„Safe by design“ reicht nicht – Sie brauchen „safe by system“

Wenn ein Roboterhersteller „sicher“ sagt, meint er die Maschine selbst: ihr Gehäuse, ihre Sensoren und die Art, wie sie anhält. Das ist jedoch erst die halbe Gleichung, denn ein sicheres Arbeitssystem mit Robotern entsteht nicht in der Konstruktion des Geräts, sondern in dem Raum, mit dem Sie es umgeben. In diesem Artikel zeigen wir den Unterschied zwischen den Ansätzen „safe by design“ und „safe by system“ und erklären, warum selbst der am besten konstruierte Roboter eine gut organisierte Halle braucht, um wirklich sicher zu sein.

„Safe by design“ – was der Roboterhersteller übernimmt

Der Markt für mobile und humanoide Roboter bewegt sich immer deutlicher in Richtung einer Sicherheit, die in die Maschine selbst eingebaut ist. Ein gutes Beispiel ist die Übernahme des Teams von Fauna Robotics durch Amazon, das den Roboter Sprout nach dem Safety-first-Prinzip entwickelt hat. Wie The Robot Report berichtet, setzten die Entwickler auf eine leichte Konstruktion, ein weiches Gehäusematerial und die Minimierung sogenannter Pinch Points, also Stellen, an denen es zu Quetschungen oder zum Einklemmen kommen kann.

Genau das ist „safe by design“: Sicherheit, die der Ingenieur im Produkt verankert. Dazu gehören die Begrenzung von Masse und Geschwindigkeit, Systeme zur Hinderniserkennung, ein kontrollierter Not-Halt, abgerundete Kanten und Abdeckungen beweglicher Teile. All das senkt das Risiko tatsächlich und ist unverzichtbar. Es hat aber eine grundlegende Grenze: Es endet an der Kontur der Maschine. Der Hersteller kann den Roboter so konstruieren, dass er von sich aus keinen Menschen verletzt. Er kann jedoch nicht für Sie die Halle planen, in der sich dieser Roboter bewegen wird.

Warum eine sichere Maschine noch kein sicheres Arbeitssystem mit Robotern ist

Stellen Sie sich einen idealen Roboter vor: weich, langsam, er hält sofort an. Lassen Sie ihn nun in einen Bereich, in dem sich ein nicht gekennzeichneter Transportweg mit einem Fußgängerweg kreuzt, Regalecken in die Fahrspur ragen und die Bediener nicht wissen, wohin die Maschine in zehn Sekunden fährt. Der Roboter ist konstruktiv weiterhin „sicher“, die Situation um ihn herum aber nicht mehr. Das Risiko ist nicht verschwunden – es hat sich von der Maschine in den Raum verlagert.

Darin liegt der Unterschied zwischen „safe by design“ und „safe by system“. Das Erste besagt: Die Maschine richtet von sich aus keinen Schaden an. Das Zweite fragt: Ist die Umgebung, in der die Maschine gemeinsam mit Menschen und Staplern arbeitet, vorhersehbar, verständlich und physisch geordnet? Ein sicheres Arbeitssystem mit Robotern ist erst die Summe beider Ebenen. Für die erste ist der Hersteller verantwortlich. Für die zweite sind Sie verantwortlich – und genau in diese wird am häufigsten zu wenig investiert.

Je mehr „Intelligenz“ in die Roboter selbst wandert, desto leichter entsteht die Illusion, man müsse sich um die Halle nicht mehr kümmern. Das Gegenteil ist der Fall. Eine autonome Maschine funktioniert nur in einer Umgebung gut, die Menschen und Systeme ebenso eindeutig verstehen wie sie selbst.

Vier Stellen, an denen Risiko außerhalb des Roboters entsteht

Wenn der Hersteller die Sicherheit der Maschine übernimmt – wo steckt dann das restliche Risiko? Fast immer an denselben vier Punkten, und jeder davon liegt außerhalb des Roboters, in der Organisation des Raums.

• Pinch Points in der Umgebung. Der Hersteller minimiert Quetschstellen an der Maschine selbst, doch Regale, Stützen, Tore und enge Durchgänge bilden weiterhin Stellen, an denen ein Mensch zwischen Roboter und einem festen Element der Halle eingeklemmt werden kann. Das ist ein Umgebungsrisiko, kein konstruktives.
• Mischverkehrszonen. Am schwierigsten sind Bereiche, in denen sich der Verkehr von Roboter, Bediener und manuellem Transport kreuzt. Dort genügt es nicht, dass der Roboter den Menschen „sieht“ – auch der Mensch muss im Voraus wissen, wo sein Bereich endet und die Fahrspur der Maschine beginnt.
• Lesbarkeit der Routen. Die Reaktion der Menschen hängt davon ab, ob sie verstehen, wo der Roboter entlangfährt. Ist die Route nicht aus einigen Metern Entfernung sichtbar, erfährt der Bediener erst davon, wenn die Maschine schon nah ist. Das ist zu spät für eine ruhige Entscheidung.
• Kennzeichnung von Lagerplätzen. Abstellpunkte, Entnahmestellen und Pufferzonen müssen eindeutig sein. „Stell es dort ab, wo Platz ist“ skaliert bei Autonomie nicht – ein mehrdeutiger Platz bedeutet mehrdeutiges Verhalten in einem Bereich, in dem sich eine Maschine bewegt.

Keines dieser vier Probleme verschwindet, wenn Sie den Roboter gegen ein besseres Modell tauschen. Es sind keine Mängel der Maschine – es sind Lücken im Arbeitssystem um sie herum.

„Safe by system“ – vier Säulen eines sicheren Raums

„Safe by design“ sollte also eine zweite Säule haben. „Safe by system“ bedeutet, den Raum bewusst so zu gestalten, dass er das Risiko begrenzt – unabhängig davon, wie gut die Maschine ist. Es besteht aus vier Elementen, die genau den vier Risikopunkten aus dem vorigen Abschnitt entsprechen.

Klare Zonengrenzen

Die physische Trennung des Roboterverkehrs von Menschen und manuellem Transport ist die Grundlage. Dauerhafte Grenzen werden mit Barrieren geschaffen – wo eine Kollision realistisch ist, bewähren sich flexible Raysan-Barrieren, die die Aufprallenergie absorbieren und sowohl die Maschine als auch die Infrastruktur schützen. Für Zonen, die sich saisonal oder bei Wartungsarbeiten ändern, lohnen sich versetzbare Lösungen, etwa mobile ZonePro-Barrieren.

Absicherung von Kollisionsstellen

Pinch Points in der Umgebung werden punktuell entschärft: Eckschutz für Regale, Schutz von Stützen und Toren, Abgrenzungen dort, wo sich ein Fußgängerweg der Transportspur nähert. Das ist die günstigste Ebene des Systems und verhindert zugleich die schwersten Vorfälle. Der Ordnung von Fußgängerwegen ist eine eigene Kategorie gewidmet: Fußgängerschutz.

Eindeutige Kennzeichnung von Lagerplätzen

Abstellpunkte, Pufferzonen und Entnahmestellen werden so gekennzeichnet, dass sie für Mensch und System gleich sind. Ein wiederholbarer Standard „immer gleich“ macht aus Vermutungen eine Regel und verkürzt die Reaktionszeit, wenn etwas von der Norm abweicht.

Visuelle Verkehrsführung

Routen, Kreuzungen und Entscheidungspunkte müssen aus der Distanz und auch bei schwächerem Licht lesbar sein. Ziel ist, dass der Bediener die Verkehrsregeln in wenigen Sekunden „liest“ – ohne Schulung und ohne nachzudenken. Die Vorhersehbarkeit der Umgebung ist ebenso wichtig wie die Vorhersehbarkeit der Maschine.

So bauen Sie „safe by system“ in Ihrer Halle auf

Der Weg von der sicheren Maschine zum sicheren Arbeitssystem mit Robotern beginnt mit einer Karte, nicht mit einem Kauf. Bevor Sie den Roboter bewerten, bewerten Sie den Raum entlang der künftigen Route.

1. Markieren Sie im Layout die Kollisionspunkte: Regalecken, Stützen, Tore, enge Durchgänge und Stellen, an denen ein Fußgängerweg auf einen Transportweg trifft.
2. Entscheiden Sie für jeden Punkt, ob Sie eine feste Barriere, einen Eckschutz, eine Abgrenzung oder eine mobile Lösung benötigen.
3. Prüfen Sie, ob die Route des Roboters aus einigen Metern Entfernung sichtbar ist und ob ein Bediener ohne Schulung versteht, wo er sich bewegen darf.
4. Vereinheitlichen Sie Abstellpunkte und Pufferzonen – ein Kennzeichnungsstandard für die gesamte Halle.
5. Prüfen Sie die Einheitlichkeit zwischen den Schichten: Grenzen und Regeln müssen morgens genauso aussehen wie in der Nachtschicht.

Diese „langweiligen“ Elemente entscheiden darüber, ob der Roboter eine Unterstützung oder eine Quelle von Reibung wird. Eine als sicher konstruierte Maschine liefert Ihnen die erste Säule gratis. Die zweite müssen Sie selbst errichten – und genau sie unterscheidet eine Halle, die nur einen Roboter gekauft hat, von einer Halle, die wirklich mit ihm arbeitet.

Fazit – worauf Sie achten sollten

• „Safe by design“ ist in die Maschine eingebaute Sicherheit: Masse, Geschwindigkeit, Sensoren, weiches Gehäuse, weniger Pinch Points. Sie liegt in der Verantwortung des Herstellers.
• „Safe by system“ ist in den Raum eingebaute Sicherheit: Zonengrenzen, Kollisionsschutz, Kennzeichnung von Lagerplätzen, Verkehrsführung. Sie liegt in Ihrer Verantwortung.
• Das Risiko, das der Hersteller nicht beseitigt, entsteht außerhalb des Roboters – in der Umgebung, in Mischverkehrszonen, bei der Lesbarkeit der Routen und an den Abstellpunkten.
• Ein besserer Roboter repariert keine ungeordnete Halle; beginnen Sie mit einer Risikokarte, nicht mit einem Maschinenkatalog.
• Ein sicheres Arbeitssystem mit Robotern ist die Summe beider Säulen – die eine ohne die andere hinterlässt eine Lücke.

Worin unterscheidet sich „safe by design“ von „safe by system“?

„Safe by design“ ist die vom Hersteller in der Maschine selbst verankerte Sicherheit – Konstruktion, Sensoren, Art des Anhaltens. „Safe by system“ ist die im Raum um die Maschine organisierte Sicherheit: Zonengrenzen, Kennzeichnung, Absicherung von Kollisionsstellen und lesbare Routen. Erst beide Säulen zusammen bilden ein sicheres Arbeitssystem mit Robotern.

Reicht ein gut konstruierter Roboter nicht von sich aus?

Nein. Selbst ein leichter, langsamer und gut mit Sensoren ausgestatteter Roboter arbeitet in einer Umgebung, die der Hersteller nicht kontrolliert. Regale, Stützen, Tore und Verkehrskreuzungen erzeugen weiterhin Risiko, und die Reaktion der Menschen hängt davon ab, ob sie die Route der Maschine verstehen. Konstruktive Sicherheit ist notwendig, ohne geordneten Raum aber nicht ausreichend.

Womit beginnt man beim Aufbau von „safe by system“?

Mit einer Karte der Kollisionspunkte im Hallenlayout. Markieren Sie Ecken, Stützen, Tore und Stellen, an denen Menschen auf einen Transportweg treffen, und ordnen Sie jedem davon eine Barriere, einen Schutz oder eine Abgrenzung zu. Der nächste Schritt ist die Vereinheitlichung der Kennzeichnung von Routen und Abstellpunkten, sodass sie für Mensch und System eindeutig sind.

Quellen

• The Robot Report, „Amazon acquires humanoid developer Fauna Robotics“ – https://www.therobotreport.com/amazon-acquires-humanoid-developer-fauna-robotics/