Blog

Níže publikujeme komentář Jacka Taczały, FA Product Manager Industrial Robots ve společnosti Mitsubishi Electric, týkající se klíčových změn v normě ISO 10218.

Nová verze normy ISO 10218 není pouze aktualizací dokumentu, ale také novým přístupem k bezpečnosti průmyslových robotů. V tomto článku se podělím o svůj pohled a poradím, na co si dát pozor, aby vaše aplikace byly v souladu s novými bezpečnostními požadavky.

Předchozí verze normy platila od roku 2011. Po 14 letech jsme se dočkali nové aktualizace, která přináší řadu významných změn.

Roboty třídy I jsou považovány za méně rizikové, zatímco třída II představuje potenciálně vyšší riziko.

Klíčové závěry:

• Klasifikace se týká konstrukčních parametrů, nikoli samotné aplikace.
• I robot třídy I může být za špatných pracovních podmínek nebezpečný.
• Pro třídu I mohou být bezpečnostní opatření zjednodušena, pokud je aplikace skutečně nízkoriziková.

Samotná norma uvádí, že při zavedení robota třídy I lze počítat s méně přísnými bezpečnostními opatřeními, ale pouze za předpokladu, že celá aplikace zůstane pro uživatele zcela bezpečná. To znamená, že i přes zjednodušení požadavků zůstává důraz na ochranu operátorů stále prioritou.

Roboty třídy I představují výzvu nejen pro výrobce a integrátory systémů, ale také pro koncové uživatele. Jedná se o nový začátek, který nabízí možnost využití manipulátorů v dalších procesech – tam, kde se dosud používala zařízení, která nebyla klasifikována jako roboty.

Podle mého názoru budou možné aplikace robotů třídy I v následujících odvětvích:

• Farmaceutický a laboratorní průmysl
  Manipulace se zkumavkami, destičkami, pipetami nebo ampulkami – lehké detaily a nízká provozní rychlost se promítají do větší bezpečnosti. Příkladem je dávkování, míchání nebo ukládání vzorků do inkubátorů.
  
  
• Elektronika a přesná montáž
  Montáž SMD komponentů, testování desek plošných spojů, ukládání drobných součástí. Omezená rychlost (do 250 mm/s) je dostačující pro mnoho montážních a kontrolních operací.
  
  
• Kontrola kvality a třídění lehkých produktů
  Vizuální kontrola obrobků pomocí kamery v kombinaci s robotem nebo třídění lehkých součástí.
  
  
• Vzdělávací aplikace a výzkum a vývoj
  Výukové roboty na vysokých školách a ve školicích centrech – nízká energetická náročnost a malé síly poskytují vyšší úroveň bezpečnosti při výuce obsluhy.
  
  
• Lehká logistika a sklady
  Aplikace typu pick & place pro balení kosmetických výrobků.
  

Je však třeba poznamenat, že omezení v oblasti síly a rychlosti jasně naznačují, že roboty třídy I nenajdou uplatnění v mnoha procesech takových odvětví, jako je automobilový průmysl (a nemám na mysli pouze OEM, ale i subdodavatele TIER), metalurgie nebo nábytkářství. Mohou však představovat alternativu k jednoduchým pneumatickým manipulátorům tam, kde je zapotřebí větší flexibility.

Změnou, na kterou jsem se zaměřil, je změna v oblasti funkční bezpečnosti. Ve světě robotiky, kde usilujeme o to, aby průmyslové roboty pracovaly v blízkosti lidí, budeme brát v úvahu bezpečnostní funkce jako SLP, SLS, SS1 nebo SS2. Nejnovější normy ISO 10218-1:2025 a ISO 10218-2:2025 zavádějí jasné, měřitelné pokyny, které mají obrovský význam, zejména v kolaborativních aplikacích, kde člověk a robot pracují bok po boku.

V příloze C normy ISO 10218-2:2025 jsou bezpečnostní funkce nyní jasně klasifikovány

• Required (požadované) – povinné funkce, např. nouzové zastavení. Musí splňovat stanovenou úroveň spolehlivosti (SIL/PL).
  
• Optional (volitelné) – funkce zvyšující bezpečnost, ale jsou závislé na aplikaci, např. omezení rychlosti v oblastech, kde se robot může přiblížit k obsluze.
• Podmíněné – funkce požadované pouze v určitých scénářích, např. monitorovaný klidový stav, tj. řízení úplného zastavení ramene robotu v kolaborativních aplikacích.

• Návrh bezpečnostních zón – norma vyžaduje, aby každá zóna byla posouzena z hlediska rizik a bezpečnostních funkcí, které je třeba implementovat.
• Konfigurace funkcí robotů – integrátor musí vědět, které funkce jsou povinné, které lze implementovat pro větší bezpečnost a které závisí na provozním scénáři.
• Sledování úrovně bezpečnosti – SIL/PL požadovaný pro každou funkci poskytuje jasné pokyny pro navrhování bezpečnostních systémů a jejich integraci.

Standardně implementované bezpečnostní funkce, jasná klasifikace required/optional/conditional a možnost snadné konfigurace funkcí integrátorem představují reálnou konkurenční výhodu.

• Emergency Stop – klasika, ale nyní s definovanou úrovní PL/SIL.
• Monitorování rychlosti a vzdálenosti – dynamické omezení rychlosti při přiblížení obsluhy.
• Monitored Standstill – požadavek v aplikacích, kde operátor posouvá obrobky ručně nebo pracuje v blízkosti bezdotykové zóny.

Pro integrátora robotizovaných aplikací nejsou nové normy překážkou, ale nástrojem:

• Umožňují pohodlně navrhovat bezpečnostní zóny a hodnotit rizika.
• Jasně definují, které funkce je nutné implementovat povinně a které jsou navíc pro bezpečnost obsluhy.
• Usnadňují výběr a konfiguraci robotů – znalost toho, které funkce mají požadovanou úroveň SIL/PL, umožňuje vybrat vhodné bezpečnostní moduly a software.

Tato změna je jasným krokem k podpoře používání průmyslových robotů pracujících v blízkosti lidí při současném zajištění jejich maximální bezpečnosti. Na druhé straně mohou roboty v aplikacích bez přítomnosti operátora pracovat s maximální účinností a produktivitou, což zároveň umožňuje snížit spotřebu energie celé robotizované sekce. Je to správný směr, který dnes nahradí coboty blokované mechanickým krytem.

Norma ukládá povinnost provést hodnocení kybernetických bezpečnostních rizik. Pokud analýza prokáže, že existuje bezpečnostní riziko, je třeba zavést příslušná ochranná opatření. Ta mohou zahrnovat mimo jiné:

• možnost vypnutí přístupu ke komunikačním portům, např. TCP/UDP,
• změnu čísel portů TCP/UDP v logických spojeních,
• ověřenou ochranu bezpečnostní konfigurace,
• možnost změny výchozích nastavení, jako jsou uživatelská jména, hesla, IP adresy nebo nastavení ověřování,
• používání šifrovaných a ověřených komunikačních protokolů.

Norma odkazuje také na další normy a pokyny:

• ISO/TR 22100-4:2018 – pokyny týkající se aspektů bezpečnosti IT a ISO 12100:2010,
• IEC TS 63074:2023 – informace o funkční bezpečnosti,
• IEC 62443-3-2:2020 – hodnocení rizik souvisejících s bezpečností systému,
• IEC 62443-3-3:2013 – informace o bezpečnosti průmyslových komunikačních sítí.

Implementace těchto požadavků nejen chrání robotické systémy před digitálními hrozbami, ale také zajišťuje bezpečný a spolehlivý provoz ve stále více integrovaných průmyslových prostředích. Hodnocení rizik a opatření v oblasti kybernetické bezpečnosti

Požadavky dosud obsažené v normě ISO/TS 15066 byly začleněny do normy ISO 10218. Termín „kolaborativní robot“ – Cobot – se již nepoužívá, místo toho byly zavedeny pojmy:

• kolaborativní úloha (collaborative task) – část sekvence robota, ve které se jak aplikace robota, tak operátor/operátoři nacházejí ve stejné ochranné zóně
• kolaborativní aplikace (collaborative application) – aplikace obsahující jednu nebo více kolaborativních úloh

Výhody integrace:

• Všechny bezpečnostní požadavky v jedné normě.
• Snadnější implementace jak průmyslových, tak kolaborativních robotů.
• Uspořádání trhu a jasná kritéria pro navrhování kolaborativních aplikací.

Znamená to, že na trhu bude méně cobotů? Vůbec ne. Nová norma nesnižuje počet kolaborativních robotů na trhu, ale spíše zavádí jasné pokyny, jak správně implementovat aplikace, ve kterých robot spolupracuje s operátorem. Pokud v aplikaci obsluha přímo nepodává součástky nebo nepracuje v bezprostřední blízkosti robota, pak jsou vyžadovány jiné bezpečnostní funkce než v případě plné spolupráce člověka s robotem.

Na trhu existuje mnoho příkladů, kde jsou coboty, které by dnes již nebyly v normě definovány jako „coboty“, ohraničeny mechanickými bariérami. To není chyba – aplikace lze takto navrhovat – ale takové řešení omezuje rychlost systému. Dosud dostupné coboty, i když mají vypnutou funkci řízení síly, nedosahují takové rychlosti jako průmyslové roboty. Změny v normě zavádějí pořádek do navrhování aplikací a jasně definují, kde je třeba používat funkce řízení síly a momentu při spolupráci robotů s lidmi.

Byly přidány specifické požadavky pro výrobce a integrátory

• Design: materiály, stabilita, tolerance při poruše, nastavení TCP/payload.
• Provoz: jednotné návody k obsluze, pokyny při poruše, kybernetická bezpečnost.
• Nové funkce zastavení a monitorování: omezení brzdné dráhy, monitorované zastavení.

Proč?

• Snížení rizika kolizí a neřízených pohybů.
• Jasné postupy při řešení poruch a minimalizace lidských chyb.
• Přesná nastavení přispívají k bezpečnosti obsluhy a ochraně produktu.

Byly zavedeny nové testovací metody, mimo jiné

• FMPM (Force per Manipulator) pro třídu I,
• Annex H – měření času a vzdálenosti zastavení.

To eliminuje nejistotu při interpretaci a poskytuje konzistentní nástroje pro ověření.

• Pro výrobce: větší investice do certifikovaných bezpečnostních prvků a kybernetické ochrany.
• Pro integrátory: větší odpovědnost za celou aplikaci (nástroje, detaily, prostředí).
• Pro uživatele: větší jistota v souladu s minimálními požadavky.
• Pro svět robotiky: otevřenost vůči práci operátorů s průmyslovými roboty – využití jejich vysoké výkonnosti a norma určuje, jaké bezpečnostní nástroje musí být implementovány, aby byl operátor v bezpečí.

Nová norma ISO 10218 se netýká pouze „bezpečného robotu“, ale „bezpečné robotické aplikace“.