AGV-Sicherheit in der Praxis: Normen, Zonen und Zusammenarbeit mit Menschen

Ein fahrerloses Transportfahrzeug, das sich die Halle mit Menschen teilt, darf nicht „nach Gefühl“ sicher sein. Die AGV-Sicherheit beruht auf Normen, die genau beschreiben, wie das Fahrzeug Hindernisse erkennen, anhalten und auf die Anwesenheit von Menschen reagieren muss. Dieser Artikel zeigt AGV-Sicherheit als stimmiges System aus drei Ebenen: der zertifizierten Ausstattung des Roboters, der geordneten Hallenumgebung und klaren Regeln für die Zusammenarbeit zwischen Maschine und Belegschaft.

Drei Ebenen eines Systems

Über die Sicherheit einer Einführung entscheidet weder ein einzelner Scanner noch ein einzelner Taster. Entscheidend ist das Zusammenspiel dreier Ebenen. Die erste ist der Roboter selbst – seine Sensoren, Sicherheitsfunktionen und die Konformität mit den Normen. Die zweite ist die Umgebung, also die Art und Weise, wie Fahrwege, Kennzeichnung und physische Grenzen in der Halle geplant wurden. Die dritte sind Menschen und Verfahren – Regeln für den Mischverkehr, Schulungen und Gewohnheiten.

Wird eine der Ebenen vernachlässigt, schwächt das das Ganze. Der beste Scanner hilft nicht, wenn Fußgänger an einer ungekennzeichneten Kreuzung direkt vor das Fahrzeug laufen. Perfekt angelegte Fahrwege ersetzen keinen zertifizierten Not-Halt. Deshalb werden AGV- und AMR-Roboter als Teil eines größeren Systems betrachtet und nicht als eigenständiges Gerät.

AGV-Sicherheit und Normen – die Grundlage der Zertifizierung

Die technische Ebene wird durch mehrere Normen geordnet, deren Erfüllung dokumentiert sein muss. Grundlage für fahrerlose Fahrzeuge ist die ISO 3691-4 – sie legt die Sicherheitsanforderungen und deren Verifizierung für fahrerlose Flurförderzeuge und ihre Systeme fest, darunter Bremssysteme, Geschwindigkeitsregelung und Personenerkennung. Es ist die übergeordnete Norm, die unter anderem vorgibt, dass die Not-Halt-Funktion der ISO 13850 entsprechen muss.

Für die Steuerungen ist die PN-EN ISO 13849-1 maßgeblich. Sie definiert den Performance Level (PL) sowie die Kategorien der Systemarchitektur (Kat. 1–4). In der Praxis werden Funktionen wie Not-Halt, Geschwindigkeitsbegrenzung oder Personenerkennung im Schutzfeld auf PL d oder PL e ausgelegt – den höchsten Stufen, die bei Maschinen dieser Art zum Einsatz kommen. Den Not-Halt beschreibt gesondert die ISO 13850: Der Not-Halt-Taster muss mit einer einzigen Bewegung betätigt werden können, Vorrang vor allen anderen Funktionen haben und bis zum bewussten Zurücksetzen durch einen Menschen verriegelt bleiben. Das Ganze ist in den Rahmen der allgemeinen Norm für Maschinensicherheit ISO 12100 eingebettet.

Konformität ist keine Herstellererklärung „auf Ehrenwort“. Seriöse Anbieter lassen ihre Fahrzeuge von einer unabhängigen Zertifizierungsstelle wie TÜV Rheinland bewerten, die die Konformität der Sicherheitsfunktionen mit ISO 13849-1 bestätigt. Beim Kauf eines AGV lohnt es sich, eine Aufstellung der Sicherheitsfunktionen und der ihnen zugeordneten PL-Stufen anzufordern; das ist der schnellste Weg, um zu prüfen, ob der Roboter die Anforderungen tatsächlich erfüllt und sie nicht nur im Katalog aufzählt.

Sicherheitsausstattung an Bord des Roboters

Das Herzstück des Schutzes ist ein Satz von Sensoren, die Zonen rund um das Fahrzeug festlegen. Standard sind vorn und hinten montierte Laserscanner, die bei entsprechender Konfiguration einen Rundumschutz von 360° bieten. Ein Scanner arbeitet nicht nach dem Ein-Aus-Prinzip – er legt mehrere Felder mit zunehmender Strenge fest:

• Warnfeld – das äußerste; wird ein Hindernis erkannt, reduziert das Fahrzeug die Geschwindigkeit und gibt ein Warnsignal.
• Schutzfeld (Stopp) – näher am Fahrzeug; ein Eindringen hält das Fahrzeug an, bevor es zu einem Kontakt kommt.
• Minimalfeld – unmittelbar an der Fahrzeugkontur; die letzte Erkennungslinie auf kurzer Distanz.

Die Felder werden an Geschwindigkeit und Bremsweg angepasst, sodass das Fahrzeug innerhalb der Grenze der Personenerkennung zum Stehen kommt. Hinzu kommen ergänzende Ebenen: Not-Halt-Taster am Fahrzeug (sowie ein Anschluss für einen externen Not-Halt, der in das Sicherheitssystem des Werks eingebunden ist), Näherungssensoren zur Erkennung von Objekten auf kurzer Distanz, mechanische Stoßfänger sowie optische und akustische Signalgeber, die die Umgebung über Bewegung und Absichten des Roboters informieren. Moderne Plattformen verfügen über ein gutes Dutzend solcher Sicherheitsfunktionen – jede konform mit ISO 13849-1, und die Verletzung einer beliebigen davon hält das Fahrzeug an.

Ebene Umgebung: Fahrwege, visuelle Grenzen und Barrieren

Ein Roboter ist so sicher, wie seine Umgebung vorhersehbar ist. Deshalb wird die zweite Ebene in der Halle aufgebaut, noch bevor die Flotte in Betrieb geht. Ausgangspunkt sind festgelegte Fahrwege – feste Korridore für den AGV-Verkehr, die abseits von Bereichen mit hohem Fußgängeraufkommen und engen Kurven verlaufen.

Die Fahrwege müssen für Menschen gut erkennbar sein. Die Grenzen werden mit Bodenkennzeichnung – Bändern und Bodenmarkierungen – festgelegt und durch vertikale Schilder „Achtung, Roboter“, Warnleuchten an Kreuzungen und Spiegel an Stellen mit eingeschränkter Sicht ergänzt. Dort, wo das Risiko am größten ist – an Kreuzungen mit Fußgängerverkehr, an Abstellplätzen oder in Zonen mit schwerem Gerät –, reicht die Kennzeichnung allein oft nicht aus. An solchen Stellen kommen physische Barrieren zum Einsatz: Anfahrschutz, Abschrankungen und flexible Schutzbarrieren, die die Fahrbahn des Fahrzeugs physisch vom Bereich der Menschen trennen und die Infrastruktur vor den Folgen eines möglichen Kontakts schützen. Die Regel ist einfach: Je höher das Risiko an einer Stelle, desto härter die Grenze.

Vertrauenszone: Zusammenarbeit von Mensch und Roboter

Die dritte Ebene betrifft die Menschen. Der Schlüssel ist Vorhersehbarkeit: Ein Roboter, der sich immer auf denselben Fahrwegen bewegt, seine Bewegung signalisiert und auf wiederholbare Weise anhält, schafft bei der Belegschaft etwas, das man als Vertrauenszone bezeichnen kann. Vorhersehbares Verhalten der Maschine senkt den Stress der Mitarbeiter und führt dazu, dass Menschen das Fahrzeug nicht mehr als Bedrohung, sondern als festen Bestandteil der Halle wahrnehmen.

Diese Vorhersehbarkeit muss in klare Regeln für den Mischverkehr übersetzt werden. Die Arbeitsschutzvorschriften sollten den Vorrang an Übergängen eindeutig festlegen, Stellen zum sicheren Queren der Fahrwege sowie Schutzinseln für Fußgänger ausweisen – Zonen, in denen ein Mensch außerhalb der Fahrbahn des Fahrzeugs stehen bleiben kann. Hinzu kommen feste Regeln: niemals unter das Fahrzeug oder in seinen Arbeitsbereich treten, während es sich bewegt, das AGV nicht eigenmächtig versetzen und die Fahrwege frei von Material halten. Ein geordneter Fußgängerschutz ist keine Einschränkung der Bewegungsfreiheit, sondern die Voraussetzung für ein reibungsloses Miteinander von Menschen und Robotern auf einer Fläche.

Sicherheitstests vor dem Start und Übungen

Bevor die Flotte den Produktivbetrieb aufnimmt, muss das Ganze im Betrieb geprüft werden. Nach der Vorbereitung der Halle empfiehlt sich ein internes Arbeitsschutz-Audit: Sind die neuen Kennzeichnungen gut lesbar, wurden die Schutzfelder der Scanner korrekt eingestellt, wissen die Mitarbeiter, wie sie sich verhalten sollen? Beim Erkennungstest wird ein kontrolliertes Hindernis auf den Fahrweg gebracht und geprüft, ob das Fahrzeug im richtigen Moment die Geschwindigkeit reduziert und anhält und ob die Not-Halt-Taster die Bewegung tatsächlich unterbrechen.

Ebenso wichtig sind Sicherheitsübungen – das Durchspielen von Notfallszenarien unter Beteiligung der Belegschaft. Die Simulation einer Situation, in der der Roboter einen Not-Halt ausführt, zeigt, wer ihn wie wieder freigeben darf und wer zu benachrichtigen ist. Solche Übungen in realer Umgebung gewöhnen die Menschen an die Maschinen und bauen die Angst vor dem Unbekannten wirksamer ab als jede Präsentation. Notfallverfahren sollten mit der Arbeitsschutzabteilung abgestimmt und in Anweisungen festgehalten werden, auf die die Mitarbeiter jederzeit zurückgreifen können.

Zusammenfassung: Sicherheit als System, nicht als Einzelelement

Eine sichere AGV-Einführung entsteht aus der Verbindung dreier Ebenen. Die folgende Checkliste hilft zu prüfen, ob keine davon vernachlässigt wurde:

• Der Roboter verfügt über eine dokumentierte Konformität mit ISO 3691-4, ISO 13849-1 und ISO 13850, idealerweise bestätigt durch die Bewertung einer unabhängigen Stelle.
• Die Aufstellung der Sicherheitsfunktionen und der ihnen zugeordneten Performance Level ist bekannt (PL d / PL e für kritische Funktionen).
• Laserscanner bieten einen 360°-Schutz mit korrekt konfiguriertem Warn-, Schutz- und Minimalfeld.
• Das Fahrzeug ist mit Not-Halt-Tastern, Näherungssensoren, Stoßfängern sowie optischen und akustischen Signalgebern ausgestattet.
• Die AGV-Fahrwege sind festgelegt und horizontal wie vertikal gekennzeichnet, mit Schildern, Leuchten und Spiegeln, wo nötig.
• An den Stellen mit dem höchsten Risiko wurden physische Barrieren eingesetzt, die die Fahrbahn des Fahrzeugs vom Bereich der Menschen trennen.
• Die Regeln für den Mischverkehr legen Vorfahrt, Übergänge und Schutzinseln für Fußgänger fest.
• Vor dem Start wurden ein Erkennungs- und Stopptest sowie eine Übung des Notfallszenarios mit der Belegschaft durchgeführt.

Ist ein AGV sicherer als ein Gabelstapler mit Fahrer?

Ein AGV wird weder müde noch abgelenkt, steht nicht unter Zeitdruck und bewegt sich ausschließlich auf festgelegten Fahrwegen mit kontinuierlicher Hinderniserkennung. Bei korrekt geplanten drei Sicherheitsebenen trennt es den Schwerlastverkehr auf wiederholbare Weise von den Fußgängern – gerade die Verbesserung der Sicherheit ist oft eines der Hauptmotive für die Einführung.

Wer ist für die Konfiguration der Sicherheitszonen verantwortlich?

Die Schutzfelder der Scanner konfiguriert der Anbieter oder Integrator bei der Inbetriebnahme, wobei die Felder an Geschwindigkeiten und Bremswege auf den einzelnen Abschnitten angepasst werden. Umfang und Richtigkeit dieser Konfiguration werden gemeinsam mit der Arbeitsschutzabteilung bei den Tests vor dem Produktivstart überprüft.

Quellen

• ISO 3691-4:2023, Industrial trucks — Safety requirements and verification — Part 4: Driverless industrial trucks and their systems: Erläuterung der Norm (ANSI)
• ISO 13849-1, Safety of machinery — Safety-related parts of control systems — Part 1: ISO-Katalog
• ISO 13850:2015, Safety of machinery — Emergency stop function — Principles for design: ISO-Katalog