ISO 13849 คืออะไร? พร้อมคำอธิบาย – ดาวน์โหลด PDF ฉบับสมบูรณ์

1.0 บทนำ: ความสำคัญของความปลอดภัยของเครื่องจักร

ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ความปลอดภัยของเครื่องจักรถือเป็นสิ่งสำคัญในการปกป้องชีวิต การรับประกันความเสถียรของระบบ และการปฏิบัติตามข้อกำหนดทางกฎหมาย ISO 13849 ให้คำแนะนำทั่วโลกสำหรับการออกแบบและตรวจยืนยันชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของระบบควบคุม (SRP/CS) ซึ่งเป็นรากฐานทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับความปลอดภัยในการผลิตทางกล

2.0 ISO 13849 คืออะไร?

ISO 13849 เป็นมาตรฐานความปลอดภัยเชิงหน้าที่ที่เน้นการออกแบบชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของระบบควบคุมเครื่องจักร ประกอบด้วย 2 ส่วน ได้แก่

• ใบรับรอง ISO 13849-1:2023ส่วนที่ 1: หลักการทั่วไปสำหรับการออกแบบ ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย และแนวทางสำหรับการบูรณาการ SRP/CS
• ใบรับรอง ISO 13849-2ส่วนที่ 2: การตรวจสอบ ซึ่งให้วิธีการวิเคราะห์หรือทดสอบฟังก์ชันด้านความปลอดภัยและยืนยันระดับประสิทธิภาพ (PL) ที่ทำได้

ISO 13849 เป็นมาตรฐานที่อิงตามความเสี่ยง โดยจะกำหนดฟังก์ชันด้านความปลอดภัยที่จำเป็นตามการประเมินความเสี่ยง และระบุระดับประสิทธิภาพที่ฟังก์ชันเหล่านี้ต้องบรรลุเพื่อลดความเสี่ยงให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ มาตรฐานนี้ใช้ได้กับเครื่องจักรหลายประเภท รวมถึง เครื่องดัดเบรค, เครื่องปั้ม, เครื่องคลายม้วนสายการป้อน เครื่องฉีดพลาสติก อุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ และเครื่องตัด

2.1 มีอะไรใหม่ใน ISO 13849-1:2023

การปรับปรุงในปี 2023 ปรับปรุงทั้งโครงสร้างและความชัดเจน ทำให้การใช้งานมีความชัดเจนมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ ได้แก่:

• อัพเดตคำศัพท์: แทนที่ ส.รป./ส.ส. โดยมีคำว่า “ระบบย่อย” ตลอดทั้งมาตรฐานเพื่อความสอดคล้องและชัดเจน
• ปรับปรุงคำจำกัดความของฟังก์ชันความปลอดภัย: ชี้แจงโครงสร้างและเนื้อหาของฟังก์ชันด้านความปลอดภัยและข้อกำหนดด้านความปลอดภัย (SRS)
• คำแนะนำหมวดที่ 2 ที่ได้รับการปรับปรุง: ให้คำแนะนำโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมและการจัดการข้อผิดพลาดสำหรับระบบหมวด 2
• กระบวนการตรวจสอบแบบบูรณาการ: รวมการออกแบบและการตรวจสอบให้เป็นมาตรฐานเดียวด้วยการรวมขั้นตอนที่เคยอยู่ใน ISO 13849-2 ไว้ด้วยกัน
• มุ่งเน้นปัจจัยความน่าเชื่อถือให้มากขึ้น: เพิ่มความเน้นย้ำให้กับความล้มเหลวจากสาเหตุทั่วไป (CCF), ความน่าเชื่อถือของซอฟต์แวร์ และภูมิคุ้มกัน EMC
• ภาคผนวกที่ขยายพร้อมตัวอย่างเชิงปฏิบัติ: เพิ่มคำแนะนำในโลกแห่งความเป็นจริง รวมถึงการตรวจสอบซอฟต์แวร์ (ภาคผนวก N) และมาตรการรับมือ EMC (ภาคผนวก L)

3.0 อธิบายแนวคิดหลัก

ส.รป./ส.ส.:ชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของระบบควบคุม

ระดับผลงาน (PL):ระดับประสิทธิภาพความปลอดภัยตั้งแต่ PL a ถึง PL e

ระดับผลงานที่ต้องการ (PLr):PL ที่ต้องการกำหนดโดยการประเมินความเสี่ยง

พารามิเตอร์ที่สำคัญ:

• หมวดหมู่(การจำแนกประเภทสถาปัตยกรรมระบบ)
• จำนวน MTTF(เวลาเฉลี่ยในการล้มเหลวอันเป็นอันตราย)
• ค่าเฉลี่ย DC(ความครอบคลุมการวินิจฉัยโดยเฉลี่ย)
• ซีซีเอฟ(ความต้านทานต่อความล้มเหลวจากสาเหตุทั่วไป)
• ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของซอฟต์แวร์

4.0 ระดับประสิทธิภาพ (PL) กำหนดได้อย่างไร?

4.1 การประเมินความเสี่ยงตามกราฟ (ตามมาตรฐาน EN ISO 13849-1)

ความเสี่ยงได้รับการประเมินใน เอ็นไอเอสโอ 13849-1 โดยใช้กราฟความเสี่ยง โดยการประเมินจะพิจารณาจากเกณฑ์ 3 ประการ ดังนี้

1. ความรุนแรงของการบาดเจ็บ (S)
2. ความถี่และ/หรือการสัมผัสกับอันตราย (F)
3. ความเป็นไปได้ในการหลีกเลี่ยงอันตรายหรือจำกัดอันตราย (P)

ผลการประเมินครั้งนี้คือ ระดับประสิทธิภาพที่ต้องการ (PLr) สำหรับฟังก์ชันความปลอดภัยแต่ละรายการ ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อลดความเสี่ยงที่ระบุให้เหลือน้อยที่สุด

• พีแอล เอ สอดคล้องกับ ต่ำ ระดับความเสี่ยง,
• พีแอลอี สอดคล้องกับ สูง ระดับความเสี่ยง

4.2 พารามิเตอร์ความเสี่ยง

S – ความรุนแรงของการบาดเจ็บ

• เอสวัน = บาดเจ็บเล็กน้อย (โดยปกติสามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้)
• S2 = บาดเจ็บสาหัส (โดยปกติคือบาดเจ็บหรือเสียชีวิตซึ่งไม่อาจกลับคืนได้)

F – ความถี่และ/หรือการสัมผัสกับอันตราย

• เอฟวัน = ไม่ค่อยเกิดขึ้นหรือน้อยลง และ/หรือ ระยะเวลารับแสงสั้น
• เอฟทู = บ่อยครั้งถึงต่อเนื่อง และ/หรือ ระยะเวลารับแสงนาน

P – ความเป็นไปได้ในการหลีกเลี่ยงอันตรายหรือจำกัดอันตราย

• พี1 = เป็นไปได้ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ
• พีทู = แทบจะเป็นไปไม่ได้

4.3 ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อพารามิเตอร์ P (ความเป็นไปได้ในการหลีกเลี่ยง)

ความเป็นไปได้ในการหลีกเลี่ยงหรือจำกัดอันตราย (พี) จะขึ้นอยู่กับปัจจัย 5 ประการ ดังต่อไปนี้:

• การ ความเร็ว ที่ซึ่งเกิดอันตราย (เช่น อย่างรวดเร็ว หรือ ช้าๆ)
• ความเป็นไปได้ทางกายภาพ เพื่อหลีกเลี่ยงอันตราย (เช่น การหลบหนี)
• ประสบการณ์ความปลอดภัยเชิงปฏิบัติ เกี่ยวข้องกับกระบวนการหรือการดำเนินการ
• ไม่ว่าการดำเนินการจะดำเนินการโดย ผู้เชี่ยวชาญหรือผู้ที่ไม่ใช่มืออาชีพ
• ว่าการดำเนินการจะดำเนินการหรือไม่ มีหรือไม่มีการควบคุมดูแล

ตัวอย่าง: สำหรับฟังก์ชันการล็อคเพื่อความปลอดภัยในเครื่องปั๊มหรือเครื่องบรรจุภัณฑ์ ให้วิเคราะห์หลักการทำงาน ระบุ PLr ที่ต้องการ (เช่น PL d) และให้แน่ใจว่าระบบจะบรรลุระดับนี้ผ่านอินพุต เช่น MTTFd และ DCavg

5.0 การเปรียบเทียบ ISO 13849-1 กับ IEC 62061

ด้าน	ใบรับรอง ISO 13849-1	มอก.62061
เข้าใกล้	หมวดหมู่ + ระดับผลงาน (PL)	SIL (ระดับความสมบูรณ์ของความปลอดภัย)
ใช้ได้กับ	เครื่องจักร	ระบบอัตโนมัติที่ซับซ้อน
ความซับซ้อน	ค่อนข้างเรียบง่าย	มีประโยชน์สำหรับการวิเคราะห์ระบบเชิงลึก
การบูรณาการ	โครงสร้าง กำหนดเวลา การวินิจฉัยที่ครอบคลุม	ความน่าจะเป็นของการทำงานที่ประสบความสำเร็จ เวลาตอบสนอง

6.0 การแก้ไขที่สำคัญใน ISO 13849-1:2023

คำจำกัดความที่ชัดเจนยิ่งขึ้น โดยแทนที่ “SRP/CS” ด้วยคำศัพท์ “ระบบย่อย”

ยกระดับมาตรฐานข้อกำหนดด้านความปลอดภัย

คำจำกัดความที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ หมวด 2โดยเน้นให้เข้มข้นมากขึ้น ซีซีเอฟ

คำแนะนำด้านความปลอดภัยของซอฟต์แวร์ที่ได้รับการปรับปรุง (บทที่ 7)

การรวมเนื้อหาการตรวจสอบบางส่วนจาก ISO 13849-2 ลงในส่วนที่ 1

ภาคผนวกที่ขยายความ: CCF (ภาคผนวก F), EMC (ภาคผนวก L), ข้อกำหนดข้อกำหนดด้านความปลอดภัย (SRS, ภาคผนวก M), ตัวอย่างการตรวจสอบซอฟต์แวร์ (ภาคผนวก N)

7.0 คำแนะนำการนำไปปฏิบัติและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

สำหรับเครื่องจักรอัตโนมัติรอบสูง เช่น เครื่องคลายม้วน เครื่องดัด อุปกรณ์ป้อน และอุปกรณ์ตัดเลเซอร์ ขอแนะนำให้ฝังหลักการ ISO 13849 ไว้ในขั้นตอนการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าบุคลากรมีความปลอดภัยและเป็นไปตามข้อบังคับ:

พิจารณาฟังก์ชั่นความปลอดภัยจากขั้นตอนการออกแบบระบบควบคุมเบื้องต้น

หลีกเลี่ยงการพึ่งพาตัวควบคุมจุดเดียวมากเกินไป ให้แน่ใจว่ามีความร่วมมือระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่แข็งแกร่ง

รักษาเอกสารทางเทคนิคที่ครอบคลุมและสอดคล้องกันเพื่อแสดงให้เห็นถึงการปฏิบัติตาม

ใช้เครื่องมือปฏิบัติจริง เช่น ระบบ เพื่อการวิเคราะห์ความปลอดภัยของโครงสร้าง

8.0 ข้อถกเถียงและคำวิจารณ์ที่สำคัญของ ISO 13849-1:2023

แม้ว่าการแก้ไขในปี 2023 จะช่วยปรับปรุงโครงสร้างและการนำไปใช้ได้ แต่ความกังวลของอุตสาหกรรมหลายประการยังคงอยู่:

• ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอาจลดลงเนื่องจากวิธีการทางเทคนิคที่ยังพิสูจน์ไม่ได้
• ข้อกำหนดด้านการออกแบบสำหรับซอฟต์แวร์ฝังตัวที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัย (SRESW) เกินขอบเขต ซึ่งถือเป็นของ IEC 61508-3:2010
• PLC มาตรฐานขาดความซ้ำซ้อนและความสามารถในการวินิจฉัยสำหรับ PL สูง (PL c ขึ้นไป)
• แนวทางการประเมิน PL แบบ “ไม่มีข้อมูล” ขาดพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์
• วิธีการประเมินภูมิคุ้มกัน EMI ในภาคผนวก L (เส้นทาง C) อาจรับประกันความทนทานได้ไม่เพียงพอ
• การเปลี่ยนมาตรฐานที่ไม่สมบูรณ์ทำให้เกิดความสับสนในการใช้งาน

9.0 ทรัพยากร – EN ISO 13849 (PDF) มาตรฐานความปลอดภัยการทำงานด้านการควบคุมเครื่องจักร 

ดาวน์โหลดมาตรฐานอย่างเป็นทางการ ISO 13849-1:2023 (เวอร์ชัน EN ISO)

ดาวน์โหลดมาตรฐานอย่างเป็นทางการ ISO 13849-1:2012 (เวอร์ชัน EN ISO)

ดาวน์โหลดมาตรฐานข้อกำหนด VDMA 66413 VDMA

อ้างอิง

https://www.pilz.com/en-US/support/law-standards-norms/functional-safety/en-iso-13849-1

https://www.iso.org/standard/73481.html

https://knowledge.bsigroup.com/products/safety-of-machinery-safety-related-parts-of-control-systems-general-principles-for-design-5