图片来源：TÜV SÜD
作者 | Stewart Robinson
自动导引车（AGV）和自动车辆系统对于自动化操作越来越不可或缺，企业应当了解在各种AGV应用场景中需要采用的标准和措施。
为确保可靠的性能和安全性，制造商、供应商、集成商和运营商需要根据一系列不同的标准评估和验证机器人的合规性，并考虑特定应用的要求。自动导引车（AGV）和自动车辆系统对于自动化操作越来越不可或缺，因为它们提供全天候连续服务，并且可以灵活地分配给各种应用，它们对提高效率和生产力的贡献是显着的。
AGV是一种基于地面输送机网络的自动导引设备，其主要任务是在工业建筑内和公司场所内运输物料，有助于自动化和优化物流流程。AGV车辆系统通常由以下元素组成：一辆或多辆自动导引车、主控制系统、位置确定和检测设备、数据传输设备、基础设施和外围设备。然而，这种设备对人类员工可能构成潜在危害，随着人类与AGV的互动增加，安全风险也在增加。
ISO 3691-4:2023 –“工业卡车 - 安全要求和验证 - 第4部分：无人驾驶工业卡车及其系统”，是AGV和车辆系统方面最重要的国际标准，标志着自动驾驶汽车安全指南的重要进步。
01
了解AGV的相关标准
在机械安全方面，ISO和EN标准分为三种类型：
• A类：包含设计原则和一般方面的基本安全标准，可应用于所有机械。
• B类：涵盖与各种机械相关的安全方面或保护装置的成组安全标准。
• C类：对一种特定的机器或一组机器规定出详细的安全要求。
C类标准优先于A类和B类标准。ISO 3691-4是C类标准，因为它包含特定类型机器的安全要求，适用于所有利益相关者——机械制造商、集成商和运营商。这确保了共同负责制定统一的AGV安全和风险管理方法。
ISO 3691-4概述了无人驾驶工业车辆及其系统的安全要求，以及如何检查它们是否满足这些要求。该标准于 2020 年 2 月首次发布，并于去年进一步更新，对机械行业来说仍然相对较新。
该标准定义了安全功能所需的性能水平，并描述了降低风险和验证自动化功能的必要程序。因此，必须考虑三个关键方面：
• 操作环境（卡车操作和与员工互动的不同区域）
• 相关危害和风险
• 正确实施安全系统（保护）
举个例子，在有人在场的操作区域内，AGV驶向机器时，存在“碰撞风险”。根据 ISO 3691-4，可以通过在AGV设计中使用三种安全措施来减轻这种风险：
• 人员检测系统
• 速度控制系统
• 制动系统控制
在目前的实践中，即使实际AGV操作区域内没有人员，也会假设有人员的存在而施加速度限制。
同样，在一个不允许人员进入的封闭区域内，AGV 最后接近机器进行对接时，可能会在两个工业资产之间造成碰撞风险。这种不安全的对接事件风险可通过 AGV 设计中的两项安全措施来降低：速度控制系统和停车制动系统控制。
02
确保实施有效的保护
虽然在封闭区域内不会对人员造成危害，但仍有必要采取措施保护工业资产免遭昂贵的损失。采用对环境敏感的安全方法可以实现财产保护的目标，同时提高系统效率。
运行环境的状况对卡车的安全运行有重大影响。因此，在准备作业区时，必须按照标准附件 A 中的作业区准备要求来消除危险。
附件 B 列出了在卡车使用寿命期间必须考虑的所有重大危险、危险情况或危险事件。这不仅应包括机器在正常使用时的相关危险，还应包括制造商认为可合理预见的误用情况。ISO 13849中针对不同安全功能的性能等级 (PL) 是基于此附件中列出的危险。
在设计安全功能时，必须考虑整个系统，以便考虑AGV多种功能之间的相互关系，优化安全性，并保护操作员和周围的其他资产。例如，AGV的控制系统必须同时管理安全功能和非安全功能，因此必须考虑到某些安全功能不仅可能影响安全，还可能影响非安全功能。
机械安全标准定义了一系列一般物理危险，通常在类型认证过程中使用。然而，ISO 3691-4等现行标准并不是围绕机器连接性和互操作性的概念设计的。虽然工业4.0 在多个领域降低了风险，但连接接口的范围和灵活性也带来了一系列新的风险问题。随着生产设施变得越来越复杂，操作员必须管理一个包含多种相互依存关系的快速发展的系统，同时最大限度地减少停机时间。
当面临驾驭复杂的新风险环境的挑战时，有效的安全是一项关键挑战。然而，将现有的风险评估标准应用于以多种交互和数据流为特征的动态工业4.0操作环境已变得越来越不可能。因此，机械制造商和最终用户面临着工作方法的重大转变，这需要一种新的方法。
ISO 3691-4 标准使我们更进了一步，它与ISO 13849标准保持一致。该安全标准适用于机械控制系统中负责提供安全功能的部件。它对设计原则以及控制系统（硬件或软件）安全相关部分的集成提出了安全要求和指导。因此，它为对整个 AGV 进行安全评估提供了宝贵的指导。
关键概念：
■ 当面临驾驭复杂的新风险环境的挑战时，有效的安全是一项关键挑战。
■ ISO 3691-4概述了无人驾驶工业车辆及其系统的安全要求，以及如何检查它们是否满足这些要求。
思考一下：
您的工厂在确保AGV安全运行方面采用了哪些措施？
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▲本文来自于控制工程中文版杂志（CONTROL ENGINEERING China）2024年7月刊《聚焦机器自动化》栏目：如何确保自动导引车的安全？
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