JP5680225B2 - リスク測定システム及びリスク測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、工場等に設置する機械の安全性の監視を行うリスク測定システムに関する。

従来、機械類の安全性を実時間監視する技術はなく、安全ネットワークを使用した安全ＰＬＣについて実際のネットワークの応答時間に基づいてリスクを再評価している技術が開示されている（特許文献１参照）。

従来技術においては、安全ネットワークの実際の応答時間が使用状況によって変化することを前提に、その応答時間に基づく機械と安全センサ、スイッチの安全距離を再評価することを目的としている。また、それによりリスクの可視化や予防対策を可能としている。

特許第３７１６８０３号公報

しかしながら、従来技術は安全ネットワークを含む安全システムの状態から機械のリスクを再評価しているが、再評価は機械が対象であり、機械の近くにいる作業者を考慮していない。実際は、安全ネットワークの使用状況よりも、機械あるいは危険区域に作業者が近づいたときにリスクが増大する。従って、機械と安全機器の状態だけでなく、作業者の接近あるいは作業者の位置をリスク評価に用いるべきである。

また、機械のリスクだけでなく、作業者も含めたリスク状況を可視化し監視できれば、従来技術の安全センサが動作する以前に、作業者が接近しているため非常停止するかもしれない注意状態を警告することも可能となる。さらに、この監視記録から、「来年は注意状態を３割減の年間４０時間にする」といった労働安全衛生マネージメント（ＯＨＳＡＳ １８００１）の計画立案確認にも利用することができる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、機械の運転状況と作業者との位置関係を測定し、現在の作業者のリスクを実時間監視することを目的とする。さらに、そのリスクを連続的に記録して可視化することで、労働安全衛生マネージメントの対応を容易にするリスク測定システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、機械装置および作業者との距離を求める計測手段と、前記機械装置を制御する制御装置と、表示装置と、リスクによる被害の大きさ、運転モードによる前記機械装置へのアクセス頻度、およびリスクの回避性、に依存したリスク値を示すリスク表を有するリスク表データベースと、前記距離に基づいて求めた前記回避性、前記制御装置から取得した前記機械装置の前記運転モードに基づいて求めた前記アクセス頻度、および前記リスク表、に基づいて前記リスク値を得て、当該リスク値の時間的変化を記録し且つ前記表示装置に表示するリスク測定装置と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかるリスク測定装置により、使用中の機械設備の安全性指標をリアルタイムに計測、監視できるので、迅速な安全対策を施策できる。また、これらのデータは労働安全衛生の計画の確認、修正に利用でき、労働安全衛生マネージメントへの対応が容易になるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかるリスク測定システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１における「保守モード」におけるリスク表の例を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態２にかかるリスク測定システムの構成を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態３にかかるリスク測定システムの構成を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態５における「保守モード」におけるリスク表の例を示す図である。

以下に、本発明にかかるリスク測定システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるリスク測定システム１００の構成を示す図である。図１において、リスク測定システム１００は、作業者１１、ロボット等の機械装置１２、機械装置１２を制御する制御装置１３、機械装置１２と作業者１１を感知するセンサ１４、センサ１４に接続されたセンサ信号処理装置１５、制御装置１３およびセンサ信号処理装置１５にそれぞれ接続されたリスク測定装置１６、機械装置１２のリスクアセスメント結果としてのリスク表を保持したリスク表データベース１７、およびリスク測定装置１６に接続された表示機１８を備える。リスク表データベース１７はリスク測定装置１６に接続されている。

センサ１４は、作業者１１と機械装置１２の位置関係を測定し、センサ１４に接続した信号処理装置１５が作業者１１と機械装置１２との現在の距離Ｄを計算する。リスク測定装置１６は、制御装置１３より機械装置１２の現在の運転モードを取得し、センサ１４が監視している危険源である機械装置１２に関する現在の運転モードのリスク表をデータベース１７から取得する。リスク表には、その運転モード下でのアクセス頻度（Ｆ’）と、作業者１１と機械装置１２の距離Ｄごとのリスクの回避性（Ｐ’）をリスクアセスメント時に書き込んでおく。そして、現在のアクセス頻度（Ｆ’）とリスクの回避性（Ｐ’）を基にリスク表を調べ、その危険源である機械装置１２による作業者１１と機械装置１２の衝突というリスクに対する現在のリスク値を求める。

機械装置１２のリスクアセスメントでは、まず機械装置１２に潜む危険源を特定し、その危険源による被害の甚大さの程度を示すリスクによる被害の大きさ（Ｓ）、アクセス頻度（Ｆ）およびリスクの回避性（Ｐ）をパラメータとして、所与のリスク表から危険源のリスク値を求める。このとき、機械装置１２のすべての運転モード、例えば自動運転モードや保守モードも網羅するようにリスクアセスメントを実施すると決められている。例えばいま、機械装置１２が保守モードにあるとする。このとき、Ｓ（リスクによる被害の大きさ）はリスクアセスメント時の値と変わらない。またＦは、機械装置１２のライフサイクル全体におけるアクセス頻度ではなく、その運転モードにおける危険箇所たる機械装置１２へのアクセス頻度である。従って、Ｆとしては保守モードに対応するアクセス頻度が選択され、保守モード中は最高値(頻繁にアクセス：Ｆ＝「頻繁」)をとる。Ｐ（リスクの回避性）は機械装置１２と作業者１１の距離Ｄに依存し、距離Ｄが近いと回避性は低くなる。従って、機械装置１２の運転モードおよび機械装置１２と作業者１１の距離Ｄを測定することで、リスクアセスメント時の結果を参考に現時点のリスク値を求めることができる。

リスク測定装置１６は、このリスク値を連続的に記憶装置（図示せず）に記録する。表示機１８は、リスク測定装置１６が記憶装置に記憶させた記録に基づいて現在の機械装置１２のリスク値の表示、あるいは時系列を表示する。これにより、現在の機械装置１２のリスク値の監視および過去の履歴を調べることができる。即ち、機械装置１２のリスクをリアルタイムに監視、記録することができる。

次に、図２に示した保守モードにおけるリスク表に基づいたリスク値の求め方について説明する。図２のリスク表は、Ｓ（リスクによる被害の大きさ）、Ｆ（当該運転モードにおけるアクセス頻度）、Ｐ（リスクの回避性）のパラメータから構成される。リスク測定装置１６は、制御装置１３から機械装置１２の現在の運転モードを入手し、その運転モードのリスク表を選択する。図２は保守モードのリスク表が選択された場合を示している。このとき、Ｓ（リスクによる被害の大きさ）とＦ（当該運転モードにおけるアクセス頻度）はリスクアセスメント時に決めた固定値である。作業者１１と機械装置１２の衝突というリスクによって作業者１１は「重傷」になる可能性があるので、この場合Ｓ＝「重傷」となっている。ただし、ここでのＦは、上述したように、その運転モードにおける危険箇所たる機械装置１２へのアクセス頻度である。

作業者１１と機械装置１２との距離Ｄから、リスク表のＰ（リスクの回避性）の値（「回避不可」、「回避可」、または「回避確実」）を決め、リスク表から現在のリスク値を求める。なお、図２の中でリスク値は９０等の値を持っているが、４段階指標、１０段階指標、０〜１００等の数字あるいはレベルなどを用いて定義することができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２にかかるリスク測定システム２００の構成を示す図である。リスク測定システム２００においては、図１におけるセンサ１４に替えてレーザ測距センサ３４が備えられている。リスク測定システム２００の他の部分の構成は図１と同様である。本実施の形態においては、作業者１１と機械装置１２の位置関係を測定するのに、実施の形態１にて使用したセンサ１４による画像ではなく、レーザやレーダの反射を利用して作業者１１と機械装置１２ぞれぞれの位置を測定する。レーザ測距センサ３４からの信号に基づいて、実施の形態１と同様に、センサ信号処理装置１５が作業者１１と機械装置１２との距離Ｄを求める。この後、リスク値を求める手順は実施の形態１と同様である。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３にかかるリスク測定システム３００の構成を示す図である。本実施の形態においては、作業者１１と機械装置１２との距離Ｄの測定にＲＦ−ＩＤ（Radio Frequency IDentification）を用いる。図４においては、作業者１１なら袖や帽子などの先端部および機械装置１２の稼動部分先端に、例えばＲＦ−ＩＤ等の送信デバイス４１、４２を取り付け、アンテナ (アンテナセンサ)４４がその電波を受信し、アンテナ４４に接続されたセンサ信号処理装置１５が作業者１１と機械装置１２との距離Ｄを求める。リスク測定システム３００の他の部分の構成は図１および図３と同様である。距離Ｄを求めた後、リスク値を求める手順は実施の形態１および２と同様である。なお、送信デバイス４１、４２の代わりにアンテナを作業者１１の先端部および機械装置１２の稼動部分先端に取り付けてもよい。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４においては、実施の形態１と同様に図１に示すようなリスク測定システム１００の構成において、制御装置１３が機械装置１２の動作速度をリスク測定装置１６に送る。リスク測定装置１６は作業者１１と機械装置１２との距離Ｄと機械装置１２の動作速度から、リスクの回避性（Ｐ）を判断する。この場合のリスク表の例を図５に示す。図５は、保守モードのリスク表が選択された場合を示しており、この場合のＳ（リスクによる被害の大きさ）も「重傷」となっている。

距離Ｄと機械装置１２の動作速度から、作業者１１と機械装置１２が衝突するまでの時間Ｔを計算し、Ｔより図５のリスク表のリスクの回避性（Ｐ）を求め、そこから現在のリスク値を得る。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５においては、実施の形態１および４で示したように図２および図５のリスク表を用いてリスク値を求めるのではなく、例えばＳ（リスクによる被害の大きさ）、Ｆ（当該運転モードにおけるアクセス頻度）、Ｐ（リスクの回避性）それぞれを数値化して、その和算(Ｓ＋Ｆ＋Ｐ)あるいは積算（Ｓ×Ｆ×Ｐ）などの計算式によりリスク値を求める。

以上説明したように、本実施の形態にかかるリスク測定システムにおいては、リスク測定装置１６はリスクアセスメント結果に基づくリスク表をリスク表データベース１７に備える。リスク測定装置１６は、機械装置１２と作業者１１の距離Ｄを測定するセンサ１４等からの距離、および制御装置１３からの機械装置１２の運転モードを入力として、当該運転モードに応じたリスク表を選択し、現在のアクセス頻度Ｆと機械装置１２と作業者１１の距離Ｄから求めた回避性Ｐとに基づいて現在のリスク値を求める。さらに、求めたリスク値を表示装置１８に表示、あるいは記録装置に記録する。これにより、作業者１１と機械装置１２をリアルタイム監視して設計時のリスクアセスメント結果に基づいて現時点のリスクを連続的に測定する。すなわち、機械装置１２のリスクをリアルタイムで測定することが可能となる。

さらに、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

以上のように、本発明にかかるリスク測定システムは、現在の作業者のリスクを実時間監視することに有用であり、特に、作業者のリスクを連続的に記録して可視化することで、労働安全衛生マネージメントの対応を容易にすることに適している。

１１ 作業者
１２ 機械装置
１３ 制御装置
１４ センサ
１５ センサ信号処理装置
１６ リスク測定装置
１７ リスク表データベース
１８ 表示装置
３４ レーザ測距センサ
４１、４２ 送信デバイス
４４ アンテナ
１００、２００、３００ リスク測定システム

Claims (9)

1. 複数の運転モードを有する危険源である機械装置と作業者との距離を求める計測手段と、
   前記機械装置を制御する制御装置と、
   表示装置と、
   前記運転モードにおける前記機械装置による被害の大きさ、前記運転モードにおける前記機械装置へのアクセス頻度、およびリスクの回避性、に依存したリスク値を示すリスク表を前記運転モードごとに有するリスク表データベースと、
   前記制御装置から取得した前記運転モードの前記リスク表において、前記距離に基づいて求めた前記回避性および取得した前記運転モードにおける前記アクセス頻度に基づいて前記リスク値を得て、当該リスク値の時間的変化を記録し且つ前記表示装置に表示するリスク測定装置と、
   を備えることを特徴とするリスク測定システム。
2. 前記リスク測定装置は、前記回避性を前記制御装置から取得した前記機械装置の動作速度にも基づいて求める
   ことを特徴とする請求項１に記載のリスク測定システム。
3. 前記リスク測定装置は、前記距離と前記動作速度に基づいて計算した前記作業者と前記機械装置との衝突時間に基づいて前記回避性を求める
   ことを特徴とする請求項２に記載のリスク測定システム。
4. 前記計測手段は、センサ、および前記センサと前記リスク測定装置にそれぞれ接続した信号処理装置を含む
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のリスク測定システム。
5. 前記計測手段は、前記作業者および前記機械装置に取り付けた送信デバイスあるいはアンテナ、およびアンテナセンサを含み、ＲＦ−ＩＤにより前記距離を求める
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のリスク測定システム。
6. 複数の運転モードを有する危険源である機械装置による前記運転モードにおける被害の大きさ、前記運転モードにおける前記機械装置へのアクセス頻度、およびリスクの回避性、に依存したリスク値を示すリスク表を前記運転モードごとに有するリスク表データベースと接続し、
   前記機械装置を制御する制御装置から取得した前記運転モードの前記リスク表において、前記機械装置と作業者との距離に基づいて求めた前記回避性および取得した前記運転モードにおける前記アクセス頻度に基づいて前記リスク値を得て、当該リスク値の時間的変化を記録し且つ表示装置に表示する
   ことを特徴とするリスク測定装置。
7. 前記回避性を前記制御装置から取得した前記機械装置の動作速度にも基づいて求める
   ことを特徴とする請求項６に記載のリスク測定装置。
8. 前記距離と前記動作速度に基づいて計算した前記作業者と前記機械装置との衝突時間に基づいて前記回避性を求める
   ことを特徴とする請求項７に記載のリスク測定装置。
9. センサと接続した信号処理装置に接続され、
   前記センサおよび前記信号処理装置を含む計測手段が前記機械装置および前記作業者との距離を計測する
   ことを特徴とする請求項６、７または８に記載のリスク測定装置。

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