モバイルロボットを安全に設置するためのガイド
自律移動ロボット(AMR)は、産業用建物内での資材の運搬を自動化するために使用されることが多くなっていますが、企業はロボットを安全に設置する方法について疑問を抱いています。企業は、ロボットメーカー、インテグレータ、エンドユーザーの責任を含め、関連する安全規格の要件を理解する必要があります。
国際ロボット連盟(IFR)によると、物流自動化におけるAMRの市場は活況を呈しており、2018年の11万台から2022年には70万台以上に増加すると予想されています。これは、製造業でのCAGR(年平均成長率)が45%、Eコマースや病院などの非製造業環境でのCAGRが60%であることを表わしています。モバイルロボットは人の周りを安全に移動できるように設計されていますが、市場の急激な変化により、企業は移動ロボットを安全に設置する方法に疑問を抱いています。設置されるAMRの数が増え、新しいAMRが市場に出回り、この新しい技術の経験が浅い新規顧客が増えていることから、移動ロボットの安全性についての話題はこれまで以上に重要になっています。 |
今日、AMRが満たすべき安全性の要件とは?
AMRは、人がいる環境で安全に動作するように設計されています。
AMRは、センサとソフトウェアのアルゴリズムを用いて、ダイナミックな環境下で障害物を避けながら操縦し、一部のAMRはその場で経路を再計算して、与えられたミッションをこなします。組み込まれた豊富な安全機構により、ロボットは、衝突を避けるために速度を落としたり、方向を変えたり、停止したりすることで、人間の周りを協働して走行することができます。これらの安全機能は、モバイルロボットの成功の鍵となるものですが、AMRを導入する企業は、作業者の継続的な安全性を確保するために、もう一歩踏み込む必要があります。安全基準は、機械やロボットが人間と一緒に動作する際に、人間が危険な状況に陥らないようにするために作られています。
ここで重要なのは、移動ロボットそのものであるAMRと、AMR(またはAMRのフリート)、充電ステーション、積荷運搬ステーション、AMRに搭載されて完全な機械を形成するトップモジュール、AMRが動作する環境内のその他の周辺機器から成るAMRシステムを区別することです。
AMRとは、トップモジュールを持たず、顧客環境を考慮していない、すぐに使える移動ロボットと定義されています。MiRのAMRは、関連するすべての安全規格に従って設計されており、MiRはAMRシステム全体の試運転のためのガイドラインを提供しています。
安全なAMRシステムを確保するために、モバイルロボットに適用可能な規格、法律、指令を理解する。
また、移動ロボットのアプリケーションが意図されたように、安全性と信頼性を維持できるようにするためには、法的要件を理解し、適切に適用する必要があります。AMRの急速な採用に対応して、世界の標準化団体は、移動ロボットの安全な設計、製造、試運転のためのガイドラインを更新・開発しています。この新技術の開発は、関連する規格の開発よりも早く進んでいます。しかし、それまでの間、モバイルロボットの製造者、購入者、インテグレータは、AMRに特化して書かれたものではないとしても、産業用車両の同様の用途に焦点を当てた、さまざまな既存の規格を用いて安全要件を実現しなければなりません。
現在、AMRに最も適用可能な規格は、EN 1525:1997(「産業用トラックの安全性 - ドライバーレス・トラックとそのシステム」)です。この規格は、無人搬送車(AGV)とそのシステムに適用され、また、ロボットが使用される環境の試運転と準備にも適用されます。EN 1525は、AGVから産業用トラックまで、AMRよりも大きくて重いことが多く、セットアップも全く異なる車両の厳しい安全要件を定めた欧州規格です。大きな違いは、EN 1525が自律走行を考慮していないことです。しかし、EN 1525は、AMRに関連する潜在的な危険性にも対応する新しい規格が採用されるまでの間、モバイルロボットを安全に導入するための空白を埋めるものです。ANSI/ITSDF規格B56.5-2012はアメリカの規格であり、同じくAGVを対象に作成された規格で、EN 1525と同じ適用範囲を持っています。B56.5の更新版が2019年8月に発行されました。
規格と同様に、労働者の安全と機械に関連する法律は、地域によって大きく異なります。欧州連合では、CEマークの付いた移動ロボットは、機械指令(MD)に基づいて設計・製造されているため、ユーザーはそれが安全で関連規格に適合していると考えることができます。これは、ロボットを宣伝やマニュアルに記載された通りに使用して、けがをした場合、お客様ではなくメーカーがその責任を負う可能性があることを意味しています。 CEマークはロボット本体のみを対象としており、AMRシステム全体を対象としているわけではないので注意することが大事です。トップモジュール、荷積みステーション、充電装置を備えた施設に1台以上のモバイルロボットを配備する場合、AMRシステムの試運転を担当する当事者がシステム全体にもCEマークを取得する必要があります。
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ISOのアメリカ側の代表組織は米国規格協会(ANSI)です。ANSIは安全性ガイドラインを作成・推進しており、そのガイドラインは、任意ですが、全米のほぼすべての業界で採用されています。関連団体である産業用トラック標準開発財団(ITSDF:Industrial Truck Standards Development Foundation)は、産業用車両の設計、運用、メンテナンスに関する安全基準を管理しています。これとは別に、米国では労働者の安全に関する全般的な規制が、連邦政府機関である職業安全衛生管理局(OSHA:Occupational Safety and Health Administration)によって制定・施行されており、職場でその基準を満たすことが法的に義務付けられています。OSHAの要求事項は、連邦規則集第29巻第1910章に定義されており、モバイルロボットの使用に適用されるいくつかのサブパートに分けられています。その中には、1910.212「すべての機械に対する一般要求事項」と1910.178「動力付き産業用トラック」が含まれています。OSHAや州の規制当局がANSI/ITSDF規格を義務化する権限を持っており、コンプライアンス違反で組織を召喚することができることに、移動ロボットのユーザーやインテグレータは留意する必要があります。
今後の規格
世界中の標準化団体が、AMRに対応した新しい規格の策定に取り組んでいます。AMRに最も適用可能な規格としてEN 1525の後継となるのは、ISO/FDIS 3691-4「ドライバーレス産業用トラックとそのシステム」であり、2020年1月にリリースされる予定です。ISO/FDIS 3691-4では、AMRの重要な側面である、屋内物流の安全性と、その場での経路の再計算に関する危険性を取り上げています。この新規格では、モバイルロボットの試運転のほか、環境やワークセルの設計に関する詳細な要件が規定されます。
また、将来的にモバイルロボットのメーカーやユーザー、インテグレータに影響を与える可能性のある規格の作成も進行中です。これらの規格には、ISO 10218、prRIA 15:08、prUL 3100などがあり、それぞれAMRとその実装の異なる側面を取り上げています。MiRは最高レベルの安全性を追求しており、新しい規格についてはこれらの標準化団体と密接に協力し、必要に応じて顧客やインテグレータに最新情報を提供し、ロボットが現行の規格だけでなく将来の規格にも準拠するようにしています。
要約:安全規格や規制について知っておくべき重要なこと
- AMRのために改正される規格や法律は現在作成中で、2020年に導入される予定です。
- 安全基準は、ロボットが人間と一緒に動作する際に、人間が危険な状況に陥らないようにするために作成されています。したがって、AMRメーカーは、お客様が安全なAMRと安全なAMRシステムを確保できるように、物流アプリケーション用に開発された最新の規格に従うことが重要です。
- 安全基準や法律は国や地域ごとに決められているので、配備されるAMRはそれらの地域の基準を満たす必要があります。
- 欧州規格EN 1525:1997とCEマークは、AMRおよびAMRシステムの安全性に関して優れたフレームワークを提供しています。EU圏外でEUの法律や規格に準拠することは必須ではありませんが、すべての地域で安全なAMRシステムを確保するために、これらの原則を利用することは理にかなっています。
- AMRをグローバルに活用しているグローバル製造業者にとって、欧州の規格や法律は、地域的な側面に対応するための修正を加えれば、すべての工場に適用できる優れたフレームワークを提供しています。
AMRシステムの安全な作業空間を確保するためのメーカー、インテグレータ、お客様の責任
安全な職場を実現するためには、AMRメーカー、AMRシステムのインテグレータ、そしてエンドユーザーの共同作業が必要です。これらの当事者間の役割と責任を明確にすることが重要です。
欧州の機械指令が提供しているガイドラインは、AMRとAMRシステム全体の両方を考慮しているため、顧客やインテグレータが安全な作業空間を確保するのに役立ちます。EU/EOS域外では機械指令に従うことは法律で義務付けられていませんが、AMRを安全に設置するための最新情報が記載されているため、機械指令に従うことが推奨されます。
AMRのメーカーは、安全なAMRシステムで試運転するように設計された車両を提供し、組込みと運用のための適切な情報を提供する必要があります。つまり、メーカーはAMRの意図された使用方法と制限を規定する責任があり、その意図は通常、産業環境で運転者なしで資材を搬送することです。メーカーは、AGV用の安全基準への準拠を通じて、使用目的に応じてAMRにCEマークを付け、すべてのリスクに対処するための補完的な基準に準拠し、意図された使用で予想される危険に対処するための統合安全機能を提供する必要があります。
メーカーは、安全なロボットを設計するだけでなく、AMRシステムへのAMRの配備に関する説明書、AMRの操作とメンテナンスのための操作説明書、AMRの特定された残存リスクのリストなど、適切な文書も提供しなければなりません。最終的には、メーカーは必要な書類を揃えて、安全なAMRを箱から出して提供する責任があります。
設置時点で、責任はシステムのインテグレータに移ります。AMRシステムのインテグレータ(自分でロボットを組み込む場合はエンドユーザーの場合もあります)は、すべての危険性に対処したり、特定したりすることを含む、設置作業を行い、操作のための適切な情報を提供する責任があります。AMRはビル、工場、倉庫内を移動するようにプログラムできるため、AMRを試運転するインテグレータは、潜在的な安全上の危険を予測し、安全基準に準拠して適切に動作するようにロボットをプログラムしなければなりません。試運転はトップモジュールにも適用されます。ロボットをこれらの制限の範囲外で試運転した場合、インテグレータ(またはユーザー)は、ロボットのアプリケーション全体の安全基準が満たされるように、追加の保護機能を組み込む必要があります。したがって、インテグレータは、AMRシステムの意図された用途と限界を規定し、AMRメーカーの仕様、意図された用途、制限に照らしてAMRシステムのリスク評価を行わなければなりません。アプリケーションはAMRからAMRシステムに変わるので、インテグレータは新しい意図された用途に応じてAMRシステムにCEマークを付け、AMRシステムの操作および保守のための取扱説明書と、AMRシステムのリスク評価で特定された残留リスクのリストからなる文書を提供しなければなりません。
AMRシステムの展開が完了すると、エンドユーザーはAMRシステムの運用・保守のための設定や手順を守る責任があります。エンドユーザーは、意図された用途と制限が満たされていることを確認し、警告とマーキングを含むAMRシステムの検査とメンテナンスの手順を設定しなければなりません。エンドユーザーは、作業員のための安全な操作手順を定義し、作業員、他のスタッフ、および訪問者向けの安全な操作のためのトレーニングを設定する必要があります。
このプロセスは複雑だと思われます。そこでMiRでは、ロボットの正しい配備を確実に行うために、エンドユーザーだけでなくインテグレータ向けのガイドラインを作成しました。詳細については、お近くのMiRチームにお問い合わせください。
AMRメーカーとの緊密な連携による、安全なAMRの導入
モバイルロボットの設計と実装における最先端の技術は急速に変化しており、標準化団体はそれに追従することが求められています。しかし、物流システム用に開発された現行の規格に準拠することは、依然として適切です。単なるAMRではなく、施設のさまざまな場所で、さまざまなアプリケーションで動作することが多いAMRシステムを導入する際には、多くの要素を考慮しなければなりません。ユーザーやインテグレータは、作業者の安全を確保しながらAMRのメリットを享受するために、ロボットメーカーからの指導を期待するのがよいでしょう。同時に、ユーザーは選択したAMRメーカーが、AMR自体に限定されない、現在および将来の安全基準や法律に対応していることを確認する必要があります。
ユーザーやインテグレータがコンプライアンス状況を文書化する方法も含め、安全なロボットの配備のための文書が、ご希望に応じて最寄りのMiRチームに連絡いただくことで、MiRから入手できます。