1 機能安全目標と安全コンセプト

機能安全目標は、設計プロセスの最初に定義されるシステム レベルの目標で、潜在的に危険な事象のリスクを低減することに重点を置いています。危害のリスクを完全に除外するようにシステムを設計することはできませんが、適切な設計手法を使用することで、危害のリスクを許容可能なレベルまで低減できます。機能安全目標は、最終アプリケーション、潜在的な危害の程度、危険が発生する可能性の程度によって異なります。安全目標を許容できる危害のリスク レベルで達成する方法は、安全コンセプトと呼ばれます。

機能安全目標と安全コンセプトをより的確に理解する場合、現代の製造プラントを検証することが役立ちます。製造現場では、自動化されたプロセスおよび機械と自動化されていないプロセスおよび機械が共存し、多くの人々が装置を操作、監視、保守しています。製造装置は高速で移動するロボット アームからシンプルな試験 / 測定ステーションまでいろいろな種類があり、特定の条件下では個人に危害を及ぼす可能性があります。

製造現場での危害のリスクを低減するために、設計プロセスの初期段階で、製造装置と工場プロセスの両方に対して安全目標を定義しました。人間がロボット アームに衝突した場合の潜在的な危険に対処するために、そのような危険の発生を 10 億時間の操作あたり 1 回未満に低減するという安全目標を定義しました。次に、この安全目標をサポートするため、レーザー ベースのライト カーテンを使用してロボット アームの周囲に立ち入り禁止ゾーンを作成するという安全コンセプトを定義しました。これには、機械学習 (ML) ベースのビジョン システムを使用して立ち入り禁止ゾーンに対するオペレータの位置を追跡し、オペレータが立ち入り禁止ゾーンに入ったことを検出した場合にロボット アームを停止するフェイルセーフ方式を採用しています。ロボット アームの緊急停止には、セーフ トルク オフ (STO) および安全ブレーキ制御 (SBC) 安全機能が使用されます。STO はモーターの電源をオフにし、SBC はモーターに外部ブレーキを印加します。STO、 SBC (およびモーター固有のその他の安全機能) は、モーター制御アプリケーションで安全コンセプトをサポートするために一般的に使用されています。次のセクション (セクション 2) では、システム インテグレータが安全目標と安全コンセプトを定義するために使用するプロセスについて詳しく説明します。