ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ,
РОБОТИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ, ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ
13.1.
КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
Комплексная автоматизация производственных процессов рассматривается
сегодня как система автоматизации, охватывающая все производство, от
проектирования изделий и технологии до изготовления продукции и доставки
ее потребителю.
Промышленные роботы (ПР), робототехнические комплексы (РТК), гибкие
производственные системы (ГПС) — это более совершенный этап в
комплексной автоматизации производства. Начатая в начале 80-х годов
интенсивная интеграция двух сфер: автоматизации обработки информации
(АСУ, САПР) и автоматизации технологических производств (СЧПУ, АСУ ТП,
ПР) — привела к появлению и быстрому развитию нового направления,
получившего название гибких автоматизированных производств (ГАП).
К 1986 году число ПР *, которые эксплуатировались, например, в Японии,
составляло более 65 тыс., в США — 20 тыс., в Европе — более 30 тыс., в
ФРГ — 9 тыс. В мире к этому времени было создано свыше 600 действующих
ГАП, из них более 170 — в социалистических странах. В СССР было внедрено
87 систем. В передовых в промышленном отношении странах мира к 1990 году
от 40 до 50 % производства будет осуществляться с применением ГАП.
Наибольший прирост к концу 1990 года по отдельным крупным элементным
технологиям ГАП ожидается: в робототехнике — 47 %, САПР — 29,2 %,
системах с ЧПУ — 14,7 %, ГПС — 5,4 %. В соответствии с прогнозами в 90-е
годы во всем мире будут внедрены десятки тысяч ГАП.
Создание ГАП не является чисто технической задачей.
На данном этапе НТП значительные изменения в технике и технологии
неразрывно связаны с изменением характера труда человека, повышением
требований к качеству, решением задач социально-экономического и
психофизиологического характера. Поэтому для достижения ожидаемого от
комплексной автоматизации эффекта необходимо прежде всего в основу
оптимального функционирования любой автоматизированной производственной
системы, ее элементных технологий закладывать требование решения двух
органически взаимосвязанных задач: обеспечения конечной цели
производства и обеспечения безопасности трудового процесса.
Если в основе решения первой задачи заложено получение необходимого
конечного продукта определенного количества и качества, снижение его
себестоимости и т. п., то при решении второй задачи прежде всего
предусматривается реализация важнейшей социальной функции производства —
обеспечение безопасности трудового процесса. Поэтому наличие и
количество опасных и вредных производственных факторов, вероятность
возникновения опасных (ОС), критических (КС) и аварийных ситуаций (АС),
формирующих несчастные случаи или аварии, степень и характер их
отрицательного воздействия на окружающую среду или производственный
персонал представляют собой один из главных комплексных показателей
качества любого роботизированного модуля, комплекса или гибкой
производственной системы.
Накопленный в мире опыт практического использования ПР или РТК в
промышленности убедительно свидетельствует о том, что попытки
раздельного решения этих задач без их органической взаимосвязи приводят
к тому, что в ряде случаев опасность применения ПР или РТК превышает
пользу от их применения. Так, проведенное в 1982 г. Министерством труда
Японии обследование 4341 роботизированных рабочих мест показало, что на
каждые 100 РТК приходятся не менее одного несчастного случая в год со
смертельным исходом, трех несчастных случаев и пребывание в опасных и
критических ситуациях 37 % обслуживающего РТК персонала. Примерно такая
же картина наблюдается при эксплуатации роботизированных технологических
комплексов в США.
Как объекты проектирования и управления ГАП, так и его основные
элементы: гибкий производственный ком-
плекс (ГПК), система (ГПС), гибкий технологический
комплекс (ГТК), участок (ГТУ), гибкий транспортно-складской комплекс (ГТСК),
гибкий обрабатывающий модуль (ГОМ), складской модуль (СМ) и др. —
представляют собой системы нового класса, отличающиеся сложностью,
комплексностью и многофункциональностью компонентов. В рамках
оптимального функционирования ГАП и его элементов главное техническое
направление работ связано с созданием комплекса наиболее
высокопроизводительных и безопасных технических средств, а также
программных средств обеспечения безопасности производственных процессов
в целом.
Основной базой технических средств для создания ГАП в настоящее время
являются серийно выпускаемые в стране металлорежущие станки с ЧПУ. В
исходном состоянии они не отвечают в полной мере ни требованиям
безопасности, ни требованиям гибкого автоматизированного производства.
Расширение их возможностей за счет оснащения средствами робототехники,
объединение их в управляемые от ЭВМ гибкие автоматизированные комплексы
с автоматическими складами и транспортом без системного анализа,
количественной оценки степени и характера отрицательного воздействия
опасных и вредных производственных факторов на человека и окружающую
среду, разработки эффективных средств контроля и управления средствами
обеспечения безопасности производственного процесса может привести не
только к появлению роботов-убийц или гибких производственных систем с
высокими уровнями скрытой потенциальной опасности, но и к непредвиденным
в недалеком будущем отрицательным социальным последствиям.
Рассматривая безопасность гибких производственных систем как сложную
систему с обратными связями, как комплексный показатель качества любого
технологического процесса, на основе обобщения отечественного и
зарубежного опыта приведем материалы информационносправочного характера
об основных опасных и вредных производственных факторах, формирующих ОС,
КС, АС и несчастные случаи, укажем наиболее общие направления работ по
обеспечению безопасности ПР, РТК и ГПС, дадим основные направления
стандартизации, требования безопасности, опишем технические средства
контроля и обеспечения безопасности !фоизводственных процессов в
условиях комплексной автоматизации.