KR101560516B1

KR101560516B1 - 리스크 측정 시스템

Info

Publication number: KR101560516B1
Application number: KR1020147019521A
Authority: KR
Inventors: 히로오 가나마루; 요시토모 아사노
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2015-10-14
Also published as: CN104039513A; JPWO2013105264A1; US20150006240A1; WO2013105264A1; KR20140103159A; JP5680225B2; DE112012005650T5; US10095991B2; CN104039513B; DE112012005650T8; DE112012005650B4

Abstract

실시 형태의 리스크 측정 시스템은, 기계 장치 및 작업자와의 거리를 구하는 계측 수단과, 상기 기계 장치를 제어하는 제어 장치와, 표시 장치와, 리스크에 의한 피해의 크기, 운전 모드에 따른 상기 기계 장치로의 액세스 빈도, 및 리스크의 회피성, 에 의존한 리스크값을 나타내는 리스크표를 가지는 리스크표 데이터 베이스와, 상기 거리에 기초하여 구한 상기 회피성, 상기 제어 장치로부터 취득한 상기 기계 장치의 상기 운전 모드에 기초하여 구한 상기 액세스 빈도, 및 상기 리스크표, 에 기초하여 상기 리스크값을 얻어, 당해 리스크값의 시간적 변화를 기록하고 또한 상기 표시 장치에 표시하는 리스크 측정 장치를 구비한다.

Description

리스크 측정 시스템{RISK MEASUREMENT SYSTEM}

본 발명은 공장 등에 설치하는 기계의 안전성의 감시를 행하는 리스크 측정 시스템에 관한 것이다.

종래, 기계류의 안전성을 실시간 감시하는 기술은 없고, 안전 네트워크를 사용한 안전 PLC에 대해 실제의 네트워크의 응답 시간에 기초하여 리스크를 재평가하고 있는 기술이 개시되어 있다(특허 문헌 1 참조).

종래 기술에 있어서는, 안전 네트워크의 실제의 응답 시간이 사용 상황에 따라서 변화하는 것을 전제로, 그 응답 시간에 기초하여 기계와 안전 센서, 스위치의 안전 거리를 재평가하는 것을 목적으로 하고 있다. 또, 이것에 의해 리스크의 가시화나 예방 대책을 가능하게 하고 있다.

특허 문헌 1: 일본국 특허 제3716803호 공보

그렇지만, 종래 기술은 안전 네트워크를 포함하는 안전 시스템의 상태로부터 기계의 리스크를 재평가하고 있지만, 재평가는 기계가 대상이며, 기계의 근처에 있는 작업자를 고려하고 있지 않다. 실제는, 안전 네트워크의 사용 상황보다도, 기계 혹은 위험 구역에 작업자가 가까워졌을 때에 리스크가 증대한다. 따라서, 기계와 안전 기기의 상태뿐만이 아니라, 작업자의 접근 혹은 작업자의 위치를 리스크 평가에 이용해야 하는 것이다.

또, 기계의 리스크 뿐만이 아니라, 작업자도 포함한 리스크 상황을 가시화하여 감시할 수 있으면, 종래 기술의 안전 센서가 동작하기 이전에, 작업자가 접근해 있기 때문에 비상 정지할지도 모르는 주의 상태를 경고하는 것도 가능해진다. 추가로, 이 감시 기록으로부터,「내년은 주의 상태를 3할 감소시킨 연간 40시간으로 함」과 같은 노동 안전 위생 매니지먼트(OHSAS 18001)의 계획 입안 확인에도 이용할 수 있다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 기계의 운전 상황과 작업자의 위치 관계를 측정하여, 현재의 작업자의 리스크를 실시간 감시하는 것을 목적으로 한다. 추가로, 그 리스크를 연속적으로 기록하여 가시화함으로써, 노동 안전 위생 매니지먼트의 대응을 용이하게 하는 리스크 측정 시스템을 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 기계 장치 및 작업자와의 거리를 구하는 계측 수단과, 상기 기계 장치를 제어하는 제어 장치와, 표시 장치와, 리스크에 의한 피해의 크기, 운전 모드에 따른 상기 기계 장치로의 액세스 빈도, 및 리스크의 회피성,에 의존한 리스크값을 나타내는 리스크표를 가지는 리스크표 데이터 베이스와, 상기 거리에 기초하여 구한 상기 회피성, 상기 제어 장치로부터 취득한 상기 기계 장치의 상기 운전 모드에 기초하여 구한 상기 액세스 빈도, 및 상기 리스크표,에 기초하여 상기 리스크값을 얻어, 당해 리스크값의 시간적 변화를 기록하고 또한 상기 표시 장치에 표시하는 리스크 측정 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 리스크 측정 장치에 의해, 사용 중인 기계 설비의 안전성 지표를 실시간(real time)으로 계측, 감시할 수 있으므로, 신속한 안전 대책을 시책 할 수 있다. 또, 이들 데이터는 노동 안전 위생의 계획의 확인, 수정에 이용할 수 있어, 노동 안전 위생 매니지먼트로의 대응이 용이해진다고 하는 효과를 달성한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 리스크 측정 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의「보수 모드」에 있어서의 리스크표의 예를 내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 리스크 측정 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 리스크 측정 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 5에 있어서의「보수 모드」에 있어서의 리스크표의 예를 내는 도면이다.

이하에, 본 발명에 따른 리스크 측정 시스템의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 리스크 측정 시스템(100)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 있어서, 리스크 측정 시스템(100)은 작업자(11), 로봇 등의 기계 장치(12), 기계 장치(12)를 제어하는 제어 장치(13), 기계 장치(12)와 작업자(11)를 감지하는 센서(14), 센서(14)에 접속된 센서 신호 처리 장치(15), 제어 장치(13) 및 센서 신호 처리 장치(15)에 각각 접속된 리스크 측정 장치(16), 기계 장치(12)의 리스크 어세스먼트(risk assessment) 결과로서의 리스크표를 유지한 리스크표 데이터 베이스(17), 및 리스크 측정 장치(16)에 접속된 표시기(18)를 구비한다. 리스크표 데이터 베이스(17)는 리스크 측정 장치(16)에 접속되어 있다.

센서(14)는 작업자(11)와 기계 장치(12)의 위치 관계를 측정하고, 센서(14)에 접속된 신호 처리 장치(15)가 작업자(11)와 기계 장치(12)의 현재 거리 D를 계산한다. 리스크 측정 장치(16)는 제어 장치(13)로부터 기계 장치(12)의 현재 운전 모드를 취득하고, 센서(14)가 감시하고 있는 위험원인 기계 장치(12)에 관련된 현재의 운전 모드의 리스크표를 데이터 베이스(17)로부터 취득한다. 리스크표에는, 그 운전 모드하에서의 액세스 빈도(F')와, 작업자(11)와 기계 장치(12)의 거리 D 마다의 리스크의 회피성(P')을 리스크 어세스먼트시에 기입해 둔다. 그리고 현재의 액세스 빈도(F')와 리스크의 회피성(P')을 기초로 리스크표를 조사하여, 그 위험원인 기계 장치(12)에 의한 작업자(11)와 기계 장치(12)의 충돌과 같은 리스크에 대한 현재의 리스크값을 구한다.

기계 장치(12)의 리스크 어세스먼트에서는, 우선 기계 장치(12)에 잠복하는 위험원을 특정하고, 그 위험원에 의한 피해의 중대함(greatness) 정도를 나타내는 리스크에 의한 피해의 크기(S), 액세스 빈도(F) 및 리스크의 회피성(P)을 파라미터로 하여, 주어진 리스크표로부터 위험원의 리스크값을 구한다. 이때, 기계 장치(12)의 모든 운전 모드, 예를 들면 자동 운전 모드나 보수 모드도 망라하도록 리스크 어세스먼트를 실시하는 것으로 정해져 있다. 예를 들면 지금, 기계 장치(12)가 보수 모드에 있는 것으로 한다. 이때, S(리스크에 의한 피해의 크기)는 리스크 어세스먼트시의 값과 다르지 않다. 또 F는, 기계 장치(12)의 라이프 사이클 전체에 있어서의 액세스 빈도가 아니고, 그 운전 모드에 있어서의 위험 개소(箇所)인 기계 장치(12)로의 액세스 빈도이다. 따라서 F로서는 보수 모드에 대응하는 액세스 빈도가 선택되어, 보수 모드 중에서는 최고값(빈번한 액세스：F=「빈번」)을 받는다. P(리스크의 회피성)는 기계 장치(12)와 작업자(11)의 거리 D에 의존하여, 거리 D가 가까우면 회피성은 낮아진다. 따라서 기계 장치(12)의 운전 모드 및 기계 장치(12)와 작업자(11)의 거리 D를 측정함으로써, 리스크 어세스먼트시의 결과를 참고하여 현시점의 리스크값을 구할 수 있다.

리스크 측정 장치(16)는 이 리스크값을 연속적으로 기억 장치(도시하지 않음)에 기록한다. 표시기(18)는 리스크 측정 장치(16)가 기억 장치에 기억시킨 기록에 기초하여 현재의 기계 장치(12)의 리스크값의 표시, 혹은 시계열을 표시한다. 이것에 의해, 현재의 기계 장치(12)의 리스크값의 감시 및 과거의 이력을 조사할 수 있다. 즉, 기계 장치(12)의 리스크를 실시간으로 감시, 기록할 수 있다.

다음으로, 도 2에 도시된 보수 모드에 있어서의 리스크표에 기초한 리스크값을 구하는 방법에 대해 설명한다. 도 2의 리스크표는, S(리스크에 의한 피해의 크기), F(당해 운전 모드에 있어서의 액세스 빈도), P(리스크의 회피성)의 파라미터로 구성된다. 리스크 측정 장치(16)는, 제어 장치(13)로부터 기계 장치(12)의 현재의 운전 모드를 입수하여, 그 운전 모드의 리스크표를 선택한다. 도 2는 보수 모드의 리스크표가 선택된 경우를 나타내고 있다. 이 때, S(리스크에 의한 피해의 크기)와 F(당해 운전 모드에 있어서의 액세스 빈도)는 리스크 어세스먼트시에 결정한 고정값이다. 작업자(11)와 기계 장치(12)의 충돌과 같은 리스크에 의해서 작업자(11)는 「중상」이 될 가능성이 있으므로, 이 경우 S=「중상」으로 되어 있다. 다만, 여기서의 F는, 상술한 것처럼, 그 운전 모드에 있어서의 위험 개소인 기계 장치(12)로의 액세스 빈도이다.

작업자(11)와 기계 장치(12)의 거리 D로부터, 리스크표의 P(리스크의 회피성)의 값(「회피 불가」,「회피 가능」, 또는「회피 확실」)을 결정하여, 리스크표로부터 현재 리스크값을 구한다. 또한, 도 2 중에서 리스크값은 90 등의 값을 가지고 있지만, 4단계 지표, 10단계 지표, 0~100 등의 숫자 혹은 레벨 등을 이용하여 정의할 수 있다.

실시 형태 2.

도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 리스크 측정 시스템(200)의 구성을 나타내는 도면이다. 리스크 측정 시스템(200)에 있어서는, 도 1에 있어서의 센서(14)를 대신하여 레이저 측거(測距) 센서(34)가 구비되어 있다. 리스크 측정 시스템(200)의 다른 부분의 구성은 도 1과 마찬가지이다. 본 실시 형태에 있어서는, 작업자(11)와 기계 장치(12)의 위치 관계를 측정하는데, 실시 형태 1에서 사용한 센서(14)에 의한 화상(畵像)이 아니라, 레이저나 레이더의 반사를 이용하여 작업자(11)와 기계 장치(12) 각각의 위치를 측정한다. 레이저 측거 센서(34)로부터의 신호에 기초하여, 실시 형태 1과 마찬가지로, 센서 신호 처리 장치(15)가 작업자(11)와 기계 장치(12)의 거리 D를 구한다. 이 후, 리스크값을 구하는 순서는 실시 형태 1과 마찬가지이다.

실시 형태 3.

도 4는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 리스크 측정 시스템(300)의 구성을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서는, 작업자(11)와 기계 장치(12)의 거리 D의 측정에 RF－ID(Radio Frequency IDentification)를 이용한다. 도 4에 있어서는, 작업자(11)의 소매나 모자 등의 선단(先端)부 및 기계 장치(12)의 가동(稼動) 부분 선단에, 예를 들면 RF－ID 등의 송신 디바이스(41, 42)를 장착하고, 안테나(안테나 센서)(44)가 그 전파를 수신하여, 안테나(44)에 접속된 센서 신호 처리 장치(15)가 작업자(11)와 기계 장치(12)의 거리 D를 구한다. 리스크 측정 시스템(300)의 다른 부분의 구성은 도 1 및 도 3과 마찬가지이다. 거리 D를 구한 후, 리스크값을 구하는 순서는 실시 형태 1 및 2와 마찬가지이다. 또한, 송신 디바이스(41, 42) 대신에 안테나를 작업자(11)의 선단부 및 기계 장치(12)의 가동 부분 선단에 장착해도 좋다.

실시 형태 4.

본 발명의 실시 형태 4에 있어서는, 실시 형태 1과 마찬가지로 도 1에 도시된 것과 같은 리스크 측정 시스템(100)의 구성에 있어서, 제어 장치(13)가 기계 장치(12)의 동작 속도를 리스크 측정 장치(16)에 보낸다. 리스크 측정 장치(16)는 작업자(11)와 기계 장치(12)의 거리 D와 기계 장치(12)의 동작 속도로부터, 리스크의 회피성(P)을 판단한다. 이 경우의 리스크표의 예를 도 5에 나타낸다. 도 5는 보수 모드의 리스크표가 선택된 경우를 나타내고 있고, 이 경우의 S(리스크에 의한 피해의 크기)도「중상」으로 되어 있다.

거리 D와 기계 장치(12)의 동작 속도로부터, 작업자(11)와 기계 장치(12)가 충돌할 때까지의 시간 T를 계산하고, T로 도 5의 리스크표의 리스크의 회피성(P)을 구하고, 그것으로부터 현재 리스크값을 얻는다.

실시 형태 5.

본 발명의 실시 형태 5에 있어서는, 실시 형태 1 및 4에서 제시한 것처럼 도 2 및 도 5의 리스크표를 이용하여 리스크값을 구하는 것이 아니라, 예를 들면 S(리스크에 의한 피해의 크기), F(당해 운전 모드에 있어서의 액세스 빈도), P(리스크의 회피성) 각각을 수치화하여, 그 합산(S＋F＋P) 혹은 적산(S×F×P) 등의 계산식에 의해 리스크값을 구한다.

이상 설명한 것처럼, 본 실시 형태에 따른 리스크 측정 시스템에 있어서는, 리스크 측정 장치(16)는 리스크 어세스먼트 결과에 기초한 리스크표를 리스크표 데이터 베이스(17)에 구비한다. 리스크 측정 장치(16)는 기계 장치(12)와 작업자(11)의 거리 D를 측정하는 센서(14) 등으로부터의 거리, 및 제어 장치(13)로부터의 기계 장치(12)의 운전 모드를 입력으로 하여, 당해 운전 모드에 따른 리스크표를 선택하고, 현재의 액세스 빈도 F와 기계 장치(12)와 작업자(11)의 거리 D로부터 구한 회피성 P에 기초하여 현재의 리스크값을 구한다. 추가로, 구한 리스크값을 표시 장치(18)에 표시, 혹은 기록 장치에 기록한다. 이것에 의해, 작업자(11)와 기계 장치(12)를 실시간 감시하여 설계시의 리스크 어세스먼트 결과에 기초하여 현시점의 리스크를 연속적으로 측정한다. 즉, 기계 장치(12)의 리스크를 실시간으로 측정하는 것이 가능해진다.

추가로, 본원 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변형하는 것이 가능하다. 또, 상기 실시 형태에는 여러 가지의 단계의 발명이 포함되어 있고, 개시되는 복수의 구성 요건에 있어서의 적당한 조합에 의해 여러 가지의 발명이 추출될 수 있다. 예를 들면, 실시 형태에 제시한 전 구성 요건으로부터 몇 개의 구성 요건이 삭제되어도, 발명이 해결하려고 하는 과제의 란에 기술한 과제를 해결할 수 있어, 발명의 효과의 란에 기술되어 있는 효과가 얻어지는 경우에는, 이 구성 요건이 삭제된 구성이 발명으로서 추출될 수 있다. 또한, 서로 다른 실시 형태에 걸친 구성요소를 적당히 조합해도 좋다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명에 따른 리스크 측정 시스템은, 현재의 작업자의 리스크를 실시간 감시하는 것에 유용하고, 특히, 작업자의 리스크를 연속적으로 기록하여 가시화함으로써, 노동 안전 위생 매니지먼트의 대응을 용이하게 하는 것에 적합하다.

11: 작업자
12: 기계 장치
13: 제어 장치
14: 센서
15: 센서 신호 처리 장치
16: 리스크 측정 장치
17:: 리스크표 데이터 베이스
18: 표시 장치
34: 레이저 측거 센서
41, 42: 송신 디바이스
44: 안테나
100, 200, 300: 리스크 측정 시스템

Claims

복수의 운전 모드를 가지는 위험원인 기계 장치와 작업자와의 거리를 구하는 계측 수단과,
상기 기계 장치를 제어하는 제어 장치와,
표시 장치와,
상기 운전 모드에 있어서의 상기 기계 장치에 의한 피해의 크기, 상기 운전 모드에 있어서의 상기 기계 장치로의 액세스 빈도, 및 리스크의 회피성, 에 의존한 리스크값을 나타내는 리스크표를 상기 운전 모드마다 가지는 리스크표 데이터 베이스와,
상기 제어 장치로부터 취득한 상기 운전 모드의 상기 리스크표로부터, 상기 거리에 기초하여 구한 상기 회피성 및 취득한 상기 운전 모드에 있어서의 상기 액세스 빈도에 기초하여 상기 리스크값을 얻어, 당해 리스크값의 시간적 변화를 기록하고 또한 상기 표시 장치에 표시하는 리스크 측정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 리스크 측정 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 리스크 측정 장치는, 상기 회피성을 상기 제어 장치로부터 취득한 상기 기계 장치의 동작 속도에도 기초하여 구하는 것을 특징으로 하는 리스크 측정 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 리스크 측정 장치는, 상기 거리와 상기 동작 속도에 기초하여 계산한 상기 작업자와 상기 기계 장치의 충돌 시간에 기초하여 상기 회피성을 구하는 것을 특징으로 하는 리스크 측정 시스템.
청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 계측 수단은 센서, 및 상기 센서와 상기 리스크 측정 장치에 각각 접속된 신호 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 리스크 측정 시스템.
청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 계측 수단은, 상기 작업자 및 상기 기계 장치에 장착한 송신 디바이스 혹은 안테나, 및 안테나 센서를 포함하고, RF－ID에 의해 상기 거리를 구하는 것을 특징으로 하는 리스크 측정 시스템.
복수의 운전 모드를 가지는 위험원인 기계 장치에 의한 상기 운전 모드에 있어서의 피해의 크기, 상기 운전 모드에 있어서의 기계 장치로의 액세스 빈도, 및 리스크의 회피성,에 의존한 리스크값을 나타내는 리스크표를 상기 운전 모드마다 가지는 리스크표 데이터 베이스와 접속하여,
상기 기계 장치를 제어하는 제어 장치로부터 취득한 상기 운전 모드의 상기 리스크표로부터 상기 기계 장치와 작업자와의 거리에 기초하여 구한 상기 회피성 및 취득한 상기 운전 모드에 있어서의 상기 액세스 빈도에 기초하여 상기 리스크값을 얻어, 당해 리스크값의 시간적 변화를 기록하고 또한 표시 장치에 표시하는 것을 특징으로 하는 리스크 측정 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 회피성을, 상기 제어 장치로부터 취득한 상기 기계 장치의 동작 속도에도 기초하여 구하는 것을 특징으로 하는 리스크 측정 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 거리와 상기 동작 속도에 기초하여 계산한 상기 작업자와 상기 기계 장치의 충돌시간에 기초하여 상기 회피성을 구하는 것을 특징으로 하는 리스크 측정 장치.
청구항 6, 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
센서와 접속한 신호 처리 장치에 접속되어,
상기 센서 및 상기 신호 처리 장치를 포함하는 계측 수단이 상기 기계 장치와 상기 작업자와의 거리를 계측하는 것을 특징으로 하는 리스크 측정 장치.