dinsdag 22 mei 2012

Veilig machineontwerp draagt bij aan duurzaamheid

Duurzaam ontwerpen betekent niet alleen rekening houden met de gebruikte grondstoffen en materialen maar hangt ook af van de juiste keuzes op het gebied van veiligheid. Pilz-consultant Martijn Drost legt uit dat duurzaamheid en veiligheid prima samengaan.

Binnen Europa moeten alle machines die over de toonbank gaan, voldoen aan de eisen van de Machinerichtlijn 2006/42/EG. Deze wetgeving heeft tot doel de veiligheid en de gezondheid van de eindgebruiker te waarborgen. Wanneer geldt deze Machinerichtlijn? Al heel snel zoals blijkt uit de definitie van een machine die de EU aanhoudt: ‘een samenstel voorzien van of bestemd om te worden voorzien van een aandrijfsysteem — maar niet op basis van rechtstreeks gebruikte menselijke of dierlijke spierkracht —, van onderling verbonden onderdelen of componenten waarvan er ten minste één kan bewegen en die worden samengevoegd voor een bepaalde toepassing.’ Fabrikanten zijn verplicht om hieraan te voldoen, maar hoe doen ze dat precies?

De laatste jaren zijn de eindgebruikers zich ervan bewust dat een veilige machine inkopen uiteindelijk minder geld kost dan de aanschaf van een onveilig goedkoper alternatief. Het kost ze namelijk (onnodig) veel geld als de machine die niet aan de wettelijke vereisten voldoet en ze dat in een later stadium alsnog moeten opknappen. In de dagelijkse praktijk als consultant merk ik dat de klanten die niet willen betalen voor veiligheid steeds schaarser worden. De investering in veiligheid bij de aankoop van een nieuwe machine (first time right) levert uiteindelijk alleen maar winst op.

Het ontwerpen van een veilige machine is een lastige klus. Wanneer veiligheid niet vanaf het begin wordt geadresseerd en op een later moment wordt geïmplementeerd, zal de invoering lastiger zijn en zal de rekening fors oplopen. Meestal kan het basisontwerp niet meer worden gewijzigd waardoor ingenieurs de onveilige situaties moet vermijden met noodoplossingen die verre van optimaal zijn. De implementatie van die lapmiddelen is bovendien vaak lastig omdat de ruimte beperkt is. Een ander gevolg is dat het gebruiksgemak vermindert. Wat bijvoorbeeld in eerste instantie vrij bereikbaar was, is nu ineens voorzien van een beweegbare afscherming. De operator moet daardoor een extra handeling verrichten.

Uit de grafiek (zie Figuur 1) blijkt dat de kosten voor het aanpassen van de veiligheid (rode lijn) gedurende de levenscyclus van de machine zullen stijgen. Daarentegen is te zien dat het gemak van implementatie (groene lijn) vooral in de eerste levensfasen juist het eenvoudigst is. Dat is niet zo gek: een lijn op papier is immers sneller aangepast dan wanneer de snijbrander en slijptol eraan te pas moeten komen. Het kantelpunt ligt rond de realisatiefase. Tot die tijd ligt de verantwoordelijkheid nog bij de fabrikant. Hij moet er dus voor zorgen dat de veiligheid dan al is geïntegreerd in de machine.


Figuur 1: De kosten voor het aanpassen van de veiligheid (rode lijn) van de machine stijgen tijdens de levenscyclus, terwijl het gemak van implementatie (groene lijn) in de eerste levensfasen juist het eenvoudigst is

  
Effect x kans
De eerste stap op weg naar een veilige machine is de CE-markering. Dat is een merkteken waarmee een fabrikant kan aangeven dat hij zijn machine heeft ontworpen zodat die voor alle gebruikers veilig is tijdens de gehele levensduur (dus inclusief sloop). Het is nadrukkelijk geen keurmerk; in veel gevallen mag de ontwerper het CE-teken namelijk zelf aanbrengen. Alleen bij gevaarlijke machines zoals dat staat gedefinieerd in bijlage IV van de Machinerichtlijn is dat niet toegestaan. Denk dan aan houtbewerkingsapparatuur of spuitgietmachines.

Met het uitvoeren van het totale CE-markeringstraject kunt u ervoor zorgdragen dat er op een veilige en verantwoorde manier aan de machine kan worden gewerkt. Zo kan de machine verantwoord worden verhandeld op de Europese markt. In de praktijk zie ik vaak dat dit traject los staat van het ontwerpproces. Het is echter beter om die twee trajecten tegelijk uit te voeren. Anders is het vervelende gevolg dat gewenste aanpassingen die bij de risicoanalyse boven water komen, niet meer kunnen worden doorgevoerd of een behoorlijke aanpassing aan het ontwerp vergen. Idealiter start het CE-traject al op het moment van het concept.

De belangrijkste stap uit het CE-markeringsproces is de risicoanalyse. Deze vormt de basis voor alle ontwerpbeslissingen van een machine. Het is van belang om te weten welke risico’s zich in de machine bevinden. Risico’s kunnen bijvoorbeeld te maken hebben met draaiende delen van transportbanden of walsen die tegen elkaar indraaien. Het proces voor risicoanalyse is onder te verdelen in een tweetal stappen, de gevaaranalyse en de evaluatie.

De gevaaranalyse bestaat op zijn beurt weer uit drie onderdelen. Om te beginnen de bepaling van de machinegrenzen. Hierbij leg je de afbakening van de machine vast en beantwoord je vragen zoals welke bedrijfsmodi er zijn, hoeveel operators nodig zijn en welke omstandigheden noodzakelijk zijn voor een goede werking. De tweede stap is de identificatie van de gevaren. Welke gevaren treden op bij het gebruik van de machine in de ruimste zin van het woord? Alle fasen komen hierbij onder de loep te liggen, van normaal bedrijf tot storing en schoonmaak. Welke zaken kunnen leiden tot letsel? Ten slotte maak je een risicoschatting van de gevaren. Je wilt immers hoe groot de risico’s zijn en welke factoren de hoogte van de risico’s bepalen. Een risico bestaat uit het effect maal de kans van optreden. Dat product is een maat voor de hoogte van het risico.

Figuur 2: Voor het CE-markeringstraject is een schema opgesteld waarbij per processtap de fasen zijn aangegeven die moeten worden opgepakt. Het grote voordeel van deze benadering is dat zonder veel extra inspanning het verplichte traject gelijktijdig met de overige werkzaamheden kan worden doorlopen.



De tweede stap bij de risicoanalyse is de evaluatie. Bij deze stap wordt bepaald of er risico’s zijn die moeten worden gereduceerd en op welke manier. De vastgestelde waardes uit de voorgaande stap zijn essentieel bij de keuze van de reductiemaatregelen. Bijlage I, artikel 1.1.2 [Bijlage I van de Machinerichtlijn] geeft hiervoor de volgende verplichte volgorde: bronaanpak, collectieve maatregelen, organisatorische maatregelen. Het proces is iteratief, dat wil zeggen dat wanneer de reductiemaatregelen genomen zijn nogmaals de risico’s moeten worden geëvalueerd om te zien of de maatregel daadwerkelijk effect heeft gehad.

Door de juiste overwegingen en beslissingen te maken tijdens het CE-markeringstraject en dan vooral tijdens de risicoanalyse kunnen mogelijke problemen vroegtijdig worden erkend. Hierdoor zal een veiligere machine ontstaan en zal die gedurende de levensduur volop worden benut.

Martijn Drost is teamleider bij de afdeling consultancy van Pilz en begeleidt bij machinebouwers met de implementatie van het CE-markeringstraject en uitvoeren van risicoanalyse in diverse sectoren waaronder de metaalverwerkende industrie.

Tijdelijke stimuleringsregeling veilig werken door gedragsverandering

De tijdelijke stimuleringsregeling veilig werken door gedragsverandering biedt subsidie aan MKB-ondernemers die door middel van het inhuren van een adviseur gedragsverandering bij management en medewerkers op gang brengen.

Met als doel veiliger werken en het ontstaan van een cultuur waarin minder gevaarlijke incidenten en ongevallen voorkomen.

Aanvraagcriteria
  • De kosten van de adviseur hebben betrekking op het stellen van een diagnose, het opstellen van een advies of het uitvoeren van een ondersteuningstraject.
  • De subsidie bedraagt 75% van de kosten van een adviseur met een minimum van € 1.876,- en een maximum van € 4.125,- (exclusief btw).
  • De activiteiten moeten binnen 26 weken na dagtekening van de beschikking tot subsidieverlening volledig zijn afgerond.

Praktische details

  • Het indienen van een aanvraag voor kalenderjaren 2010 en 2011 kan vanaf de datum van inwerkingtreding van de regeling tot en met 31 december 2011.
  • U moet bij het indienen van een aanvraag gebruikmaken van de door het Agentschap SZW beschikbaar gestelde documenten.
  • De beschikking tot subsidieverlening vermeldt de datum waarop de subsidiabele activiteiten uiterlijk zijn verricht.
  • Als subsidieontvanger bent u verplicht aan de minister een schriftelijke melding te doen indien er sprake is van wijzigingen ten opzichte van de goedgekeurde aanvraag.

Contact
Als u vragen hebt, kunt u contact opnemen met de helpdesk Veilig werken
Telefoonnummer 070 – 315 21 89
E-mail: veiligwerken@agentschapszw.nl

Relevante documenten
•    Aanvraagformulier (inclusief bijlagen de-minimis verklaring en portfolio adviseur)
•    Tijdelijke stimuleringsregeling veilig werken door gedragsverandering

Pitstopfilosofie bij onderhoud aan hogesnelheidstreinen

Veilig schakelen hoogspanning vervult sleutelrol

In Watergraafsmeer bouwde NedTrain onlangs en zeer modern servicestation voor de nieuwe hogesnelheidstreinen die het roemruchte hogesnelheidsspoor gaan berijden. Kritiek onderdeel om het onderhoud aan deze treinen veilig te kunnen uitvoeren is het hoogspanningsschakelsysteem. In samenwerking met Strukton en Pilz werd een oplossing ontwikkeld die het mogelijk maakt om zes treinen per nacht te servicen.

foto2.gif“Je kan deze plek misschien nog wel het beste zien als een soort pitstop voor treinen”, zegt Ernst Mast van NedTrain. De installatie werkverantwoordelijke van productie-eenheid Randstad Noord noemt zijn bedrijf zonder blikken of blozen een van de modernste onderhoudsbedrijven van Europa en is trots op de voortrekkersrol die de nieuwe servicelocatie in Watergraafsmeer vervult. “Omdat er geen technische reserves zijn komen de treinen hier zeer regelmatig binnen en moeten ze ook weer snel het spoor op kunnen. Bovendien moeten alle werkzaamheden in de nacht worden uitgevoerd, omdat ze overdag gewoon weer hun werk moeten doen. Dat vergt een hele andere aanpak dan die traditioneel wordt gevolgd. Vroeger werd een trein namelijk pas gemaakt als er iets stuk was en was hij zeker een week uit de running. Maar door een proactief onderhoudsregime zal dat voor de splinternieuwe, maar ook kostbare V250’s niet het geval zijn en kan deze optimaal worden benut.”

Uniek
“In totaal zijn er zijn er 7 grote werkplaatsen in Nederland waar alle NS treinen terecht kunnen voor een grote beurt”, licht Mast het onderhoudslandschap voor treinen toe. “Met name die in Haarlem is erg groot. Hier kan een trein volledig tot op het staal uit elkaar worden gehaald en weer in elkaar worden gezet. Daarnaast zijn er, hier valt ook deze locatie in Watergraafsmeer onder, een vijftal onderhoudshallen. Hier worden treinen niet helemaal uit elkaar gehaald, maar kunnen de treinen wel in goede conditie gehouden worden. Denk hierbij aan een grondige reiniging, maar ook aan het controleren van de wielen, remmen en motoren. Tot slot zijn er enkele diverse technische centra waar een trein terecht kan voor het verhelpen van een klein mankement.” Hoewel slim onderhoud ook op de door Mast genoemde locaties niet vreemd is, is de in 2007 nieuw gebouwde treinpitstop volgens hem uniek in zijn soort. Dit heeft enerzijds te maken met hogesnelheidstrein waardige proactieve benadering die hen in staat stelt nacht in nacht uit een groot aantal treinen weer rijklaar te maken, maar ook met de moderne faciliteiten die er voorhanden zijn. “We beschikken in deze 45 meter brede hal over vier sporen van elk 230 meter lengte. Hierdoor biedt elk spoor ruimte aan een treinstel bestaande uit 8 rijtuigen. Wat redelijk uniek is, is dat de hal van beide kanten kan worden in- en uitgereden. Men noemt dit ook wel een doorrijspoor. Dit heeft als voordeel dat de treinen – dit kunnen verschillende typen zijn - snel binnen staan en indien geserviced de hal ook snel weer kunnen verlaten. Een van deze bovenleidingen is bovendien wegklapbaar, zodat we ook aan de bovenkant van de rijtuigen grote onderdelen kunnen vervangen. Staat de trein eenmaal binnen, dan worden tal van zaken doorgemeten en gecontroleerd. Een vanuit een centraal informatiesysteem aangestuurde AGV (Automated Guided Vehicle) brengt de monteur vervolgens precies de materialen en gereedschappen die hij nodig heeft.” Als laatste ‘unique selling point’ noemt Mast de aardwindinstallaties waarmee twee van de vier sporen zijn uitgerust en de aanwezige kuilenwielenbank. “Met behulp van de aardwindinstallaties kunnen we indien nodig de draaistellen of wielestellen van een treinstel verwisselen. Deze worden vervolgens ondergronds naar boven gebracht en daarna met extern vervoer Haarlem gebracht waar ze geserviced worden. Met de aanwezige kuilwielenbank is het mogelijk als het draaistel niet verwisseld moet worden het profiel van de banden als deze BV vierkante wielen heeft weer te voorzien van een nieuw rond profiel, en dat met twee assen tegelijkertijd.” Gevraagd naar een indicatie van de capaciteit die al deze moderne middelen opleveren zegt Mast: “Het is de bedoeling dat we hier in totaal negentien treinen in onderhoud nemen, die hier elk gemiddeld vijf tot zeg keer in de week binnenkomen. Dit betekent dat we per nacht zo’n 6 treinen in onderhoud hebben. Gemiddeld gezien zullen deze na een uur of twee a drie weer buiten staan.”

Sleutelrol
Zonder hoogspanning geen treinverkeer. Althans niet in Nederland en de ons omringende landen. De bovenleidingen in pitstop Watergraafsmeer zijn geschikt voor, afhankelijk van de herkomst van de trein, een spanning van 1.500, 3.000, 15.000 volt DC of 25.000 volt AC. Het is daarom een absolute vereiste dat het onderhoudspersoneel wordt gevrijwaard van elektrocutiegevaar. Met de hoeveelheid treinen die de treinpitstop elke nacht weer passeren, betekent dit niet alleen dat er een strakke organisatie nodig is, maar ook een moderne technische inrichting die de kans op menselijke fouten zo veel mogelijk uitsluit. “Om het aantal treinen te kunnen behappen wat we hier voor ogen hadden, was het voor ons cruciaal dat we een veilig hoogspanningsschakelsysteem hadden”, vat Mast samen. “Bovendien moest dit systeem ‘ future proof’ zijn zodat we er nog jaren mee vooruit konden.” Dit is waar Jan van der Heide van Pilz in beeld komt. Samen met systeemintegrator Willy Kleinsman van Strukton Systems, die de voorafgaande risicoanalyse voor hun rekening namen, werkt hij een functioneel ontwerp uit dat aan alle veiligheidseisen voldoet. Er wordt hiertoe zelf een kijkje genomen in de keuken van de onderhoudsafdeling van de ICE in Frankfurt, al komt men snel tot de conclusie dat NedTrain met de locatie Watergraafsmeer zijn tijd ver vooruit is.
“Niet alleen wilden we per spoor de spanning kunnen schakelen, ook moesten we zeker weten dat hier niemand aan het werk was op het moment dat er geschakeld werd”, licht Kleinsman toe. “Dit is gerealiseerd door de koppeling met de outillage per spoor middels sleutels uit te voeren, De sleutels moeten allemaal aanwezig moeten zijn in een op het perron geplaatste terminal, voordat een monteur middels een eigen pincode de spanning op de bovenleidingen van het bijbehorende spoor kan zetten. De status, dus of alle sleutels aanwezig zijn en of er op bepaalde leidingen spanning staat is vervolgens niet alleen op de lokale PMI (Pilz Machine Interface) te zien, maar ook te volgen op een groot scherm in de ‘controle kamer’ waar alle werkvoorbereiding plaatsvindt.“

“We wilden het schakelen van de hoogspanning om verschillende redenen automatiseren”, vult Mast aan. “Enerzijds maakt het feit dat de monteurs hier zelf kunnen schakelen het proces een stuk efficiënter. Bij oudere systemen ben je namelijk toch al snel vijf tot tien minuten aan het lopen om een schakelaar om te zetten, wat opgeteld veel tijd kost. Hier staat de spanning er met een ‘touch’ op het scherm binnen 30 seconden op. Bovendien maakte ook de complexiteit van het schakelen, dus het afzonderlijk bedienen van meerdere sporen en de koppeling met alle andere veiligheidsonderdelen, automatisering noodzakelijk wil je het echt veilig doen.”

Veilig geheel
Hart van het veiligheidssysteem wordt gevormd door het PSS 3000 systeem van Pilz. Van der Heide legt uit waarom er juist voor dit systeem is gekozen. “PSS 3000 is een modulair besturingssysteem op basis van Safetybus. Voordeel is dat de I/O programmeerbaar zijn, iets wat destijds lang niet van alle systemen gezegd kon worden. En aangezien NedTrain als voorwaarde had dat het systeem ook toekomstbestendig was, lag het voor de hand voor een modulaire oplossing te kiezen. Op deze manier konden ook aanvullende eisen in een later stadium worden ingepast en was het ook een stuk eenvoudiger aanvullende functies die voor het schakelen van belang waren te integreren.” Van der Heide doelt op de diverse seinen, SOB’s (Stop Ontsporings Blokken), noodstoppen en andere veiligheidsonderdelen die het onderhoudsstation rijk is. En ook de status van de enorme toegangsdeuren en kranen worden in het systeem meegenomen.
Gevraagd tot slot of NedTrain bij technische realisatie van zijn unieke ‘treinpitstop’ nog een beroep kon doen op specifieke normen antwoordt Mast ontkennend. “Natuurlijk zijn er wel diverse normen geraadpleegd, maar het is vooral een kwestie geweest van het combineren van best practices. Met alle nieuwe dingen die we hier hebben bedacht, ben ik er echter zeker van dat Watergraafsmeer de nieuwe norm gaat worden!”

Veilig onderhoud
Er komt heel wat kijken om een trein veilig te onderhouden. Alleen voor het naar binnenrijden van de trein is er een uitgebreide procedure.

  • Er is een aanvraag ‘naar binnen rijden’
  • Voor het inschakelen van de spanning (alle sleutels zijn aanwezig): inloggen middels pincode, type trein selecteren, spanningshoogte (V) invoeren, akkoord geven.
  • Er wordt nu 2 x in het Engels en Nederlands omgeroepen dat er dat er spanning op een bovenleiding geschakeld wordt
  • Na einde omroeptekst binnen 10 sec nogmaals accorderen
    Bellen rinkelen en na 30 seconde staat de spanning erop
  • Andere voorwaarde (naast spanning) voor naar binnen rijden: de deur is open en de SOB’s zijn verwijderd
  • Indien aan deze voorwaarden wordt voldaan worden de dwergsein op ‘vrij’ gezet en dooft het stopsignaal
  • Binnen gaan lampen knipperen: aanrijdgevaar
  • De trein rijdt naar binnen
  • Bovenleiding signalering (dwergsein) geeft in rood 1.5 Kv aan, het vrij signaal dooft
  • De trein staat binnen
  • SOB worden weer geplaatst. Hoogspanning kan, indien nodig, worden afgeschakeld.