ГОСТ Р 51344-99 Безопасность машин. Принципы оценки и определения риска

ГОСТ Р 51344-99

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Безопасность машин

ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
РИСКА

1 РАЗРАБОТАН Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ОАО «ЭНИМС»)

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 70 «Станки»

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 22 ноября 1999 г. № 421-ст

3 Настоящий стандарт представляет собой аутентичный текст международного стандарта ЕН 1050-96«Безопасность машин. Принципы оценки и определения риска»

Целью настоящего стандарта является описание последовательности процедуры оценки и определения рисков в соответствии с ГОСТ Р 51333, разделом 6. Настоящий стандарт является руководством для принятия окончательных решений при конструировании машин и помогает при подготовке и освоении требований безопасности в стандартах (ГОСТ Р 51333, приложение В).

Рекомендуется этот стандарт включить в курсы обучения и руководства, содержащие основополагающие инструкции по методам конструирования.

ГОСУДАРСТВЕН НЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Безопасность машин

ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ РИСКА

Safety of machinery. Principles for risk assessment

Дата введения 2000-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает основные принципы оценки и определения риска, в которых объединены знания и опыт в области конструирования и эксплуатации машин, несчастных случаев, аварий и поражений для того, чтобы определить сумму рисков на всех стадиях жизни машины (ГОСТ Р 51333, 3.11, перечисление а).

В настоящем стандарте дается руководство по требуемой информации для оценки и определения риска. Приведены процедуры идентификации опасностей, оценки и количественного определения риска.

Цель стандарта — оказать помощь для обеспечения безопасности машины и для составления требуемых документов по выполненной оценке, определению риска.

Настоящий стандарт не предполагает изложение конкретных методов анализа опасностей и оценки риска. Изложения некоторых из этих методов даются только для информации (приложение В).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 51333-99 Безопасность машин. Основные понятия, общие принципы конструирования. Термины, технологические решения и технические условия

ГОСТ Р МЭК 60204-1-99 Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования.

МЭК 812-85 * Техника анализа надежности систем. Метод анализа вида и последствий отказов

* Международные стандарты МЭК — во ВНИИКИ и ВНИИНМАШ Госстандарта России.

МЭК 1025-90 * Анализ диагностического дерева отказов

* Международные стандарты МЭК — во ВНИИКИ и ВНИИНМАШ Госстандарта России.

3 Определения

В настоящем стандарте используют следующие термины с соответствующими определениями:

ущерб: Травматизм и/или опасность для здоровья или состояния [1];

опасное событие: Событие, которое может вызвать поражение;

защитные меры: Средства устранения опасностей или уменьшения рисков;

остаточный риск: Риск, остающийся после того, как приняты защитные меры.

Остальные определения — по ГОСТ Р 51333.

4 Основные положения

4.1 Основные понятия

Оценка и определение риска представляет собой серию логических шагов, с помощью которых путем систематизации можно определить опасности, связанные с машиной.

Оценка и определение риска сопровождается, независимо от необходимости, занижением степени риска, как представлено в ГОСТ Р 51333, раздел 5.

Когда этот процесс повторяется, то осуществляется разработка методов устранения опасностей и осуществления защитных мер, насколько это возможно для выполнения требований безопасности.

Оценка и определение риска включают следующее (рисунок 1 ):

a ) определение области использования машины (раздел 5),

b ) идентификацию опасностей (раздел 6),

c ) оценку риска (раздел 7),

— количественное определение риска (раздел 8).

Примечание — Уменьшение риска и выбор соответствующих мер защиты не является частью оценки и определения риска. Более подробно в ГОСТ Р 51333, раздел 5.

Рисунок 1 — Итеративный процесс достижения необходимой безопасности

Анализ риска содержит информацию, требуемую для количественного определения риска, которая позволяет оценивать безопасность машины (ГОСТ Р 51333, 3.4).

Оценка и определение риска проводятся на основе решений, опирающихся на здравый смысл. Такие решения должны базироваться на качественных методах оценки, дополненных в той степени, в какой это возможно, количественными методами. Количественные методы особенно необходимы, когда заранее ясна потребность в правильной оценке и вред от предполагаемой ошибки весьма высок.

Количественные методы применяются для оценки альтернативных решений обеспечения безопасности и для того, чтобы определить, какой из методов обеспечивает лучшую защиту.

Примечание — Примечание количественных методов ограничивается располагаемыми данными. Поэтому во многих случаях возможны только качественные оценки.

Оценку и определение риска следует проводит таким образом, чтобы возможно было документирование проведенной процедуры и полученных результатов (раздел 9).

4.2 Информация для оценки и определения рисков

Информация для оценки и определения риска и любого качественного и количественного анализа должна включать следующее:

— область использования машины (см. раздел 5);

— сведения о состоянии машины (ГОСТ Р 51333, 3.11, перечисление а);

— конструктивные чертежи или другие материалы для ознакомления с машиной;

— сведения, касающиеся энергетических источников;

— любые несчастные случаи и происшествия;

— любую информацию о вреде для здоровья.

Информация должна быть актуализирована по ходу разработки проекта, когда требуется модификация.

Часто бывает возможным сравнение с подобными опасными ситуациями, связанными с машинами разных типов, и это дает достаточную информацию об опасностях, обстоятельствах несчастных случаев в подобных ситуациях.

Отсутствие несчастных случаев, малое число случаев или небольшое поражение не должны быть использованы как автоматическое предположение о низком риске.

Для количественной оценки допускается использовать справочники, базы данных, лабораторные и эксплуатационные данные, если есть уверенность в их пригодности. Неуверенность, вызванная этими данными, должна быть отражена в документации (раздел 9).

Для получения качественных оценок должны быть использованы данные, основанные на согласованном мнении экспертов, полученных непосредственно из экспериментов (например, метод «Дельфи» — В.8).

5 Определение области использования машины

При оценке и определении риска следует принимать в расчет:

— фазы жизни машины (ГОСТ Р 51333, 3.11, перечисление а);

— область использования (ГОСТ Р 51333, 5.1), включая предусмотренное применение (как правильное применение и функционирование машины, так и предусмотренное в допустимых пределах неправильное применение или неправильное функционирование) в соответствии с ГОСТ Р 51333, 3.12);

— весь диапазон предполагаемого использования машины (например, промышленное, непромышленное и в домашних условиях) людьми с учетом пола, возраста, левшей и правшей, с ограниченными физическими возможностями (в части зрения и слуха, с ограниченными размерами тела и силы);

— предполагаемых потребителей с их уровнем образования, опытом или способностями:

a ) операторов, включая обученный или опытный обслуживающий персонал или техников,

b ) учеников и практикантов,

c ) остальных лиц, участвующих в эксплуатации машины;

— других лиц, которых можно предвидеть и которые могут быть подвергнуты опасности.

6 Идентификация опасностей

Все возможные опасности, опасные ситуации и события, связанные с эксплуатацией машины, должны быть идентифицированы. В приложении А приводятся примеры, способствующие этому процессу идентификации (ГОСТ Р 51333, раздел 4) для последующей информации, относящейся к описанию опасностей, возникающих при эксплуатации машины.

Для систематического анализа опасностей пригодны различные методы, примеры которых даны в приложении В.

7 Оценка риска

7.1 Основные положения

После идентификации опасностей (раздел 6) для каждой опасности должна быть выполнена оценка риска путем определения элементов риска, описанных в 7.2.

При определении элементов риска необходимо принимать во внимание требования, изложенные в 7.3.

7.2 Элементы риска

7.2. 1 Комбинация элементов риска

Риски, связанные с определенной ситуацией или определенным техническим процессом, описываются комбинацией следующих элементов:

— степень тяжести возможного ущерба;

— вероятность нанесения ущерба, которая зависит от:

a ) частоты и продолжительности воздействия опасности на персонал,

b ) вероятности возникновения опасной ситуации,

c ) технических и человеческих возможностей избежать или ограничить возможный ущерб (например, уменьшения скорости, использование устройств аварийного выключения и предохранительных устройств, устройств оповещения об опасности).

ГОСТ Р ИСО 13849-1-2003 Безопасность оборудования. Элементы систем управления, связанные с безопасностью. Часть 1. Общие принципы конструирования

ГОСТ Р ИСО 13849-1-2003

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Безопасность оборудования

ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ,
СВЯЗАННЫЕ С БЕЗОПАСНОСТЬЮ

Общие принципы конструирования

ГОССТАНДАРТ РОССИИ
Москва

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 10 «Основополагающие общетехнические стандарты. Оценка эффективности и управление рисками»

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 23 декабря 2003 г. № 378-ст

3 Настоящий стандарт представляет собой идентичный текст международного стандарта ИСО 13849-1-99 «Безопасность оборудования. Элементы систем управления, связанные с безопасностью. Часть 1. Общие принципы конструирования»

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Цель разработки настоящего стандарта — предоставить четкую основу разработчикам стандартов типа С, на которой конструирование и функционирование любого элемента системы управления, связанного с обеспечением безопасности оборудования, может быть объективно оценено, например, с помощью третьей стороны, собственных (внутренних) средств или независимого испытательного органа.

Международный стандарт ИСО 13849-1-99 разработан на основе европейского стандарта ЕН 954-1-96 и соответствует требованиям «Директивы по машиностроению ЕЭС» и правилам «Европейской ассоциации свободной торговли» (ЕАСТ).

Настоящий стандарт — один из комплекса стандартов «Безопасность оборудования».

ГОСТ Р ИСО 13849-1-2003

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Безопасность оборудования

ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С БЕЗОПАСНОСТЬЮ

Часть 1. Общие принципы конструирования

Safety of machinery. Safety-related parts of control systems.
Part 1. General principles for design

Дата введения 2005-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования безопасности и общие принципы конструирования элементов систем управления, связанных с обеспечением безопасности.

Стандарт определяет категории элементов систем управления и описывает характеристики их функций безопасности, включая программируемые системы, для любого оборудования (машины) производственного и непроизводственного назначения и для предохранительных и (или) защитных устройств, относящихся к этому оборудованию (машине).

Настоящий стандарт не устанавливает, какие функции безопасности и какие категории должны применяться в каждом конкретном случае.

Стандарт распространяется на любые элементы систем управления, связанные с обеспечением безопасности, независимо от вида используемой энергии, например электрической, гидравлической, пневматической, механической.

Настоящий стандарт применим также к элементам систем управления, которые используют для других технических целей.

Примечание — См. также 3.11 ГОСТ ИСО/ТО 12100-1.

Приложения А — Д приведены только для информации.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ ИСО/ТО 12100-1-2001 Безопасность оборудования. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть 1. Основные термины, методика

ГОСТ ИСО/ТО 12100-2-2002 Безопасность оборудования. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть 2. Технические правила и технические требования

ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP )

ГОСТ Р 51336-99 Безопасность машин. Установки аварийного выключения. Функции. Принципы проектирования

ГОСТ Р 51340-99 Безопасность машин. Основные характеристики оптических и звуковых сигналов опасности. Технические требования и методы испытаний

ГОСТ Р 51343-99 Безопасность машин. Предотвращение неожиданного пуска

ГОСТ Р 51344-99 Безопасность машин. Принципы оценки и определения риска

ГОСТ Р МЭК 335-1-94 Приборы электрические бытового и аналогичного назначения. Безопасность. Часть 1. Общие требования

ГОСТ Р МЭК 60204-1-99 Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования

ГОСТ Р МЭК 60447-2000 Взаимодействие человек-машина. Принципы включения

3 Определения

В настоящем стандарте применяют термины по ГОСТ ИСО/ТО 12100-1 и МЭК 60050-191 [1]. Дополнительно в настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 элемент системы управления, связанный с обеспечением безопасности: Элемент или компонент(ы) элемента в системе управления, которые реагируют на входные сигналы и вырабатывают выходные сигналы, связанные с обеспечением безопасности.

Примечание — Комбинированные элементы системы управления, связанные с обеспечением безопасности, начинают действовать в точках, где возникают сигналы, имеющие отношение к безопасности, и заканчивают на выходе силовых управляющих элементов (см. также приложение А ГОСТ ИСО/ТО 12100-1). Они также включают в себя системы контроля.

3.2 категория: Классификация элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности, по их устойчивости к неисправностям и их последующему поведению в неисправном состоянии.

Примечание — Такое поведение достигается за счет структурной схемы расположения элементов и (или) их надежности.

3.3 безопасность систем управления: Способность элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности, выполнять свои функции безопасности в течение определенного времени в соответствии с их заданной категорией.

3.4 неисправность: Состояние технического объекта (элемента), характеризуемое его неспособностью выполнять требуемую функцию, исключая периоды профилактического технического обслуживания или другие планово-предупредительные действия, или в результате недостатка внешних ресурсов.

1 Неисправность является часто следствием отказа самого технического объекта, но может существовать и без предварительного отказа.

2 Английский термин « fault » и его определение идентичны данному в МЭК 60050-191 (МЭС 191-05-01) [1]. В машиностроении чаще применяют французский термин « defaut » или немецкий термин « Fehler », чем термины « panne » и « Fehlzusstand », которые употребляют с этим определением.

3.5 отказ: Нарушение способности технического объекта (элемента) выполнять требуемую функцию.

1 После отказа технический объект находится в неисправном состоянии.

2 «Отказ» является событием в отличие от «неисправности», которая является состоянием.

3 Это понятие, как оно определено, не применяют к техническим объектам, состоящим только из средств программного обеспечения (МЭК 60050-191 (МЭС 191-04-01) [1]).

4 На практике термины «отказ» и «неисправность» часто применяют как синонимы.

3.7 приостановка: Временное автоматическое прекращение действия функции безопасности, выполняемой элементами системы управления, связанными с обеспечением безопасности.

3.8 ручной возврат: Функция элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности, необходимая для ручного восстановления заданных функций безопасности перед повторным пуском машины.

4 Общие положения

4.1 Цели безопасности при конструировании

Элементы системы управления, связанные с обеспечением функций безопасности, следует рассчитывать и конструировать так, чтобы полностью учитывались принципы, изложенные в ИСО 14121 [2]:

— в течение всего предназначенного использования и в случаях неправильного использования;

— при возникновении неисправностей;

— когда человек совершает прогнозируемые ошибки во время предназначенного использования всей машины в целом.

4.2 Общие принципы конструирования

Исходя из оценки риска (см. ИСО 14121 [2]) для данной машины, конструктор должен определить вклад в снижение риска, который необходимо обеспечить с помощью каждого элемента системы управления, связанного с обеспечением безопасности (см. приложение Б). Этот вклад не включает общий риск управляемой машины, например связанный с эксплуатацией механического пресса или стиральной машины, а только часть риска, снижение которого обеспечивается применением определенных функций безопасности. Примером таких функций является функция останова, выполняемая путем использования электрочувствительного предохранительного устройства механического пресса, или функция блокирования двери стиральной машины.

Основная цель — конструктор должен обеспечить, чтобы элементы системы управления, связанные с соблюдением мер безопасности, вырабатывали выходные сигналы, соответствующие целям снижения риска, указанным в ИСО 14121 [2]. Это не всегда возможно, и в таких случаях конструктор должен принимать другие меры безопасности. Порядок действий по снижению риска приведен в разделе 5 ГОСТ ИСО/ТО 12100-1.

Категория и другие особенности (например, физическое расположение элементов, изоляция), выбираемые конструктором для элементов, связанных с обеспечением безопасности, будут зависеть от вклада, вносимого этими элементами в снижение риска, а также от конструкции и технологии. Конструктор должен указывать:

— какую категорию или категории используют в качестве исходных точек при конструировании;

— точное расположение точек, в которых начинает действовать элемент, связанный с обеспечением безопасности, и в которых он заканчивает действовать;

— логическое обоснование конструкции (например, учтенные или исключенные неисправности) в пределах конструирования с целью достижения заданной(ых) категории(й).

Чем больше зависимость снижения риска от элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности, тем выше должна быть способность этих элементов противостоять неисправностям. Эта способность (при том условии, что необходимая функция выполняется) может быть частично выражена количественно значениями надежности и стойкой к неисправностям структурой. Как надежность, так и структура вносят свой вклад в способность элементов, связанных с обеспечением безопасности, противостоять возникновению неисправностей. Заданная стойкость к неисправностям может быть достигнута путем установления уровней надежности компонентов и(или) с помощью усовершенствованных структур для элементов, связанных с обеспечением безопасности. Эти вклады за счет надежности и структуры могут изменяться в зависимости от используемой технологии. Например, для одноканальных элементов обеспечения безопасности, обладающих высокой надежностью при одном технологическом решении, можно обеспечивать такую же или более высокую стойкость к неисправностям за счет структуры меньшей надежности при использовании другой технологии.

Примечание — Чем выше стойкость к неисправностям элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности, тем ниже вероятность того, что эти элементы выйдут из строя при выполнении необходимых функций безопасности.

Надежность и безопасность — это не одно и то же (см. приложение Г). Например, существует вероятность, что безопасность системы с относительно ненадежными компонентами в избыточной (с резервированием) структуре будет выше, чем безопасность системы, имеющей упрощенную структуру с более надежными компонентами. Это понятие является важным, потому что при некоторых применениях безопасности придается самый высокий приоритет независимо от достигнутого уровня надежности, например, когда последствия отказа являются всегда серьезными и, как правило, необратимыми. При таких применениях в соответствии с оценкой риска должна быть предусмотрена система обнаружения неисправностей, обеспечивающая необходимую функцию безопасности после одной, двух или более неисправностей.

Настоящий стандарт не требует расчета значений надежности для сложных конструкций в тех случаях, когда безопасность преимущественно достигается за счет улучшения конструкции элементов, связанных с обеспечением безопасности. Для менее сложных конструкций, где надежность элемента является важной для безопасности, расчет значений надежности становится полезным индикатором вклада в снижение общего риска, вносимого элементами обеспечения безопасности.

Меры, направленные на исключение неисправностей, могут оказаться полезными в случае применений с меньшим риском; для применений с более высоким риском улучшение конструкции элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности, позволяет принимать меры для исключения, обнаружения или допущения неисправностей. Практические меры включают в себя резервирование, разнообразие, текущий контроль (см. также раздел 3 ГОСТ ИСО/ТО 12100-2, приложение A EH 292-2/ A 1 [3] и 9.4 ГОСТ Р МЭК 60204-1).

Достижение стойкого к неисправностям поведения элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности, является функцией многих параметров, например:

— надежности, в отношении выполнения функций безопасности;

— структуры (или архитектуры) системы управления;

— качества документации, относящейся к обеспечению безопасности;

— полноты технических требований;

— конструирования, изготовления и технического обслуживания;

— качества и точности программного обеспечения;

— объема функциональных испытаний;

— эксплуатационных характеристик машины или ее части, находящейся под контролем. Эти параметры можно сгруппировать по трем основным характеристикам:

а) надежность технического обеспечения: уровень надежности компонентов для избежания неисправностей;

б) структура системы: расположение компонентов в элементе системы управления, связанного с обеспечением безопасности, направленное на то, чтобы исключить, допустить или обнаружить неисправности;

в) количественно необнаруживаемые, качественные аспекты, которые влияют на поведение элемента системы управления, связанного с обеспечением безопасности.

4.3 Процесс выбора и разработки мер обеспечения безопасности

4.3.1 Общие положения

В настоящем подпункте сначала излагается процесс для выбора мер по обеспечению безопасности, а затем для разработки элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности. Важно идентифицировать взаимодействие между элементами системы управления, связанными и не связанными с обеспечением безопасности, и со всеми другими деталями данной машины. Затем следует установить, какой вклад вносят элементы системы управления, связанные с обеспечением безопасности, в снижение риска в пределах оценки риска данной машины в соответствии с ИСО 14121 [2].

Поскольку существует много путей снижения риска, связанного с машиной, а также имеется много вариантов конструирования элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности, то этот процесс является итеративным (повторяющимся). Решения и(или) допущения, предложенные на любом этапе этой методики конструирования, могут оказывать влияние на решения и(или) допущения, принятые на более раннем этапе. Такой подход к решению проблемы может быть проверен по данной методике путем циклического возврата назад к любому этапу. Такая проверка на этапе оценки является весьма важной для гарантии того, что полученные рабочие характеристики безопасности являются такими же, как они определены в технических условиях.

Этот процесс показан на рисунке 1. Важные аспекты, которые должны быть приняты во внимание в процессе конструирования, представлены как вопросы анкеты в приложении А с целью информирования конструктора. Эти вопросы иллюстрируют философию, которой необходимо следовать при разработке элементов, связанных с обеспечением безопасности. Не все вопросы применимы в каждом случае конструирования. В некоторых случаях требуются дополнительные вопросы.

Рисунок 1 — Итеративный процесс при конструировании элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности

4.3.2 Этап 1. Анализ опасности и оценка риска

Определение опасностей, вызванных работой машины на всех режимах и на каждой стадии срока службы этой машины, руководствуясь указаниями ГОСТ ИСО/ТО 12100-1 и ИСО 14121 [2].

Оценка риска, возникающего от установленных опасностей, и решение вопроса о соответствующем снижении риска для данного применения согласно ГОСТ ИСО/ТО 12100-1 и ИСО 14121 [2].

4.3.3 Этап 2. Принятие мер по снижению риска с помощью средств управления

Принятие решения в отношении конструирования машины и(или) обеспечения технических мер защиты с целью снижения риска. Те элементы системы управления, которые вносят свой вклад как неотъемлемая часть конструктивных мер и(или) помогают контролировать технические меры защиты, должны считаться элементами, связанными с обеспечением безопасности.

4.3.4 Этап 3. Определение требований безопасности для элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности

Определение функций безопасности (см. раздел 5), которые должны быть предусмотрены в системе управления. В таблице 1 даются ссылка на источник наиболее общих функций безопасности и характеристики, которые должны быть включены при выборе определенной функции безопасности.

Таблица 1 — Международные, европейские и российские стандарты, содержащие требования к характеристикам функции безопасности

Требования (раздел, пункт, абзац, приложение)

Источник Источник http://docplan.ru/Data2/1/4294818/4294818774.htm
Источник http://www.vashdom.ru/gost/13849-1-2003/