為確保可靠的性能和安全性，制造商、供應商、集成商和運營商需要根據一系列不同的標準評估和驗證機器人的合規性，并考慮特定應用的要求。自動導引車(AGV)和自動車輛系統對于自動化操作越來越不可或缺，因為它們提供全天候連續服務，并且可以靈活地分配給各種應用，它們對提高效率和生產力的貢獻是顯著的。
AGV是一種基于地面輸送機網絡的自動導引設備，其主要任務是在工業建筑內和公司場所內運輸物料，有助于自動化和優化物流流程。AGV車輛系統通常由以下元素組成：一輛或多輛自動導引車、主控制系統、位置確定和檢測設備、數據傳輸設備、基礎設施和外圍設備。然而，這種設備對人類員工可能構成潛在危害，隨著人類與AGV的互動增加，安全風險也在增加。
ISO 3691-4:2023 –“工業卡車 - 安全要求和驗證 - 第4部分：無人駕駛工業卡車及其系統”，是AGV和車輛系統方面最重要的國際標準，標志著自動駕駛汽車安全指南的重要進步。
01 了解AGV的相關標準
在機械安全方面，ISO和EN標準分為三種類型：
●A類：包含設計原則和一般方面的基本安全標準，可應用于所有機械。
●B類：涵蓋與各種機械相關的安全方面或保護裝置的成組安全標準。
● C類：對一種特定的機器或一組機器規定出詳細的安全要求。
C類標準優先于A類和B類標準。ISO 3691-4是C類標準，因為它包含特定類型機器的安全要求，適用于所有利益相關者——機械制造商、集成商和運營商。這確保了共同負責制定統一的AGV安全和風險管理方法。
ISO 3691-4概述了無人駕駛工業車輛及其系統的安全要求，以及如何檢查它們是否滿足這些要求。該標準于 2020 年 2 月首次發布，并于去年進一步更新，對機械行業來說仍然相對較新。
該標準定義了安全功能所需的性能水平，并描述了降低風險和驗證自動化功能的必要程序。因此，必須考慮三個關鍵方面：
● 操作環境(卡車操作和與員工互動的不同區域)
● 相關危害和風險
● 正確實施安全系統(保護)
舉個例子，在有人在場的操作區域內，AGV駛向機器時，存在“碰撞風險”。根據 ISO 3691-4，可以通過在AGV設計中使用三種安全措施來減輕這種風險：
● 人員檢測系統
● 速度控制系統
● 制動系統控制
在目前的實踐中，即使實際AGV操作區域內沒有人員，也會假設有人員的存在而施加速度限制。
同樣，在一個不允許人員進入的封閉區域內，AGV 最后接近機器進行對接時，可能會在兩個工業資產之間造成碰撞風險。這種不安全的對接事件風險可通過 AGV 設計中的兩項安全措施來降低：速度控制系統和停車制動系統控制。
02 確保實施有效的保護
雖然在封閉區域內不會對人員造成危害，但仍有必要采取措施保護工業資產免遭昂貴的損失。采用對環境敏感的安全方法可以實現財產保護的目標，同時提高系統效率。
運行環境的狀況對卡車的安全運行有重大影響。因此，在準備作業區時，必須按照標準附件 A 中的作業區準備要求來消除危險。
附件 B 列出了在卡車使用壽命期間必須考慮的所有重大危險、危險情況或危險事件。這不僅應包括機器在正常使用時的相關危險，還應包括制造商認為可合理預見的誤用情況。ISO 13849中針對不同安全功能的性能等級 (PL) 是基于此附件中列出的危險。
在設計安全功能時，必須考慮整個系統，以便考慮AGV多種功能之間的相互關系，優化安全性，并保護操作員和周圍的其他資產。例如，AGV的控制系統必須同時管理安全功能和非安全功能，因此必須考慮到某些安全功能不僅可能影響安全，還可能影響非安全功能。
機械安全標準定義了一系列一般物理危險，通常在類型認證過程中使用。然而，ISO 3691-4等現行標準并不是圍繞機器連接性和互操作性的概念設計的。雖然工業4.0 在多個領域降低了風險，但連接接口的范圍和靈活性也帶來了一系列新的風險問題。隨著生產設施變得越來越復雜，操作員必須管理一個包含多種相互依存關系的快速發展的系統，同時最大限度地減少停機時間。
當面臨駕馭復雜的新風險環境的挑戰時，有效的安全是一項關鍵挑戰。然而，將現有的風險評估標準應用于以多種交互和數據流為特征的動態工業4.0操作環境已變得越來越不可能。因此，機械制造商和最終用戶面臨著工作方法的重大轉變，這需要一種新的方法。
ISO 3691-4 標準使我們更進了一步，它與ISO 13849標準保持一致。該安全標準適用于機械控制系統中負責提供安全功能的部件。它對設計原則以及控制系統(硬件或軟件)安全相關部分的集成提出了安全要求和指導。因此，它為對整個 AGV 進行安全評估提供了寶貴的指導。
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