Die Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 (MVO) bringt für Konstrukteure und Entwickler mehrere technische, organisatorische und dokumentarische Zusatzanforderungen. Ein auf Maschinen- und Arbeitssicherheit spezialisiertes Unternehmen hat in Zusammenarbeit mit seinem Netzwerk eine ganzheitliche Lösung entwickelt, die nicht nur allen Anforderungen entspricht, sondern auch einfach anwendbar ist.
Ab dem 20. Januar 2027 löst die MVO die bisherige Maschinenrichtlinie 2006/42/EG ab und gilt für neue Maschinen und solche, die wesentlich verändert werden. Denn plant ein Unternehmen beispielsweise, bestehende Maschinen oder Produktionsanlagen umzubauen oder bestehende Fertigungslinien zu optimieren, werden meist auch Maßnahmen zur Verbesserung, Stärkung oder Modernisierung von Automatisierungsprozessen getroffen. Die Veränderungen betreffen maßgeblich vernetzte Maschinen und Anlagen (Cybersecurity), Maschinen mit künstlicher Intelligenz (KI), kollaborierende Roboter (Cobots), sogenannte Hochrisikomaschinen und wesentlich veränderte Maschinen. Bei diesen müssen im Zuge der Umsetzung der neuen EU-Maschinenverordnung – neben dem Thema der wesentlichen Veränderung – auch weitere Gefährdungen betrachtet werden.
Wesentliche Veränderung
Bei Umbauten oder Modernisierungen von Einzelkomponenten in der Gesamtheit von Maschinen ist der Betreiber verpflichtet, zu überprüfen, ob es sich bei den Veränderungen um eine „Wesentliche Veränderung“ handelt. Sollte sich bei der Überprüfung herausstellen, dass dies der Fall ist, wird die veränderte Maschine wie eine neu in Verkehr gebrachte Maschine angesehen und der Betreiber wird zum Hersteller. Das gesamte Konformitätsbewertungsverfahren muss neu durchlaufen werden. Daher sollte dieser Aspekt bereits bei der Entscheidung des Umbaus betrachtet und im Vorfeld ermittelt werden, ob die Veränderungen an der Maschine sicherheitsrelevante Auswirkungen nach sich ziehen.
Die neue Maschinenverordnung ergänzt die bisherigen Aspekte um die Punkte „digitale Änderung“ und „vom Hersteller ursprünglich geplante Änderung“. Auch eine Änderung der Sicherheitssteuerung wird mit betrachtet. Diese Ergänzungen sind eine direkte Reaktion auf moderne Technologien wie künstliche Intelligenz (KI), das Internet der Dinge (IoT), die Cyberbedrohung (Korrumpierung) und die Anforderungen der Industrie 4.0.
Herausforderungen in der Praxis
Schutz vor Korrumpierung bedeutet, dass eine Maschine nicht nur sicher sein muss, sondern dass auch das bewertete Sicherheitskonzept nicht verfälscht werden darf. Nur so kann vermieden werden, dass zum Beispiel Konfigurationen wie Druck oder Drehzahl unbefugt geändert oder Gefahren von außen herbeigeführt werden können. Anhand eines einfachen Beispiels aus der Futtermittelindustrie, in der Vogelfutter in unterschiedlichste Gebinde abgefüllt wird, lässt sich das erklären.
In einer Anlage, die seit zehn Jahren im Einsatz ist, wird das Futter in kleinen Tüten mit einer Menge von 200 Gramm und in Großpackungen bis zu 20 Kilogramm abgefüllt und von einem Roboter in verschiedene Kartons verpackt und anschließend auf Paletten gestapelt. Hierzu muss der Verpackungsroboter seinen Handlingskopf entsprechend der Packungsgröße verstellen und den Verfahrweg anpassen. Das zugehörige Signal erhält er über den aufgedruckten Barcode auf der Verpackung. Entsprechend kann sich der Roboter bei kleineren Packgrößen näher am Schutzzaun bewegen als bei größeren Verpackungen, wo der Fahrweg verändert werden muss, um nicht über den Schutzzaun hinauszufahren, da der angebaute Kragarm am Handlingskopf ausgefahren werden muss.
Erfordert ein neuer Auftrag eines Großkunden eine neue Verpackung und das Abstapeln unterschiedlicher Gebindegrößen in einem Karton, bedeutet das, dass der Verpackungsroboter mit Kragarmtechnik nun nicht mehr kartonweise abstapeln kann, sondern je nach Gebinde seinen Kragarm bewegen muss, um das präzise Aufnehmen und Absetzen zu ermöglichen. Doch die Verpackung und die neue Position des Barcodes verhindern das Auslesen des Signals, weshalb mittels einer Netzwerkverbindung das Signal über eine zentrale Software an den Roboter geschickt werden muss.
Anwendungsgerechtes Sicherheitskonzept
Diese Ausgangsituation führt zu einem Umbau der Steuerung und bedingt eine Gefährdungsbeurteilung, da in jedem Einzelfall ermittelt werden muss, ob die Veränderungen an der Maschine sicherheitsrelevante Auswirkungen nach sich ziehen. Liegt eine neue Gefährdung bzw. eine Erhöhung eines vorhandenen Risikos vor, wird geprüft, ob die vorhandenen Schutzmaßnahmen der Maschine weiterhin ausreichen oder noch geeignet sind. Die Grundnorm DIN EN ISO 12100:2011-03 (Sicherheit von Maschinen) liefert Informationen, welche Kriterien für eine Risikobeurteilung betrachtet und wie Risiken vermieden werden können.
Um ein anwendungsgerechtes Sicherheitskonzept entwickeln zu können, reicht es nicht aus, nur die vorhandenen Gefährdungen zu analysieren und nacheinander abzustellen. Zusätzlich muss ein Blick auf die sicherheitstechnische Veränderung geworfen werden, die durch einen Eingriff durch außen (Verstellung des Kragarms am Handlingskopf) erfolgen kann. Wo früher mögliche Kollisionen mit dem Schutzzaun durch einen mechanischen Umbau vermieden wurden, stellen heute hochtechnologisch orientierte Unternehmen die geforderte Manipulationssicherheit steuerungstechnisch über nicht „korrumpierbare“ Komponenten her, die den Sicherheitskriterien gemäß Maschinenrichtlinie und der DIN EN ISO 13849-1 entsprechen. Diese Norm regelt Funktionen, die bei Signalverlust oder fehlerhaften Daten den Stillstand garantieren (Safety).
Ein Sicherheitskonzept muss einfach sein und als Layout dargestellt werden können.
Schutz vor Korrumpierung in jeder Lebensphase
Betrachtet man das Schutzkonzept der Maschine über jede Lebensphase und berücksichtigt dabei den Schutz vor Korrumpierung, bieten sich zahlreiche Möglichkeiten, zukunftsorientierte Systeme auch bei Umbauten von Maschinen einzusetzen, die die Integrität sicherheitsrelevanter Funktionen gegen Manipulation und Fehlfunktionen sichern. Bei der Instandhaltung, Wartung oder Reparatur sollte allerdings nicht unterschätzt werden, dass von Maschinen und Anlagen auch eine Gefahr ausgeht, wenn diese abgeschaltet sind – zum Beispiel durch Restenergien in Druckspeichern.
Während früher ein Förderband zur Wartung ganz einfach über den Hauptschalter abgeschaltet wurde, ist das bei komplexen Fertigungsanlagen häufig nicht möglich. Hinzu kommt, dass der Materialfluss nicht mehr so einfach erkennbar ist. Überträgt man das auf den Umbau der im Beispiel vorgestellten Verpackungsanlage, ist es empfehlenswert, ein Wartungskonzept schon von Anfang an zu berücksichtigen und zum Beispiel auf das LOTO-Konzept (Lockout-Tagout) zurückzugreifen, das die physische Energieversorgung trennt. Je nach Situation müssen auch die Maschinen, die sich nicht in direkter Umgebung des Roboters befinden, ausgeschaltet werden. Dazu kommt, dass eine Verstellung des Handlingskopfes unbedingt verhindert werden muss, auch wenn dieser pneumatisch erfolgt, da eine gespeicherte Restenergie fatale Auswirkungen zur Folge haben kann.
Fazit
Es ist von Vorteil, in jeder Lebensphase mit einem sogenannten „integralen Sicherheitsmanagement“ zu arbeiten, das sich auch mit dem Thema Cybersicherheit beschäftigt und eine individuelle Sicherheitslösung für das Unternehmen auszuarbeiten. Denn eine funktionierende Maschine ist auch eine sichere Maschine.
Autoren: Johannes Spatz, Experte für Arbeitsschutz und Maschinensicherheit, Intecra GmbH, Augsburg und Alexandra Langstrof, Fachautorin und freie Journalistin, Erkrath
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