작업장 로봇 안전

Workplace robotics safety
A black and white drawing of a man pinned between a robot arm and a metal pole.
1984년에 [1]발생한 산업용 로봇 사고에 대한 예술가의 표현.

작업장 로봇 안전은 직장에서 로봇을 사용할 때 직업 안전과 건강의 한 측면이다.여기에는 기존의 산업용 로봇뿐만 아니라 드론 항공기 및 착용 가능한 로봇 외골격과 같은 신기술이 포함됩니다.사고 유형에는 충돌, 찌그러짐, 기계 부품에 의한 부상이 포함됩니다.위험 통제에는 물리적 장벽, 모범 작업 관행 및 적절한 유지보수가 포함됩니다.이전의 연구는 로봇의 적용이 첫 2년 동안 직업상 부상률의 증가와 관련이 있으며, 이후로는 미미해지고 심지어 부정적으로 변한다는 것을 보여주었다.지자체는 안전규정을 강화함으로써 업무상 상해에 대한 로봇 적용 효과를 줄이거나 없앨 수 있다.또 지자체가 로봇 응용과 산업 인텔리전스 추진에 열을 올리고 있지만 로봇의 광범위한 활용은 업무상 [2]재해로 지자체의 공공보건 지출에 부담을 줄 수 있다.

배경

많은 직장 로봇은 제조에 사용되는 산업용 로봇이다.국제로봇연맹에 따르면, 2017년에서 [3]2020년 사이에 170만 개의 새로운 로봇이 공장에서 사용될 것으로 예상된다.새로운 로봇 기술에는 협업 로봇,[4] 개인 관리 로봇, 건설 로봇, 외골격,[5] 자율 차량,[6] 무인 항공기(무인항공기 또는 [7]UAV로도 알려져 있음)가 포함된다.

자동화 기술(예: 고정 로봇, 협업 및 이동 로봇, 외골격)의 발전은 작업 환경을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 제조 작업장에 작업장 위험 요소를 도입할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.[1] 로봇 부상의 56%는 핀치 부상으로 분류되고 44%는 충격 부상으로 분류됩니다.1987년 연구에 따르면 라인 근로자가 가장 큰 위험에 처해 있으며, 그 다음으로 유지보수 근로자와 프로그래머가 그 뒤를 잇고 있습니다.부실한 작업장 설계와 인적 실수가 대부분의 [4][6]부상을 야기했다.특히 로봇과 관련된 부상에 대한 직업 감시 데이터가 부족함에도 불구하고, 미국 국립 산업 안전 보건 연구소(NIOSH)의 연구원들은 노동 통계국(BLS)의 치명적인 직업 상해 조사 키워드 검색을 사용하여 1992년부터 2015년 사이에 61명의 로봇 관련 사망자를 확인했다.arch 데이터베이스(직업로봇연구센터 정보 참조).NIOSH와 그 국가 파트너는 노동 통계국의 자료를 사용하여 치사성 평가 및 통제 평가 프로그램에 따라 4명의 로봇 관련 사망자를 조사했다.또한 OSHA(산업안전보건국)는 로봇 관련 사망 및 부상을 조사했으며, 이는 OSHA 사고 검색 페이지에서 검토할 수 있다.작업 환경에 협업 및 공존 로봇, 동력 외골격 장치 및 자율 차량의 수가 증가하므로 부상과 사망률은 시간이 지남에 따라 증가할 수 있다.

안전 표준은 미국 국립 표준 협회(ANSI)와 함께 로봇 산업 협회(RIA)에 의해 개발되고 있다.[2] 2017년 10월 5일 OSHA, NIOSH 및 RIA는 기술 전문지식을 강화하고, 기존 산업용 로봇과 인간-로봇 협업 설비 및 시스템의 새로운 기술과 관련된 잠재적 작업장 위험을 식별 및 해결하는 데 협력하며, 작업 공간을 줄이기 위해 필요한 연구를 식별하기 위해 협력하기로 제휴를 맺었다.위험.NIOSH는 10월 16일, 「노동자의 안전, 건강, 웰빙을 향상시키는 직업용 로봇의 개발과 사용을 지도하기 위한 과학적 리더십을 제공하기 위한 연구 센터」를 발족했다.지금까지 NIOSH와 그 파트너에 의해 파악된 연구 요구에는 부상과 사망의 추적과 방지, 안전한 기계 제어와 유지 보수 절차를 촉진하기 위한 개입과 보급 전략, 효과적인 증거 기반의 개입을 직장 관행으로 전환하는 것이 포함됩니다.

위험 요소

직장에서 로봇을 사용하면 많은 위험과 부상이 발생할 수 있습니다.몇몇 로봇들, 특히 전통적인 산업 환경에 있는 로봇들은 빠르고 강력하다.예를 들어, 로봇 팔에서 한 번 휘두르면 심각한 신체 손상을 [8]일으킬 수 있기 때문에 이것은 부상 가능성을 증가시킨다.로봇이 오작동하거나 유지보수가 필요한 경우 추가적인 위험이 있습니다.일반적으로 오작동하는 로봇은 예측할 수 없기 때문에 로봇 작업자가 부상을 입을 수 있습니다.예를 들어, 자동차 조립 라인의 일부인 로봇 암에서 모터 걸림 현상이 발생할 수 있습니다.막힘을 고치는 작업자는 막힘이 제거되는 순간 갑자기 팔에 부딪힐 수 있습니다.또한, 작업자가 근처의 로봇 팔과 겹치는 구역에 서 있으면 다른 움직이는 [6]장비에 의해 부상을 입을 수 있습니다.

로봇에 의해 발생할 수 있는 사고는 충격 또는 충돌 사고, 찌그러짐 및 갇힘 사고, 기계 부품 사고, 기타 사고 등 4가지입니다.충격 또는 충돌 사고는 일반적으로 오작동 및 예상치 못한 변경으로 인해 발생합니다.찌그러뜨리고 끼이는 사고는 작업자의 신체 일부가 로봇 장비에 걸리거나 끼이는 사고입니다.기계 부품 사고는 로봇이 오작동하여 "고장"되기 시작하면 발생할 수 있으며, 부품이나 노출된 와이어가 배출되면 심각한 부상을 입을 수 있습니다.로봇으로 [8]작업하다가 발생하는 일반적인 사고도 있습니다.

로봇 및 기계와의 인간 상호작용과 관련된 위험의 7가지 원천이 있다: 인적 오류, 제어 오류, 무단 액세스, 기계적 고장, 환경 소스, 전원 시스템 및 부적절한 설치.인간의 실수는 잘못된 코드 한 줄부터 로봇 팔의 느슨한 볼트까지 모든 것이 될 수 있다.많은 위험은 인간 기반 오류로 인해 발생할 수 있다.제어 오류는 본질적이며 일반적으로 제어하거나 예측할 수 없습니다.해당 영역에 익숙하지 않은 사람이 로봇 도메인에 진입할 경우 무단 액세스 위험이 발생합니다.기계적인 장애는 언제든지 발생할 수 있으며, 일반적으로 결함이 있는 장치는 예측할 수 없습니다.환경 소스는 로봇의 오작동을 일으킬 수 있는 환경에서의 전자기파 또는 무선 간섭과 같은 것입니다.전력 시스템은 공압, 유압 또는 전기 전원입니다.이러한 전원은 오작동하여 화재, 누출 또는 감전의 원인이 될 수 있습니다.부적절한 설치는 매우 명백합니다. 볼트가 느슨하거나 와이어가 노출되면 내재된 [8]위험이 발생할 수 있습니다.

새로운 테크놀로지

새로운 로봇 기술은 노동자의 위험을 줄일 수 있지만 새로운 위험을 야기할 수도 있다.예를 들어, 로봇 외골격은 척추에 가해지는 하중을 줄이고, 자세를 개선하고, 피로를 줄이기 위해 건설에 사용될 수 있다. 그러나, 그들은 또한 흉압을 증가시키고, 낙하하는 물체를 벗어날 때 이동성을 제한하고, 균형 [5]문제를 일으킬 수 있다.건설업계에서 무인항공기는 건설 중인 건물을 감시하고 검사하는 데 사용되고 있다.이는 인간이 위험한 장소에 있어야 할 필요성을 줄이지만,[7] UAV 충돌의 위험은 작업자에게 위험을 야기한다.협업 로봇의 경우 분리가 불가능합니다.가능한 위험 제어에는 충돌 방지 시스템, 충격력을 [4]줄이기 위해 로봇을 덜 단단하게 만드는 것이 포함됩니다.

위험 제어

위험 제어를 구현하여 부상을 예방하는 몇 가지 방법이 있습니다.로봇 개발의 다양한 단계마다 위험 평가가 있을 수 있습니다.위험 평가는 로봇의 상태, 로봇의 유지 보수 상태 및 수리가 빠른 시일 내에 필요한지 여부에 대한 정보를 수집하는 데 도움이 됩니다.로봇의 상태를 인식함으로써 부상을 방지하고 위험을 [8]줄일 수 있다.

부상의 위험을 줄이기 위해 보호 장치를 구현할 수 있습니다.여기에는 물리적 장벽, 가드 레일, 존재 감지 보호 장치 등과 같은 엔지니어링 제어가 포함될 수 있습니다.인식 장치는 일반적으로 보호 장치와 함께 사용됩니다.그것들은 보통 빛, 간판, 휘파람, 그리고 뿔이 있는 밧줄이나 쇠사슬 장벽의 시스템이다.그들의 목적은 노동자나 직원에게 특정 [8]위험을 경고하는 것이다.

오퍼레이터의 안전장치도 설치할 수 있습니다.이러한 장치는 일반적으로 작업자를 보호하고 부상의 위험을 줄이기 위해 보호 장치를 사용합니다.또, 조작자가 로봇에 가까운 거리에 있는 경우, 로봇의 작업 속도를 저하시켜, 조작자가 완전하게 제어할 수 있도록 할 수 있다.이 작업은 로봇을 수동 또는 학습 모드로 전환하여 수행할 수 있습니다.로봇 프로그래머에게 로봇이 어떤 종류의 작업을 하는지, 로봇이 다른 로봇과 어떻게 상호작용하는지,[8] 그리고 오퍼레이터와 관련하여 어떻게 작동하는지 알려주는 것도 중요합니다.

로봇 장비의 적절한 유지 보수도 위험을 줄이기 위해 중요합니다.로봇을 유지 관리하면 로봇이 계속 올바르게 작동하므로 [8]오작동과 관련된 위험이 줄어듭니다.

규정

로봇 및 로봇 시스템에 관한 일부 기존 규정에는 다음이 포함됩니다.[6][8]

  • ANSI/RIA R15.06
  • OSHA 29 CFR 1910.333
  • OSHA 29 CFR 1910.147
  • ISO 10218
  • ISO/TS 15066
  • ISO/DIS 13482

외부 링크

레퍼런스

  1. ^ "Preventing the Injury of Workers by Robots". U.S. National Institute for Occupational Safety and Health. 1984-12-01. doi:10.26616/NIOSHPUB85103. Retrieved 2018-03-15.
  2. ^ Yang, Siying; Zhong, Yifan; Feng, Dawei; Li, Rita Yi Man; Shao, Xue-Feng; Liu, Wei (1 March 2022). "Robot application and occupational injuries: Are robots necessarily safer?". Safety Science. 147: 105623. doi:10.1016/j.ssci.2021.105623.
  3. ^ "IFR forecast: 1.7 million new robots to transform the world´s factories by 2020". International Federation of Robotics. 2017-09-27. Retrieved 2018-05-23.
  4. ^ a b c Murashov, Vladimir; Hearl, Frank; Howard, John (2016). "Working Safely with Robot Workers: Recommendations for the New Workplace". Journal of Occupational and Environmental Hygiene. 13 (3): D61–D71. doi:10.1080/15459624.2015.1116700. ISSN 1545-9624. PMC 4779796. PMID 26554511.
  5. ^ a b Zingman, Alissa; Earnest, G. Scott; Lowe, Brian D.; Branche, Christine M. (2017-06-15). "Exoskeletons in Construction: Will they reduce or create hazards?". NIOSH Science Blog. U.S. National Institute for Occupational Safety and Health. Retrieved 2018-03-15.
  6. ^ a b c d Vasic, M.; Billard, A. (May 2013). Safety issues in human-robot interactions. 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation. pp. 197–204. CiteSeerX 10.1.1.299.826. doi:10.1109/icra.2013.6630576. ISBN 978-1-4673-5643-5. S2CID 16352120.
  7. ^ a b Howard, John; Murashov, Vladimir; Branche, Christine M. (2018-01-01). "Unmanned aerial vehicles in construction and worker safety". American Journal of Industrial Medicine. 61 (1): 3–10. doi:10.1002/ajim.22782. ISSN 1097-0274. PMID 29027244.
  8. ^ a b c d e f g h "OSHA Technical Manual: Industrial Robots and Robot System Safety". U.S. Occupational Safety and Health Administration. Retrieved 2018-03-15.