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机器人安全不容忽视

机器人安全不容忽视


众所周知,机器人作为近年来蓬勃发展的一类产品,受到了政府和资本的大力支持,各种各样的新技术也正在积极应用。根据事故致因理论,新技术的应用必然会带来不可预知的风险。为了控制风险,使机器人的安全性水平与发展能够齐头并进。



自1987年以来,日本已有十余名工人死于机器人手下,致残的有7000多人。


历史上工业机器人事故简单盘点

  1. 1978年9月6日,日本广岛一家工厂的切割机器人在切钢板时,突然发生异常,将一名值班工人当作钢板操作,这是世界上第一宗机器人杀人事件。


  2. 1979年1月25日,距离工业机器人发明公司unimation公司成立20后,年仅25岁的美国福特工厂装配线工人RobertWilliams,在密歇根州的福特铸造厂被工业机器人手臂击中身亡。这是迄今为止第一例有据可查的工业机器人杀死人类的案件。


  3. 1981年7月4日,日本川崎重工业公司明石工厂的一名修理工人,无意中触动了机器人的启动钮,这个加工齿轮的机器人立即工作起来,把那个工人当成齿轮夹起,放在加工台上砸成了肉饼。


  4. 1982年5月,日本山梨县阀门加工厂的一个工人,正在调整停工状态的螺纹加工机器人时,机器人突然启动,抱住工人旋转起来,造成了悲剧。


  5. 1982年夏天,一名英国女工在测试工业机器人的电池时,机器人突然启动,把女工的手臂折成两段。


  6. 1989年2月底,在日本的一个无人工厂里,发生了一起机器人将一名维修人员强行拖入转动的机器中绞死的事故。


  7. 1999年,就在 The Matrix 在全球范围内掀起对机器人统治未来的存在主义忧思的时候,一名肉食品加工厂的工人就因为误操作启动机器人而被卷入传送带,结果不幸身亡。


  8. 2001年,一名汽车厂工人在进入机器人防护笼进行清洁工作时被机器人扼住喉咙压迫在滚轮下最终窒息身亡,


  9. 2006年,一位女工被机器人挟住颈部钉在焊接机上,当场遇难。


  10. 2015年,美国一家汽车工厂的装配工Wanda Holbrook正在工厂的六号厂房“100区”工作,一个机器人不知道因何原因而突然启动,并试图将一个运输挂钩从一个区运输到另一个区。惊慌的Wanda被安全门隔离在房间之中而无处可逃,并且正好处于机器人的路线中间。最终,她被机器人的挂钩砸中,整个头颅被砸碎。


  11. 2015年,德国大众汽车制造厂中一个机器人杀死了一名人类工作人员。当时这名21岁的技术工人正在安装和调制机器人,后者突然“出手”击中工人的胸部,并将其碾压在金属板上。


  12. 在德国工厂出事之后不久,这样的悲剧又在印度发生。印度Manesar(马尼萨)一名汽配公司的年轻工人在维修脱节金属板时被一个机器人“杀害”,这个机器人是预先编程好来焊接金属板的。


(慎入)机器伤人视频案例

绝望挣扎,人被压进机器中

事故分析

以下是日本机器人协会(1234)提供的0 个典型的工业机器人事故案例:

  1. 1 名工人的手指被正在做正常上下运动的机器人夹在工件与切割夹具之间;

  2. 机器人在进行正常操作时,当它把薄钢板传递到工人手中时割破了工人的手指;

  3. 在进行正常操作的机器人的手臂撞在工人身上,将工人撞伤;

  4. 在进行人工操作时机器人手臂不符合指令要求,正当操作人员要进行调整时,头部被机器人划破。


机器人事故原因的调查统计分析

由此可知:

  1. 在人工操作机器人时,机器人造成危险的可能性很大;

  2. 在机器人造成的危险中,归因于设备自身误动作的有一半之多;

  3. 由机器人自身错误所引起的和由人为失误引起的事故发生率几乎相等;

  4. 机器人作为自动化设备在其正常操作条件下,发生事故次数占总事故的比重很大;

  5. 机器人的设计和生产不能保证使用机器人时绝对安全或绝对不发生故障,安全使用机器人还取决于使用者的技术水平和保养及维修等诸多因素。


现在让我们再细读近些年的一个案例,了解使用机器人的风险,时刻提醒自己机器人给我们带来便利的时候也存在安全隐患

去年9月10号,芜湖一生产汽车零部件公司的一个工业搬运机器人,在维护期间,意外启动,“抱住”了维护工人,导致其伤重死亡。这已经不是第一次被报道出机器人伤人事件,早在此前,机器人伤人的悲剧就已经让很多人“谈机色变”,尽管导致此次事件的根本原因不得而知,但再一次给大家敲响了警钟:机器人安全性设计应该被重视,需时时警惕安全问题。




据芜湖当地媒体报道,9月10日上午,经济开发区一企业内发生一幕惨剧:一名工人在给搬运机器人换刀具时,突然被机器人夹住。虽然该工人很快被救下,但被送到医院后,因其伤势太重,不治身亡。


目击者说,“我当时正在生产线上工作,突然听到不远处有同事在喊‘有人被卡住了’。等跑过去时发现有人面对机器人站着,被机器人长长的手臂夹住腰部,已经没了动静。”


据目击者介绍,机器人在运转时,工人都离得较远,只有在给机器人换配件时,才会靠近。当时机器人的安全门禁被屏蔽了,机器人也停止了运转。但不知道为什么,机器人会突然启动,将人夹住。


从得到的信息来看,机器人本身的安全设计和联锁设备的设计必然存在着设计问题。


下面我们来从安全设计角度,分析一下可能导致这次事故的原因:


1、该机器人的设计厂家对机器人风险分析不足,没有识别出机器人可能存在意外启动的风险。


在ISO12100:2010 / GB/T 15706-2012中,对机器人的风险分析的流程、常见的风险以及分险控制措施都有很清晰的介绍。“意外启动”作为一个必须控制的风险在标准中被多次提到。如果企业在机器人的设计早期,严格按照标准要求逐步进行分析,这个风险一定会被识别出来的。


2、导致风险发生的原因识别不全,或采取的措施不充分。


在ISO12100中,明确列出了可能导致意外启动的原因(详细见表1)。只有原因被充分的识别了,设计时才能有针对的提出控制措施。


表1 机器人意外启动的可能原因


原因描述

1

由于控制系统受到外部影响或自身失效导致发送了一个启动命令。

2

由于偶然的行为(对机器人的启动控制部分,如传感器、电源控制组件)导致生成了一个启动命令。

3

供电中断之后,电源的恢复。

4

外部/内部对机器人的影响。例如重力、风力、内燃机自燃等。


3、安全相关控制系统设计不合理。


在ISO10218-1-2011中针对性地提出了对防止意外启动的要求,要求控制系统的安全相关部分的设计必须要满足ISO13849或IEC62061的SIL和PL要求。SIL和PL是对安全控制系统安全功能危险失效率的衡量,SIL分SIL1~SIL4,PL a-e。要想实现SIL和PL等级,是需要产品架构、软件、硬件、开发模型等所有方面都要遵循标准的要求。


4、从报道上看,安全门禁设计不合理。


安全门禁和机器人的启动应进行联锁,即是只要安全门禁被屏蔽或者门禁被开启状态下,机器人都不应启动或触发保护性停止。这些在ISO10218-1-2011中也有详细的要求。


5、人员管理问题,安全门禁被维护人员屏蔽。


机器人的使用单位应对使用人员、维护人员进行培训,并制定严格的规章制度。不能图方便,随意取消或者限制已有的安全措施。



此次事故是因机器人的意外启动引起的,那么机器人有没有可能带来其他风险呢?欢迎大家留言讨论

本文综合转载自优快工服,及高工机器人



链接:安全永无止境  https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MDY0NjQ0NA==&mid=2675805128&idx=3&sn=6880bd80e639194c8db74d1ac3c3a968&chksm=85b0840bb2c70d1d8aa365d66a3c0d430cb1f1d5c4bad9aa0ec15d1f1badbac147c602362a9b&mpshare=1&scene=23&srcid=#rd

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