrijfsysteem — maar niet op basis van rechtstreeks gebruikte menselijke of dierlijke spierkracht — van onderling verbonden onderdelen of componenten waarvan er ten minste één kan bewegen en die worden samengevoegd voor een bepaalde toepassing’. Fabrikanten zijn verplicht om hieraan te voldoen, maar hoe doen ze dat precies?
De laatste jaren zijn de eindgebruikers zich er steeds meer van bewust dat een veilige machine inkopen uiteindelijk minder geld kost dan de aanschaf van een onveilig goedkoper alternatief. Het kost namelijk bakken met geld als de machine niet aan de wettelijke vereisten voldoet en ze dat in een later stadium alsnog moeten opknappen. In mijn dagelijkse praktijk als consultant merk ik dat de klanten die niet willen betalen voor veiligheid steeds schaarser worden. De investering in veiligheid bij de aankoop van een nieuwe machine (first time right) levert uiteindelijk enkel winst op.
Het ontwerpen van een veilige machine is een lastige klus. Wanneer veiligheid niet vanaf het begin wordt geadresseerd en op een later moment wordt geďmplementeerd, zal de invoering lastiger zijn en zal de rekening fors oplopen. Meestal kan het basisontwerp niet meer worden gewijzigd, waardoor ingenieurs de onveilige situaties moeten vermijden met noodoplossingen die verre van optimaal zijn. De implementatie van die lapmiddelen is bovendien vaak lastig omdat de ruimte beperkt is. Een ander gevolg is dat het gebruiksgemak vermindert. Wat bijvoorbeeld in eerste instantie vrij bereikbaar was, is nu ineens voorzien van een beweegbare afscherming. De operator moet daardoor een extra handeling verrichten.
Uit de grafiek (Figuur 1) blijkt dat de kosten voor het aanpassen van de veiligheid (rode lijn) gedurende de levenscyclus van de machine zullen stijgen. Daarentegen is te zien dat het gemak van implementatie (groene lijn) met name in de eerste levensfases juist het eenvoudigst is. Dat is niet zo gek: een lijn op papier is immers sneller aangepast dan wanneer de snijbrander en slijptol eraan te pas moeten komen. Het kantelpunt ligt rond de realisatiefase. Tot die tijd ligt de verantwoordelijkheid nog bij de fabrikant. Hij moet er dus voor zorgen dat de veiligheid dan al is geďntegreerd in de machine.
Effect x kans
De eerste stap op weg naar een veilige machine is de CE-markering. Dat is een merkteken waarmee een fabrikant kan aangeven dat hij zijn machine heeft ontworpen zodat die voor alle gebruikers veilig is tijdens de gehele levensduur (dus inclusief sloop). Het is nadrukkelijk geen keurmerk; in veel gevallen mag de ontwerper het CE-teken zelf aanbrengen. Alleen bij gevaarlijke machines zoals gedefinieerd in bijlage IV van de Machinerichtlijn is dat niet toegestaan. Denk dan aan houtbewerkingsapparatuur of spuitgietmachines.
Met het uitvoeren van het totale CE-markeringstraject kunt u ervoor zorgdragen dat er op een veilige en verantwoorde manier aan de machine kan worden gewerkt. Zo kan de machine verantwoord worden verhandeld op de Europese markt. In de praktijk zie ik vaak dat dit traject losstaat van het ontwerpproces. Het is echter beter om die twee trajecten tegelijk uit te voeren. Anders is het vervelende gevolg dat gewenste aanpassingen die bij de risicoanalyse boven water komen niet meer kunnen worden doorgevoerd of een behoorlijke aanpassing aan het ontwerp vergen. Idealiter start het CE-traject al bij het concept.
De belangrijkste stap uit het CE-markeringsproces is de risicoanalyse. Deze vormt de basis voor alle ontwerpbeslissingen van een machine. Het is van belang om te weten welke risico’s zich in de machine bevinden. Risico’s kunnen bijvoorbeeld te maken hebben met draaiende delen van transportbanden of walsen die tegen elkaar indraaien. Het proces voor risicoanalyse is onder te verdelen in een tweetal stappen: de gevaaranalyse en de evaluatie.
De gevaaranalyse bestaat op zijn beurt weer uit drie onderdelen. Om te beginnen de bepaling van de machinegrenzen. Hierbij leg je de afbakening van de machine vast en beantwoord je vragen zoals welke bedrijfsmodi er zijn, hoeveel operators nodig zijn en welke omstandigheden noodzakelijk zijn voor een goede werking. De tweede stap is de identificatie van de gevaren. Welke gevaren treden op bij het gebruik van de machine in de ruimste zin van het woord? Alle fases komen hierbij onder de loep te liggen, van normaal bedrijf tot storing en schoonmaak. Welke zaken kunnen leiden tot letsel? Ten slotte maak je een risicoschatting van de gevaren. Je wilt immers weten hoe groot de risico’s zijn en welke factoren de hoogte van de risico’s bepalen. Een risico bestaat uit het effect maal de kans van optreden. Dat product is een maat voor de hoogte van het risico.
De tweede stap bij de risicoanalyse is de evaluatie. Bij deze stap wordt bepaald of er risico’s zijn die moeten worden gereduceerd en op welke manier. De vastgestelde waardes uit de voorgaande stap zijn essentieel bij de keuze van de reductiemaatregelen. De Machinerichtlijn geeft hiervoor de volgende verplichte volgorde: bronaanpak, collectieve maatregelen, organisatorische maatregelen. Het proces is iteratief, wat wil zeggen dat wanneer de reductiemaatregelen zijn genomen nogmaals de risico’s moeten worden geëvalueerd om te zien of de maatregel daadwerkelijk effect heeft gehad.
Door de juiste overwegingen te maken en de juiste beslissingen te nemen tijdens het CE-markeringstraject, en dan vooral tijdens de risicoanalyse, kunnen mogelijke problemen vroegtijdig worden erkend. Hierdoor zal een veiligere machine ontstaan en zal die gedurende de levensduur beter worden benut.
Martijn Drost is teamleider bij de afdeling Consultancy van Pilz en begeleidt machinebouwers bij de implementatie van het CE-markeringstraject en de uitvoering van risicoanalyses in diverse sectoren, waaronder de metaalverwerkende industrie.