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その機械連結、リスク評価は十分？ ロボット・コンベア連結設備の安全設計ガイド

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機械単体の安全評価だけで十分？ パレタイザーを例に、危険エリアの特定・リスク推定・保護対策・必要書類を解説

「ロボットやコンベアを連結したとき、設備全体のリスク評価はどう進めればよいのか？」
「個々の機械で安全性を評価していれば、連結設備としても問題ないのか？」
「防護フェンスやライトバリア、非常停止などの安全対策を、どのような基準で検討すればよいのか？」

こうした機械安全・設備設計上の課題はありませんか？

複数の機械を組み合わせて生産ラインを構築する場合、それぞれの機械でリスク評価が実施されていても、相互連結によって新たな危険が発生することがあります。

そのため、個々の機械だけでなく、設備全体の動作や機械間の相互作用を考慮したリスク評価が重要になります。

本資料では、相互連結された機械や統合生産システム（IMS）のリスク評価について、基本的な考え方から具体的な進め方までを解説します。

ロボットとコンベアを組み合わせた自動パレット化システムを例に、危険エリアの特定、リスク推定、保護目標の設定、安全対策の検討、必要なドキュメントの整理までを紹介しています。

**【本資料でわかること】**

**1. 機械単体と連結設備のリスク評価の違い**

- 相互連結された機械・統合生産システム（IMS）の定義
- 複数の機械を組み合わせた際に発生する新たなリスク
- 設備全体としてリスク評価が必要になる条件
- EU機械指令やISO 12100、ISO 11161など、資料で参照される安全規格の考え方

**2. ロボット・コンベア連結設備のリスク評価手順**

自動パレット化システムを例に、設備全体の安全性を検討する流れを解説します。

- 設備のレイアウトと作業エリアの定義
- ロボット・ローラーコンベア・ベルトコンベアの相互作用
- 通常運転、ティーチング、故障対応、保守・清掃時の危険源の確認
- 作業者のアクセス範囲や運転モードに応じたリスクの検討

**3. 危険エリアの特定とリスク推定**

設備内のどこで、どのような危険が発生する可能性があるのかを整理する方法を紹介します。

- 危険エリアと作業区域の設定
- 想定される負傷の重大度
- 作業者が危険エリアに立ち入る頻度や時間
- 危険な動きに対する回避の可能性
- 機械のライフサイクルを通じたリスク評価

**4. リスク評価から保護対策を検討する方法**

リスク推定の結果に基づき、保護目標を設定し、具体的な安全対策を検討する考え方を解説します。

- 防護フェンスの設置
- 保護ドアとインターロックの検討
- ライトバリアによる危険エリアへのアクセス対策
- ロボットの安全位置と予期しない起動の防止
- 非常停止・緊急シャットダウンの検討

単に保護装置を設置するのではなく、設備の動作や作業内容に応じて、必要な対策を具体化することが重要です。

**5. リスク評価に必要なドキュメントとFAQ**

- 設備の仕様やレイアウトなど、事前に準備する情報
- 機械を連結した際に必要となるドキュメント
- CEマーキングや適合宣言に関する資料上の説明
- リスク評価の担当者・実施範囲・レビューに関する疑問

**【このような方におすすめ】**

- ロボットやコンベアを組み合わせた設備を設計する機械設計者
- 生産ライン全体のリスクアセスメントを担当する機械安全担当者
- 複数メーカーの設備を統合するSIer・設備インテグレーター
- モジュール式設備の安全対策を検討する制御設計者
- 設備の新設・増設時に安全評価の進め方を確認したい生産技術担当者

機械単体の安全性だけでなく、相互連結された設備全体の安全をどのように評価し、具体的な保護対策へつなげるかを理解するためのホワイトペーパーです。

このカタログについて

ドキュメント名 その機械連結、リスク評価は十分？ ロボット・コンベア連結設備の安全設計ガイド
ドキュメント種別 ホワイトペーパー
ファイルサイズ 1.2Mb
取り扱い企業 ターク・ジャパン株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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このカタログの内容

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Your Global Automation Partner モジュール式、それで いて安全 相互連結された機械のリスク評価を実施す るときに考慮すべきこと Whitepaper | 201101
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目次 機械指令とその適用 3 相互連結された機械のリスク評価 4 用語の定義 5 リスク推定 5 リスク評価 5 保護目標 5 保護対策 5 統合生産システム（IMS） 5 相互連結された機械 5 機械のアセンブリ 5 モジュール式機械 5 機械のアセンブリの定義 （MD Article 2 a – 第４インデントに基づく） 5 統合生産システム 6 例：自動パレット化システム 6 IMSとしてのパレット化システムのリスク評価 7 レイアウトと構造 8 危険エリアでの危険な状況の説明 9 リスク推定 10 保護目標の定義と対策の導出 10 完成した機械のドキュメント 12 FAQ 13 WP 11/2020 | 2
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このホワイトペーパーは、相互連結された機械のリスク評価を実施する機械メー カーおよびユーザーのためのガイドです。どの規格を遵守する必要があるか、お よびどの特定のエレメントがこのような機械のリスク評価に含まれている必要が あるかを詳しく示します。このプロセスは、パレット化システムの例を使用して段 階的に説明されており、ドキュメントに、関連する規格に準拠するのに必要なすべ ての情報が含まれていることを保証します。ホワイトペーパーの末尾に、未回答 のままの質問がないことを確認するFAQセクションがあります。 機械指令とその適用 1993年以降、EU条約の第95条に基づいた域内市場指令は、欧州経済領域 （EEA）での機械の最初の売り出し方法および作動方法を規制しています。国内 法に組み込まれたEU指令は、整合欧州規格によって指定されています。 機械工学に関する最も重要な域内市場指令は、機械指令（2006/42/EC）である ことに疑いはありません。機械指令（MD）によると、「機械」は特定の条件が満た されている場合にのみ、EEA内で売り出し、作動させることができます。これには、 機械が関連するすべての域内市場指令の基本的な安全衛生要件に準拠している というメーカーの宣言が含まれます。他の要件には、機械に付随する取扱説明書 の提供、および技術ドキュメントの準備が含まれます。 機械に取り付けられているコンポーネントに応じて、機械の設定時にさらに重要 なガイドラインを考慮に入れる必要があります。これには、次のようなものが含ま れる場合があります。 ■ 空圧コンポーネントまたは油圧機器を備えた機械の圧力機器指令 ■ 爆発性雰囲気で使用される機械の爆発物規制 ■ 電気機器とともに機能する設備および機械の仕様に 準拠するためのEMC指令 低電圧指令は、機械宣言に記載されなくなりました。この仕様は、MDに統合され ています。各機械の技術規格に加えて、使用される製品の技術ドキュメントと、グ ループ規格も、機械指令仕様の実装に役立つことがあります。 これらは、例として以下に記載されています。 Nachfolgend sind diese exemplarisch aufgeführt： ■ 実践的なガイダンスと方法の例（ISO/TR 14121-2:2012） ■ ISO 12100 - Part 1との関係：ISO 12100がどのようにType-BおよびType-C規 格（ISO/TR 22100-1:2015）と関連しているか ■ ISO 12100 - Part 2との関係：ISO 12100がどのようにISO 13849-1（ISO/TR 22100-2:2013）と関連しているか WP 11/2020 | 3
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DIN EN ISO 12100に基づいたリスク評価は、機械全体（制御システムを含む）に 適用されます。リスク評価はメーカー自身によって実施される必要があることは、 自明の理です。可能な限り最適なソリューションを見つけるために、機械のメーカ ーのみが機械のリスクを評価および推定できます。 相互連結された機械のリスク評価 リスク評価の基本的な目的は、潜在的に危険な状況を特定および記述すること、 そして、それを適切な措置を講じることで減らすことです。しかし、これは、相互連 結された機械や設備と具体的にどのように関連しているのでしょうか？また、実 装ではどのようなことが重要なのでしょうか？機械の個々の部分のリスクが評価 されていても、複数の機械を相互に連結することにより、別個の評価が必要な新 しいリスクが発生する場合があります。 このホワイトペーパーは、相互連結された機械または統合生産システム（IMS）に あるリスクを評価するための適切な措置を講じるのに役立つように作成されて います。 相互連結された機械は、サイズおよび複雑さが大きく異なることがあります。ま た、さまざまな技術を組み合わせている場合もあるため、高度な専門知識と、機 械で発生するプロセスの詳細な知識を必要とします。したがって、最初に、相互連 結された機械または統合生産システムがどのようなものかを明確にすることが 必要です。 図は、相互連結された機械の例を示します。機械のさまざまな部分を相互連結すると、相互連結さ れた機械のリスク評価の必要が生じます WP 11/2020 | 4
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用語の定義 次の文には多くの類似した用語が含まれていますが、その正確な意味は日常言 語では認識されていません。したがって、最初にこれらの用語について説明しま す。 リスク推定 適切な安全対策を選択することを目的とした、危険な状況で起こりうる負傷また は健康被害の可能性および重大度の包括的な推定 リスク評価 リスクを分析および評価するための手順 保護目標 保護目標は、特にリスク評価から導出されます。リスク評価は、機械および設備ご とに入手可能である必要があります 保護対策 防護フェンス、ライトグリッド、両手操作コンソールなどの技術的な保護装置。 統合生産システム（IMS） この用語は、複数の機械の組み合わせで構成されるシステムまたは設備のこと を指します。統合生産システムは、相互連結された機械や、機械のアセンブリとも 呼ばれることがあります。これら3つの用語は、ほぼ同義ですが、異なる文脈で使 用されます。「統合生産システム」という用語は、規格で使用されています。 相互連結された機械 この用語は、IMSと同義で使用されます 機械のアセンブリ 「機械のアセンブリ」という用語も、IMSおよび相互連結された機械と同義で使 用されています。MDでは、この用語を使用しています。これに応じて、MDによる定 義を以下で引用します。 モジュール式機械 このホワイトペーパー、および引用されている規格の用途では、モジュール式機 械とは、「処理チェーン」から取り出し、独立で動作できる機械のことです。このチ ェーンのその他の部分も、引き続き使用できます。 機械のアセンブリの定義 （MD Article 2 a – 第４インデントに基づく） 機械のアセンブリ、または機械設備は、特定の用途のために組み立てられた2台 以上の機械または部分的に完成した機械で構成されます。 WP 11/2020 | 5
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機械のアセンブリは、包装機とラベル貼り機など2つのユニットから形成すること も、例えば生産ラインを形成するために組み立てることができる複数のユニット から形成することもできます。 MDのAnnex I、Section 1.2.4.4では、機械のアセンブリの制御特性について、 「機械のアセンブリ」のMDの定義 機械または機械の一部が連動するように設計されているケースでは、、停止コントロール（非常停止デバ イスを含む）が機械自体を停止させるだけでなく、継続した動作が危険な場合、すべての関連機器も停止 できるように、機械を設計および構築する必要があります 次のように定義しています。 相互連結された機械の定義は、個々の機械が、共通の結果を達成するために、ま とまりのある全体として機能するように配置および制御されることを示していま す。個々の機械のグループまたは部分的に完成した機械が機械のアセンブリと見 なされるためには、次のすべての基準を満たす必要があります。 ■ 個々のユニットが、特定の製品の製造など、共通のタスクを実行するために組 み立てられている ■ 個々のユニットが、機能的に相互接続されており、各個別ユニットの動作が他の ユニットまたは設備全体の動作に直接、影響し、その結果、設備全体のリスク評 価が必要になる ■ 個々のユニットが、共通の制御システムを備えている 統合生産システム DIN EN ISO 11161には、生産システムを統合生産システムとして記述するため に満たす必要がある基本的な要件が記述されています。また、この規格では、統 合生産システム（IMS）や相互連結された機械の安全要件も定義されています。こ れは、特定の用途の2台以上相互連結された機械（個々の部品またはアセンブリ の生産用に準備されたものなど）を意味します。 この規格には、相互連結された機械の安全設計、技術的な保護対策、およびユー ザー情報に関する要件および推奨事項が記述されています。この規格は、相互連 結されたシステムに統合できる個々の機械の安全面に対処することは意図して いません。これは、個々の機械がすでに認定されている場合があるためです。 機械のアセンブリには、最終顧客による認定が必要です。最終顧客がこれを履行 しない場合、一般の請負業者を指名してともにすべての作業を実施し、これに応 じて機械を認定する必要があります。一般の請負業者の役割は、いずれかのサブ 機械のメーカーが引き受けることもできます。いずれの場合も、一般の請負業者 による認定には追加費用がかかります。このため、適切な資格を持つ社内担当者 がいる場合、自己認定をお勧めします。 WP 11/2020 | 6
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例：自動パレット化システム 一例が、さまざまなエレメントの相互連結から構築されたパレット化システムで す。すべての機械が、異なるメーカーによって製造されています。最終顧客が機械 システムを組み立てます。この例では、最終顧客がIMS全体のCE宣言を実行する ため、リスク評価も実施する必要があります。 画像は、上からのパレタイザーを示します。1台のロボット、2台のローラーコンベア、およびベルトコ ンベアが統合されています IMSとしてのパレット化システムのリスク評価 どのようなドキュメントが必要ですか？ 設備の設置者は、次のドキュメントを収集する必要があります。次の点について、 話し合う必要があります。 ■ 設備の機能/要件および仕様 ■ 自動化の程度/動作モード ■ 制限/配置計画/さまざまなライフサイクルフェーズでのスペース要件 ■ IMSのさまざまな部分の間のインターフェース ■ フローチャート ■ エネルギー供給 ■ オペレータ/メンテナンス担当者 ■ サブ機械のドキュメント ■ このようなシステムおよび操作での事故の記録 最後の点は任意と見なしてください。以前の事故の記録は、全体的にシステム設 置者に安全を与えることができます。労働安全衛生の専門家は、安全に関するド キュメントを提供できます。 WP 11/2020 | 7
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レイアウトと構造 機械指令では、機械のメーカーがリスク評価を準備することを要求しています。 設備の図面の形態を取った設備計画は、機械の寸法を推定し、危険の起こりうる 場所を事前に特定するのに役立ちます。 リスク評価の設備計画で作業エリアをマップおよび定義することをお勧めしま す。次のことについても、説明されている必要があります。 ■ これらのエリアで何が行われているのか？ ■ ここで作業を許可されているのは誰か？ ■ 特定のエリアでいつ作業が実行されるのか？ ■ 制御技術の点で、設備がどのように応答すべきか？ ■ 緊急時にどのように対応すべきか？ ■ 個々のデバイスは組み合わせから取り外されるか？ マップされた作業エリアとともに相互連結された機械の上面図の形態を取った設備計画 WP 11/2020 | 8
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危険エリアでの危険な状況の説明 相互連結された機械に関連する危険が説明されている必要があります。このた めに、次の基準について危険な状況を説明することをお勧めします。 ■ 時間 ■ 動作モード ■ 機械のライフサイクルフェーズ 一般的に次のような質問が発生し、リスク評価で回答 する必要があります。 起こりうること： ■ 通常の作業中 ■ 製品の取り扱い時 ■ 新製品の設定時（ティーチモード） ■ 故障の発生時 ■ メンテナンス中、清掃中、トラブルシューティング中、またはツール変更時の故 障の修理中 - ロボットで - ベルトコンベアで - ローラーコンベアで 相互連結された機械のさまざまな危険エリアが色分けされ、製品の流れが緑色の矢印で示されて いる WP 11/2020 | 9
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リスク推定 リスク推定は、危険箇所ごとに、および機械の各ライフサイクルフェーズについて 実施する必要があります。次のような質問が含まれます ■ どのくらい重大な損傷が考えられますか？ ■ 影響を受けることがある作業者は何人ですか？ ■ どのような負傷を予想できますか？ ■ 環境に害を及ぼしたり、機械が損傷したりする場合がありますか？ さらに、次のような質問に回答する必要があります。 ■ 機械でいつ作業を実施する必要がありますか？また、どの箇所で作業を実施す る必要がありますか？ ■ これらの箇所でどのくらいの頻度で作業することが必要ですか？ ■ 作業者は、危険エリアでどのくらいの時間、作業に費やしますか？ ■ 労働安全衛生機関は、統計、事故報告またはリスク比較を支援できますか？ リスクを推定するときは、全体的なリスクを低減するために、損傷を回避または 軽減する可能性を評価に含めることができます。危険な動きの速度も関連しま す。影響を受ける作業者は危険を回避できますか？それとも、反応時間が短すぎ ますか？最後に、発生の可能性を特定する必要があります。ここでは、リスク推定 に関する上記の4つのポイントを考慮に入れる必要があります。 保護目標の定義と対策の導出 リスク推定の後、焦点は、保護対策の策定に移ります。このプロセスでは、保護目 標を定義する手順を忘れがちです。一方、適切な対策は、保護目標が正確に指定 されていてはじめて導出できます。 この設備に対しては、次の保護目標が定義されています。 ■ 作業者が稼働中の機械にぶつかることが可能であってはならない ■ 設備を通過するあらゆる人が、機械の動きから保護されなければならない ■ 機械へのアクセスが明確で、完全に目視できなければならない ■ アクセス箇所を操作するときは、予期しない起動が防止されなければならない ■ 明確な物流を妨げないようにすることが可能でなければならない。作業者や、 誤った寸法の物体が検出されなければならず、その場合、機械/動きがオフに切 り替えられなければならない ■ ロボットを操作するときは、予期しない動きを行ったり、速すぎる速度で動いた りしてはならない。この作業は、ロボットのメンテナンスおよび調整を許可され た担当者の管理下でのみ発生しなければならない WP 11/2020 | 10
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保護目標を達成するのに必要な対策は、注意書きという形態だけではなく、具体 的かつ詳細に策定してください。そうでないと、次のような質問が続くことがあり ます。 したがって、パレット化システムに対しては次のような保護対策が定義され、次の ような質問に回答する必要があります。 ■ 設備の周りの防護フェンス 注意！ どのくらいの高さですか？メッシュ付きですか、メッ シュなしですか？透明ですか？エレメントと支柱の その結果、機械のすべてのライフサイクルフェー 取り付けは？規格は？ ズで、これらの保護目標定義および対策のすべて を検討する必要があります。その後、機械の安全 ■ 個別に可動な保護ドア を段階的に高めるさらなる適切な対策を実装す タンブラー付きですか、タンブラーなしですか？機械 る必要があります。 がどのくらい速く停止に至りますか？規格は？ ■ 製品フィードのライトバリア フローティング/ブランキング/ミューティング付きですか？機械がどのくらい速く 停止に至りますか？規格は？ ■ ティーチインプロセス、修理または工具変更のためにドアが開いている状態で 起動できるべきですか？ すべきことについて、他の従業員の意見に同意していますか？同意とは異なる ソリューションは？規格は？ ■ ドアを開放するためにロボットの安全位置を定義 仕様は? 実装する方法は？規格は？ ■ 緊急シャットダウン 緊急停止、緊急オフ、あるいはその両方？どの規格に基づきますか？ パレタイザーは、実際の目的がローラーコンベアのロボットとの相互作用の結果でしかない相互連 結された機械の一例です WP 11/2020 | 11
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完成した機械のドキュメント ここで、最終的なリスク評価のプロセスに EC適合宣言書の考えられる設計 ついて簡単に説明します。プロセスの最後 で、安全な相互連結された機械ができま す。CEマーク（外側から目視可能）は、機械 のアセンブリのタイプラベルに貼付されて います。また、新しい機械のドキュメントに EC適合宣言書が添付されている必要があ ります。パレット化システムの場合、取扱説 明書が準備されている必要があります。個 々の機械の相互連結によって新しいリスク が発生する場合、取扱説明書で特定および 説明されている必要があります。サブ機械 の取扱説明書も、相互連結された機械の 取扱説明書の一部となります。 完全なドキュメントがない場 合、機械がCEまたはMDに準拠 していないため、動作させるべ きではできません。 製品の適合宣言書は、製品が開発およびテストされたときに従った規格を 示す WP 11/2020 | 12
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FAQ リスク評価は、どのくらい広範にわたりますか？ リスク評価の範囲は、機械の複雑さに応じて異なります。大雑把に説明すると、機 械が複雑になるほど、リスク評価に必要な労力も大きくなります。ただし、リスク 評価は、構築および実装期間中に実施される場合は、完了後に実施される場合 より必要な労力が少なくて済みます。これは、遅いリスク評価によって変更を加え る必要がある場合、変換および適応が大幅に高額になるためです。 リスク評価を検査するのは誰ですか？ 原則として、外部認定は実施されません。したがって、これは、機械の自己認定と も呼ばれます。 リスク評価を実施するのは、社内のどの担当者ですか？ リスク評価は有資格者が実施できます。ユーザーが担当者を決定し、社内の適切 な人物をトレーニングするか、サービスとして委託できます。この決定は、雇用主 の責任となります。このため、適合宣言書は、メーカーがEU指令に従って要件を 実装するのに必要なすべてのことを実行したことを宣誓して保証するという宣言 書にすぎません。 リスク評価は後からレビューできますか？ 各EU加盟国の市場監視当局は、リスク評価をレビューする権限を付与され、レビ ューするように求められています。ただし、通常は、機械が関与する事故が発生し ない限り、当局は一切の措置を講じません。 1995年以前は、労働安全衛生機関、特に営業監察局がこの作業を実行していま した。ただし、機械指令が施行されたため、もうこれらは有効ではありません。レ ビューは、オペレータ単独の責任です。 設備で人が害され、設備が安全性の点で適切に評価されていないことが判明し た場合、どのような結果になりますか？ その場合、機械がオフに切り替えられる必要があります。機械が修正され、安全プ ロセスが最新のものに準拠するまで、運転を再開するべきでありません。同系の 機械がある場合、これは、同一構築の機械を市場から外す必要があることを意味 する場合があります。さらに、罰金を求められます。ただし、このような場合、最も 深刻な損害は、そのメーカーのイメージへのものであることがよくあります。 ここに、欧州委員会のSafety Gateへのリンクを追加しました。これには、安全上 の欠陥のために市場から回収されなければならなくなっている製品が記載され ています。 WP 11/2020 | 13
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包括的な安全技術ポートフォリオ Turckは、パートナーであるBanner Engineering ム（個々のサブ機械に分散されたフェイルセーフ制 とともに、安全センサコンポーネントおよびスイッ 御を提供したり、信号を安全PLCに分配したりしま チから安全リレー、IP67のI/Oコンポーネント、IP20 す）は、機械の相互連結を完全にマップします。統 およびIP67の安全コントローラまで、安全技術製 合された安全コントローラにより、個々の機械をス 品の完全に包括的なポートフォリオを提供する数 タンドアロンでテストできるため、試運転時間を短 少ないメーカーの1つです。特に分散型安全システ 縮できます。 著者 | Michael Flesch、Turck安全システム担当製品マネージャー さらなる情報： 技術ページ：機械安全 Turckの安全技術ソリューション（ビデオ） Contact Hans Turck GmbH & Co. KG | 45466 Mülheim an der Ruhr, Germany T +49 208 4952-0 | F +49 208 4952-264 | contact@turck.com Over 30 subsidiaries and 60 representatives worldwide! Whitepaper | 11/2020 #turck | www.turck.com