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Funktionale Sicherheit: Der Risikograph in der ISO 13849-1:2015

Die ISO 13849-1:2015 hat eine Neuerung in puncto Risikobeurteilung mit sich gebracht. Allerdings: Die jetzige rudimentäre Beschreibung in der Safety-Norm verwirrt in der Praxis oft mehr, als sie Nutzen bringt. – Eine Hilfestellung.

A_Risikobeurteilung Bildquelle: © Innotec

Grundlage einer jeden Entwicklung ist die Definition der Anforderungen an diese – besonders weitreichend betrifft das den Bereich der Sicherheitstechnik. Da in einem Entwicklungsprojekt meist nicht der Spielraum vorhanden ist, eine ‚eierlegende Wollmilchsau‘ zu konzipieren, liefert eine Applikation vielmehr Information dazu, in welchem Rahmen – und eben auch Sicherheitsrahmen – sich das Produkt bewegen wird.

Erfahrungsgemäß gibt es oft ein großes Informationsdefizit zwischen den Anwendern im Maschinenbau und den Komponentenherstellern, was zu erheblichen Wissenslücken führt. Die unterschiedlichen zuständigen Normen – allen voran die ISO 13849 und die EN 62061 – machen die Kommunikation zusätzlich schwierig. Sie in einer Norm zusammenzuführen, ist leider vor Kurzem gescheitert. Daraus entstanden ist aber eine Novellierung der ursprünglichen EN ISO 13849-1 aus dem Jahre 2008. Seit Mitte 2016 ist die Konformitätsvermutung für diese Norm beendet und die EN ISO 13849-1:2015 (Deutsche Fassung) ist  an ihre Stelle getreten. Neben redaktionellen Anpassungen gibt es unter anderem eine Änderung im Anhang A (informativ), die die Bestimmung des erforderlichen Performence Level (PLr) beschreibt.

1_Risikograph der DIN EN ISO 13849-1 Bildquelle: © Innotec

Der Risikograph der DIN EN ISO 13849-1

Um den PLr zu ermitteln, lässt sich der sogenannte Risikograph heranziehen. Er ist die Grundlage für eine präzise Ermittlung des Risikos  anhand von drei Kriterien:

  • Schwere der Verletzung (S)
  • Häufigkeit und/oder Dauer der Gefährdungsexposition (F)
  • Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdungsereignisse (P)

Was hat sich nun konkret geändert am Risikographen in der EN ISO 13849-1:2015 gegenüber dem der EN ISO 13849-1:2008? Geblieben sind zunächst die ursprünglichen drei Haupteingangsgrößen. Neu ist hingegen, dass es in der Norm von 2015 zur Unterscheidung zwischen F1 (selten bis öfter) und F2 (häufig bis dauernd) nun folgende neue Formulierungen gibt:

„Liegt keine andere Rechtfertigung vor, sollte F2 gewählt werden, wenn die Häufigkeit höher als einmal je 15 Minuten ist.“

„F1 darf gewählt werden, wenn die gesamte Expositionsdauer 1/20 der gesamten Betriebsdauer nicht überschreitet und die Häufigkeit nicht höher als einmal je 15 Minuten ist.“

Zu der Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdungsereignisse (P) kommt ein neuer Freiheitsgrad hinzu, nämlich der der Eintrittswahrscheinlichkeit. In der Norm ist hierfür keine eigene Größe definiert worden; vielmehr wird die Eintrittswahrscheinlichkeit als Zusatzparameter beschrieben. Um die Veranschaulichung und die Anwendbarkeit zu verbessern, ist es aber möglich, den Risikographen um diese neue Größe zu erweitern.

Eine Erleichterung hinsichtlich der Umsetzung der  Norm resultiert daraus, dass bei nachweislich geringer Eintrittswahrscheinlichkeit der PLr um eine Stufe reduziert werden kann. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Sicherheitsstrukturen mit geringerem Aufwand umzusetzen. Besonders gilt dies für den großen Unterschied zwischen einer PLc- und einer PLd-Anforderung. Die korrekte Anforderung zu benennen, ist essenziell, wenn es um die Umsetzung sicherheitsbezogener Teile einer Steuerung (SRP/CS) im Maschinenbau geht.

Für die Abschätzung eines Gefahrenereignisses verweist die Norm auf Fakten wie:

  • Zuverlässigkeitsdaten
  • Unfallgeschichte an vergleichbaren Maschhinen

Eine Grundvoraussetzung, um die Eintrittswahrscheinlichkeit als gering einzustufen, ist eine bereits vergleichbare Anwendung an einer Maschine. Vergleichbar bedeutet: Dasselbe Risiko soll mit derselben Sicherheitsfunktion verringert werden, es müssen der gleiche Prozess und dieselben Betätigungen durch das Bedienpersonal erfolgen, oder es sind  die gleichen Techniken anzuwenden, die die Gefährdung verursachen. Die Eintrittswahrscheinlichkeit hängt weiter davon ab, mit welcher Wahrscheinlichkeit das gefahrbringende Ereignis erfolgt. Enorm wichtig dabei ist, dass diese Einschätzung ohne die bereits vorhandenen Sicherheitsfunktionen (SRP/CS) durchgeführt wird!

Als Hilfestellung lässt sich dabei die DIN EN 62061:2013 heranziehen. In dieser Norm, in der der Parameter der Eintrittswahrscheinlichkeit mit dem Buchstaben ‚W‘ gekennzeichnet ist, gibt es eine ausführlichere Beschreibung und Unterscheidung zwischen der Vorhersagbarkeit des Verhaltens von Maschinenbauteilen und dem eines Menschen. So heißt es dort unter anderem: „Für das Verhalten der Maschine muss betrachtet werden, ob die Maschine oder das verarbeitete Material die Neigung hat, sich in unerwarteter Art und Weise zu verhalten.“ Für das menschliche Verhalten in Bezug auf die Gefährdung können wiederum Stress, fehlendes Bewusstsein und/oder fehlende Aufmerksamkeit eine Rolle spielen. Die Tabelle 1 aus der DIN EN 62061:2013 mit ihren fünf Größen kann nun als Unterteilung in ‚hoch‘ und ‚nieder‘ herangezogen werden.