ГОСТ Р 60.2.3.2-2022 (ISO/TR 23482-2:2019). Национальный стандарт Российской Федерации. Роботы и робототехнические устройства. Сервисные роботы по персональному уходу. Руководство по применению ГОСТ Р 60.2.2.1-2016

(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 25.04.2022 № 222-ст)

Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 апреля 2022 г. № 222-ст

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОБОТЫ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

СЕРВИСНЫЕ РОБОТЫ ПО ПЕРСОНАЛЬНОМУ УХОДУ

ОКС 25.040.30

Дата введения 1 октября 2022 года

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным автономным научным учреждением «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ЦНИИ РТК) совместно с Обществом с ограниченной ответственностью «Открытая Робототехника» (ООО «Открытая Робототехника») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии документа, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 141 «Робототехника»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 апреля 2022 г. № 222-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному документу ISO/TR 23482-2:2019 «Робототехника. Применение ИСО 13482. Часть 2. Руководство по применению» (ISO/TR 23482-2:2019 «Robotics — Application of ISO 13482 — Part 2: Application guidelines», MOD) путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Требования стандартов комплекса ГОСТ Р 60 распространяются на роботов и робототехнические устройства. Их целью является повышение интероперабельности роботов и их компонентов, а также снижение затрат на их разработку, производство и обслуживание за счет стандартизации и унификации процессов, интерфейсов, узлов и параметров.

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 представляют собой совокупность отдельно издаваемых стандартов. Стандарты данного комплекса относятся к одной из следующих тематических групп: «Общие положения, основные понятия, термины и определения», «Технические и эксплуатационные характеристики», «Безопасность», «Виды и методы испытаний», «Механические интерфейсы», «Электрические интерфейсы», «Коммуникационные интерфейсы», «Методы моделирования и программирования», «Методы построения траектории движения (навигация)», «Конструктивные элементы». Стандарты любой тематической группы могут относиться как ко всем роботам и робототехническим устройствам, так и к отдельным группам объектов стандартизации — промышленным роботам в целом, промышленным манипуляционным роботам, промышленным транспортным роботам, сервисным роботам в целом, сервисным манипуляционным роботам, сервисным мобильным роботам, а также к морским робототехническим комплексам.

Настоящий стандарт относится к тематической группе «Виды и методы испытаний» и распространяется на сервисных роботов по персональному уходу.

- нормативные ссылки на международные стандарты заменены на соответствующие идентичные национальные и межгосударственные стандарты;

- в разделе 3 определения терминов приведены в соответствии с идентичными национальными стандартами;

- из подраздела 6.2 исключен пример, в котором приведены сведения из технического отчета, выпущенного в США;

• в библиографию не включены ссылки на международные стандарты, которым соответствуют идентичные национальные и межгосударственные стандарты, приведенные в разделе 2 настоящего стандарта.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает руководство по применения ГОСТ Р 60.2.2.1 и предназначен для изготовителей роботов с целью облегчить проектирование сервисных роботов по персональному уходу в соответствии с требованиями ГОСТ Р 60.2.2.1. Данное руководство предназначено в первую очередь для пользователей, имеющих недостаточный опыт в оценке риска и снижении риска, и содержит пояснения и руководство по использованию новых терминов и требований безопасности, установленных для обеспечения тесного взаимодействия между человеком и роботом, а также контактов между ними, включая мобильных обслуживающих роботов, роботов для оказания физической помощи и роботов для перевозки людей. Настоящий стандарт определяет применение ГОСТ Р 60.2.2.1 ко всем типам сервисных роботов и содержит соответствующие примеры.

2 Нормативные ссылки

ГОСТ ISO/IEC 17025 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

ГОСТ IEC 60204-1 Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования

ГОСТ IEC 60335-2-29 Бытовые и аналогичные электрические приборы. Безопасность. Часть 2-29. Дополнительные требования к зарядным устройствам батарей

ГОСТ Р 60.0.2.1 Роботы и робототехнические устройства. Общие требования по безопасности

ГОСТ Р 60.1.2.1 Роботы и робототехнические устройства. Требования по безопасности для промышленных роботов. Часть 1. Роботы

ГОСТ Р 60.1.2.2 Роботы и робототехнические устройства. Требования по безопасности для промышленных роботов. Часть 2. Робототехнические системы и их интеграция

ГОСТ Р 60.2.2.1-2016/ИСО 13482:2014 Роботы и робототехнические устройства. Требования безопасности для роботов по персональному уходу

ГОСТ Р МЭК 60601-1 Изделия медицинские электрические. Часть 1. Общие требования безопасности с учетом основных функциональных характеристик

ГОСТ Р МЭК 62061 Безопасность оборудования. Функциональная безопасность систем управления электрических, электронных и программируемых электронных, связанных с безопасностью

ГОСТ Р МЭК 62133-1 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности портативных герметичных аккумуляторов и батарей из них при портативном применении. Часть 1. Системы на основе никеля

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

3.2

3.5

3.7 медицинский робот (medical robot): Робот, предназначенный для использования в качестве медицинского электрического оборудования или медицинской электрической системы.

Примечание — Термины «медицинское электрическое оборудование» и «медицинская электрическая система» определены в ГОСТ Р МЭК 60601-1.

3.8 робот для домашних работ (household robot): Исполнительный механизм с определенной степенью автономности, функционирующий в домашней или подобной ей внешней среде с целью выполнения задач по назначению.

Примечание - Функционирование включает перемещение и/или движение корпуса робота.

4 Указания по области применения ГОСТ Р 60.2.2.1, нестыковкам и перекрытиям с другими стандартами

4.1 Общие положения

В данном разделе представлены типы роботов и их применения, относящиеся к области применения ГОСТ Р 60.2.2.1. Кроме того, в данном разделе приведены сведения о нестыковках и перекрытиях со стандартами, относящимися к похожим изделиям, таким как промышленные роботы, медицинские роботы и легкие электрические транспортные средства.

4.2 Указание по определению сервисных роботов

К сервисным роботам относят разные категории роботов, выполняющих полезную работу для людей или оборудования. На рисунке 1 приведены категории роботов, соответствующих определению сервисного робота, и показано, как они соотносятся с другими областями применения.

Термин «сервисный робот» относится к большинству разновидностей роботов, за исключением промышленных роботов, как показано на рисунке 1. Разные юридические и законодательные требования применимы к разным категориям роботов, и одной из первоочередных задач изготовителя при коммерциализации робота является установление категории роботов, к которой относится разрабатываемый робот. Категории роботов, представляющие интерес для изготовителей роботов на дату публикации ГОСТ Р 60.2.2.1, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Сводка выбранных категорий роботов

ГОСТ Р 60.0.2.1 устанавливает общие требования безопасности применительно к любым типам роботов, ГОСТ Р 60.1.2.1 и ГОСТ Р 60.1.2.2 устанавливают требования безопасности для промышленных роботов и робототехнических комплексов, а ГОСТ Р 60.2.2.1 устанавливает требования безопасности для сервисных роботов по персональному уходу.

4.3 Указание по определению роботов по персональному уходу

Роботы по персональному уходу относятся к области применения ГОСТ Р 60.2.2.1. Они представляют подмножество сервисных роботов, повышающих качество жизни пользователей через непосредственное взаимодействие.

Требования ГОСТ Р 60.2.2.1 применимы к роботам по персональному уходу, которые повышают качество жизни людей независимо от их особенностей, возраста или пола (например, детей, престарелых людей, беременных женщин). Так как область применения роботов по персональному уходу достаточно широка, то лишь небольшая ее часть охватывалась рынком на время публикации ГОСТ Р 60.2.2.1. Учитывая существующий рынок, в ГОСТ Р 60.2.2.1 выбраны три наиболее коммерциализированных типов роботов по персональному уходу и определены требования безопасности конкретно для этих трех типов роботов, допуская при этом применение установленных требований к другим типам роботов по персональному уходу. Этими тремя типами роботов являются мобильный обслуживающий робот, робот для оказания физической помощи и робот для перевозки человека.

Повышение качества жизни, обеспечиваемое каждым из этих трех типов роботов, заключается в следующем:

• мобильные обслуживающие роботы обеспечивают своим пользователям сервисы, к которым относится предоставление информации, а также доставка разных объектов. Роль мобильных обслуживающих роботов можно сравнить с обслуживающим персоналом, таким как горничные, официанты, секретари или администраторы;
• роботы по оказанию физической помощи помогают человеку выполнять работу с помощью физической поддержки движений, включая поддержку веса пользователя, а также увеличение силы мускулов;
• роботы для перевозки человека транспортируют пользователей. Данные роботы могут быть спроектированы для перевозки одного человека или небольшой группы людей с ограниченной скоростью, как правило, в пешеходных зонах.

Некоторые роботы по персональному уходу совмещают свойства двух или более типов роботов, определенных в ГОСТ Р 60.2.2.1. К таким гибридным видам роботов относят следующие:

• экзоскелет, перевозящий человека (гибрид робота для оказания физической помощи и робота для перевозки человека);
• робот для перевозки человека, манипулирующий предметами и взаимодействующий с людьми (гибрид мобильного обслуживающего робота и робота для перевозки человека).

Для подобных гибридных роботов по персональному уходу важно тщательно определить все относящиеся к ним требования безопасности, свойственные двум или более типам роботов.

Одной из особенностей ГОСТ Р 60.2.2.1 по сравнению с ГОСТ Р 60.1.2.1 является физический диапазон риска при применении робота (см. ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.1.1). Диапазон применения промышленных роботов включает риски от низкого до высокого уровня, но большинство применений имеют высокий уровень риска. Роботы по персональному уходу имеют тенденцию к более непосредственному физическому контакту с людьми, чем промышленные роботы, поэтому на время публикации ГОСТ Р 60.2.2.1 существовала тенденция для изготовителей создавать больше роботов с низким уровнем риска. Данная тенденция на рынке роботов по персональному уходу отражена в форме интенсивного производства роботов с низким уровнем риска.

4.4 Указание по различию между роботами по персональному уходу и другими роботами

Существует несколько известных пересечений между ГОСТ Р 60.2.2.1 и другими стандартами. Такие пересечения допускают более двух интерпретаций категории робота применительно к одному роботу. Для минимизации двойных интерпретаций категория робота должна быть определена на основе использования рассматриваемого робота по назначению. Назначения четырех самых распространенных на рынке категорий роботов представлены в таблице 1. Ниже приведены примеры идентификации категории робота на основе его назначения:

- носимый робот для диагностики, лечения или обследования пациента, либо для компенсации или облегчения заболевания, травмы или недееспособности считают «медицинским роботом» (см. ГОСТ Р МЭК 60601-1). Такой же носимый робот может быть отнесен к категории «роботов для оказания физической помощи» (ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 3.15), если его используют иначе, например, робот-экзоскелет, помогающий медицинскому работнику переносить пациента;

- мобильный робот для транспортировки деталей на сборочную линию может быть отнесен к категории «робот, используемый в промышленной среде». Такой же робот может быть отнесен к категории «мобильный обслуживающий робот» (ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 3.14), если его используют иначе, например, в качестве мобильного робота для поиска и доставки предметов в домашних условиях;

• носимый робот, помогающий заводскому рабочему при установке двери автомобиля в производственном помещении, может быть отнесен к категории «робот, используемый в промышленной среде». Такой же робот может быть отнесен к категории «робот для оказания физической помощи», если его используют иначе, например, чтобы минимизировать усталость заводского рабочего, не выполняющего задач промышленной автоматизации.

Как правило, в интересах изготовителя роботов определить единственную категорию, к которой принадлежит конкретный робот. При этом только необходимо выполнить требования безопасности для данной категории и избежать противоречащих требований других стандартов. Если конкретный робот может быть отнесен к нескольким типам, то изготовитель выбирает тип робота, его использование по назначению, условия использования и ограничения на использование.

Если робот предназначен для использования в разных целях, то обычно данный робот считают относящимся к нескольким типам роботов. Одним из примеров является автономный мобильный робот, способный приносить еду и напитки («мобильный обслуживающий робот»), а также координировать и раздавать лекарства пациентам («медицинский робот»). В данном случае следует рассмотреть, как стандарты, применимые к медицинским приборам, так и стандарты для машин и механизмов.

Примечание — Если робот спроектирован так, что его программное обеспечение может быть изменено, то важно, чтобы изготовитель определил границы использования и выбрал применимые стандарты безопасности в соответствии с процессом оценки риска. Если изменение программного обеспечения приводит к нарушению установленных границ (например к использованию немедицинского робота для выполнения медицинских задач), то сторона, ответственная за такое изменение, выполняет новую оценку риска в соответствии с ГОСТ ISO 12100 (или другого применимого стандарта).

Ниже приведены примеры, показывающие необходимость выяснения ограничений роботов по персональному уходу и других изделий:

- к транспортному средству без водителя, которое может быть классифицировано как робот для перевозки человека, если его скорость ограничена 20 км/час, применимы требования ГОСТ Р 60.2.2.1;

- к роботу для перевозки человека, классифицируемому как транспортное средство, если он используется на общественных дорогах, применимы нормы для транспортных средств;

Примечание — Для определения применимости стандартов в случае конфликта требований, изготовитель для уточнения ограничений может запросить консультацию у третьей стороны, уполномоченной оказывать консультационные услуги. Такие услуги могут оказывать организации, аккредитованные в соответствии с ГОСТ ISO/IEC 17025.

Разумно прогнозируемые неправильные использования идентифицируют при оценке риска в соответствии с ГОСТ ISO 12100. Конструкция робота может быть изменена, чтобы снизить вероятность предсказуемых неправильных использований. Если их не удается исключить, то следует определить использования по назначению и ограничения на использование робота по персональному уходу.

5 Концепции, содержащиеся в ГОСТ Р 60.2.2.1

5.1 Общие положения

В ГОСТ Р 60.2.2.1 рассмотрены проблемы безопасности, отличающиеся от проблем безопасности, относящихся к медицинским и промышленным роботам. К основным различиям между роботами по персональному уходу и другими типами роботов относятся следующие:

• роботы по персональному уходу обычно являются мобильными и работают среди людей без разделительных ограждений;
• взаимодействия между человеком и роботом, включая физические контакты, часто являются существенной частью заданий, выполняемых роботом;
• роботы по персональному уходу часто имеют некоторую степень автономности, что позволяет им действовать и принимать решения без вмешательства человека.

5.2 Взаимодействие без ограждений

Роботов по персональному уходу обычно проектируют для работы среди людей, разделяя с ними общее рабочее пространство. Кроме того, роботы по персональному уходу обычно являются мобильными. В результате защитные устройства обычно устанавливают на роботе по персональному уходу или они могут быть интегрированы с ним, но не устанавливают во внешней среде. Рабочие зоны и зоны, защищенные защитными устройствами, а также функции безопасности определяют относительно мобильного персонального робота.

Благодаря более тесному взаимодействию с людьми, защитная остановка не считается единственной возможностью достичь безопасного состояния. Большую гибкость можно достичь, если робот регулирует свою скорость в зависимости от расстояния и относительной скорости препятствий. Чтобы обеспечить безопасное взаимодействие, могут быть применены функции безопасности, такие как управление скоростью, связанное с безопасностью, и исключение столкновений. Требования к характеристикам системы управления такими функциями безопасности приведены в ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.4 и 6.5.

5.3 Намеренный физический контакт

Физический контакт с пользователем часто необходим для выполнения задания роботом по персональному уходу. Это особенно свойственно роботам для оказания физической помощи, у которых усилия прикладываются непосредственно к частям тела человека, но это также присуще роботам для перевозки человека, которые находятся в постоянном контакте с перевозимым ими человеком. Мобильные обслуживающие роботы имеют временный физический контакт, например, при передаче предметов.

При проектировании робота и оценке риска важно, чтобы разработчик делал различие между намеренной и ненамеренной формами физического контакта. Для намеренного контакта важно ограничить контактные усилия и удары до уровня, позволяющего взаимодействовать с пользователем без боли или дискомфорта. Стратегию или процесс обычно разрабатывают для управляемого вхождения в физический контакт и выхода из него. Важно избегать ненамеренного контакта, особенно нанесения вреда при столкновениях и защемлениях с большой силой или с ударом.

Требования к характеристикам системы управления функцией управления усилием, связанной с безопасностью, которые следует соблюдать, чтобы обеспечить допустимое физическое взаимодействие, установлены в ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.6.

5.4 Автономные функции

Роботов по персональному уходу во многих случаях наделяют автономными функциями. ГОСТ Р 60.2.2.1 делает различие между автономной и полуавтономной работой (см. ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.10). В автономном режиме частота взаимодействия с человеком очень низка, например, когда мобильный обслуживающий робот самостоятельно выполняет такую работу по дому, как уборка или приготовление напитков. В полуавтономном режиме пользователь и робот взаимодействуют часто, но человек не управляет роботом напрямую.

Пример - Пользователь управляет основным направлением движения робота для перевозки человека, при этом робот самостоятельно осуществляет обход препятствий и управление устойчивостью.

Так как уровень автономности роботов по персональному уходу все еще достаточно низок и часто ограничен простыми автономными решениями, ГОСТ Р 60.2.2.1 предполагает, что изготовитель несет полную ответственность за автономные действия робота. Робот не может сам отвечать за свои действия, не может и пользователь отвечать за вред, нанесенный автономными решениями при использовании робота по назначению. Важно, чтобы изготовитель робота по персональному уходу тщательно обдумал, какие действия и решения могут быть выполнены роботом автономно без какого-либо неприемлемого риска нанесения вреда. Дальнейшее руководство по данной проблеме приведено в ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 5.12.

Ожидается, что в дальнейшем автономность роботов по персональному уходу будет возрастать и содержать более сложные автономные действия и решения. Поэтому вероятно, что соответствующий раздел ГОСТ Р 60.2.2.1 будет расширен в будущих редакциях.

6 Методология

6.1 Методология ГОСТ Р 60.2.2.1 по снижению риска в контексте других стандартов безопасности

Процесс оценки риска и снижения риска показан на рисунке 2, который модифицирован относительно ГОСТ ISO 12100-2013, рисунок 1, внесением дополнительной информации для пользователей ГОСТ Р 60.2.2.1, включая приоритет порядка применения мер по снижению риска.

Рисунок 2 — Схематичное представление процесса снижения риска с дополнительной информацией для пользователей ГОСТ Р 60.2.2.1

Как показано на рисунке 2, первым шагом является определение ограничений робота и тем самым внешней среды, а также использование контекста или приложения, в котором работает робот. На основании этих ограничений выполняют идентификацию опасностей и предварительную оценку риска, связанного с идентифицированными опасностями. Снижение риска необходимо, если оценка степени риска показала, что риск снижен недостаточно. Ответственностью изготовителя является определение приемлемого риска. Приемлемый риск можно трактовать как уровень риска, принятый в данном контексте на основе текущих ценностей общества.

Снижение риска выполняют в соответствии с трехэтапным методом, показанным на рисунке 2, для всех рисков, по которым необходимо снижение риска. Первым этапом является снижение риска с помощью мер конструирования с встроенной безопасностью. Второй этап (снижение риска с помощью ограждений или дополнительных защитных мер) может быть выполнен только в том случае, если первый этап не применим или необходимое снижение риска не может быть достигнуто применением мер первого этапа. Третий этап также не применяют без выполнения первого и второго этапов.

Процесс снижения риска всегда является итеративным. После применения всех мер, остаточный риск снова оценивают для определения того, снижен ли риск в достаточной степени. Данные этапы повторяют до тех пор, пока все остающиеся риски не будут снижены в достаточной степени.

При идентификации опасностей в качестве контрольного перечня следует использовать список существенных опасностей, представленный в ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, приложение A. Данный список не является исчерпывающим и не обязательно учитывает все опасности, связанные с конкретным роботом по персональному уходу. В качестве дополнения для идентификации менее общих опасностей можно использовать более широкий список опасностей, представленный в ГОСТ ISO 12100-2013, приложение B.

ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, раздел 5, структурирован так, что соответствующие меры для трех этапов снижения риска представлены для каждой конкретной опасности в последующих подразделах следующим образом:

• 5.X.2 Конструкция со встроенной безопасностью;
• 5.X.3 Основные и дополнительные защитные меры;
• 5.X.4 Информация по использованию.

Это позволяет пользователю принять во внимание все возможные меры по снижению риска и выбрать надлежащие меры в соответствии с приоритетами, определенными в ГОСТ ISO 12100.

Примечание — Другие меры помимо тех, которые приведены в ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 5.X.2 — 5.X.4, могут быть выбраны для снижения риска, если они считаются подходящими.

Когда для снижения риска применяют функции безопасности, используя часть системы управления, связанную с безопасностью, применяют ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, раздел 6, с каждой функцией безопасности, реализуемой с достаточно высоким уровнем эффективности защиты (УЭЗ). Определения УЭЗ и категорий архитектуры управления даны в ГОСТ ISO 13849-1. Перед применением ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, раздел 6, пользователям настоятельно рекомендуется ознакомиться с принципами и методологией, описанными в ГОСТ ISO 13849-1.

Примечание — В настоящем стандарте УЭЗ используется для оценки системы управления, связанной с безопасностью, в соответствии с ГОСТ ISO 13849-1. Однако, уровень полноты безопасности (УПБ), определенный в ГОСТ Р МЭК 62061, также может быть применен для той же цели.

ГОСТ Р 60.2.2.1 требует, чтобы требуемый уровень эффективности защиты для конкретной функции безопасности определялся с помощью оценки риска с учетом ожидаемой вероятности и серьезности вреда. ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, раздел 6, содержит рекомендации по УЭЗ для типичных функций безопасности типичных типов роботов. Однако, рекомендации в ГОСТ Р 60.2.2.1 служат только в качестве руководства и не являются заменой для пользователей при определении УЭЗт для их конкретных роботов. По сравнению с рекомендуемым УЭЗ, УЭЗт, установленный пользователем, может быть выше или ниже.

Если УЭЗт установлен выше, то конкретный робот по персональному уходу имеет более высокие риски, чем риски для типичных примеров роботов по персональному уходу, показанные в ГОСТ Р 60.2.2.1. Изготовителю необходимо выполнить все требования ГОСТ ISO 13849-1 для снижения этих более высоких рисков.

Если УЭЗт установлен ниже, то конкретный робот по персональному уходу может иметь более низкие риски, чем риски для типичных примеров роботов по персональному уходу, показанные в ГОСТ Р 60.2.2.1. Однако, необходимо подтвердить, что существуют веские причины для данного результата предварительной оценки риска. Эти причины должны быть тщательно задокументированы в технической документации данного робота для дальнейшего анализа.

Ожидаемые функции управления, связанные с безопасностью, роботов по персональному уходу использованы в качестве заголовков из ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.2 - 6.11. В каждом подразделе приведены требования к системе управления, связанной с безопасностью, с ожидаемым УЭЗ.

ГОСТ Р 60.2.2.1 разделяет каждый тип роботов на подтип с высоким риском и подтип с низким риском для каждого примера типа робота. Выбор какого-либо подтипа определяет разные рекомендации для УЭЗт, которые обычно основываются на выборе высокой или низкой ожидаемой суровости графика соответствующего риска. Данная дифференциация служит дополнительным руководством для пользователя. Однако, это не является заменой выполнения оценки риска для определения УЭЗт для каждой функции безопасности. На практике, робот, который на первый взгляд кажется соответствующим определению «с низким риском», может потребовать функций безопасности с высоким УЭЗ после тщательной проверки. Подтип робота может быть изменен с помощью реализации мер по конструированию со встроенной безопасностью.

6.2 Подход, адаптированный для рабочих примеров

Раздел 7 содержит рабочие примеры по формированию руководства для следующих случаев:

• последовательность шагов по оценке риска и генерации таблицы оценки риска;
• применение методологии снижения риска, установленной в ГОСТ ISO 12100;
• применение УЭЗ безопасности для функции системы управления, связанной с безопасностью, в соответствии с ГОСТ ISO 13849-1;
• соответствие конкретным требованиям безопасности по ГОСТ Р 60.2.2.1.

Каждый рабочий пример показывает, как следует использовать правила из ГОСТ Р 60.2.2.1 для идентификации правильного подтипа робота и показывает процесс идентификации требуемых УЭЗ для его функций безопасности. В частности, приведена следующая информация:

• представление общих характеристик робота, существенных для оценки риска, таких как архитектура системы, спецификации, рабочая среда, сценарии типичного использования, включая степень автономности выполнения конкретных задач, и определение подтипа робота (оценка, связанная с габаритами/оценка, связанная с массой/оценка, связанная со скоростью/оценка, связанная с усилием или мощностью и т.д.);
• определение ограничений для робота по персональному уходу, включая предсказуемые неправильные использования. Пример предварительной оценки начального риска для нескольких выбранных рисков и опасностей. Таблицы содержат, по крайней мере, одну меру снижения риска, связанную с функцией управления. Таблица включает опасность, потенциальные последствия, опасное событие, предварительную оценку и оценку степени начального риска, а также связь с ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, раздел 5;
• выбор встроенных мер безопасности, средств защиты для опасностей, а также выработка информации по использованию для большинства важных рисков и опасностей, представленных в таблице оценки начального риска. Таблица оценки риска после принятия мер по снижению риска, была применена для рисков и опасностей в таблице оценки начального риска. Следует обратить внимание то, что какая-нибудь мера может вызвать новую опасность. Данную процедуру повторяют до тех пор, пока все идентифицированные риски не будут достаточно снижены;
• идентификация функций управления, связанных с безопасностью, используемых для защитных мер, и определение УЭЗт для идентифицированных функций управления.

Элементы, перечисленные в ГОСТ ISO 12100-2013, B.1 - B.4, представляют собой типы опасности, их происхождение и их потенциальные последствия, которые должны быть идентифицированы до предварительной/окончательной оценки риска. Кроме того, в данных разделах представлены опасные ситуации и опасные события.

Для облегчения восприятия рабочие примеры в разделе 7 не содержат подробной информации о происхождении опасностей и опасных ситуациях. Происхождения опасностей и опасные ситуации неявно присутствуют в графе «опасность и опасное событие», которая содержит причину и воздействие, приводящее к потенциальному последствию.

Примеры, приведенные в настоящем стандарте, не предназначены для охвата всех рисков, а демонстрируют только некоторые конкретные случаи. Предварительная оценка и оценка степени риска для каждого примера показаны на рисунке 3. При определении УЭЗт для каждого примера применяют методологию, показанную на рисунке 4. В настоящем стандарте использованы раздельные графики риска для предварительной оценки/оценки степени риска и определения УЭЗт функций безопасности для того, чтобы представить разные шаги для оценки риска и снижения риска в структурированном и понятном виде. Поскольку во всем процессе использованы два разных графика риска, следует обратить внимание на согласованность анализа между предварительной оценкой риска, приводящей к необходимости принятия мер по снижению риска, и предварительной оценкой риска для определения УЭЗт. Существуют и другие способы, которые не используют несколько графиков риска.

S1 — легкая травма (обычно обратимая); S2 — серьезная травма (обычно необратимая); F1 — редко/короткая продолжительность; F2 — часто/длительная продолжительность; O1 — низкая (очень мало вероятно); O2 — средняя (вероятно иногда происходит); O3 — высокая (вероятно происходит часто); A1 — возможно (человек может заметить и имеет время, чтобы избежать); A2 — невозможно

Примечания

1 Данный рисунок является примером для иллюстрации процедур применения ГОСТ Р 60.2.2.1. Он воспроизведен из [1], 6.3.2, который содержит более подробное пояснение альтернатив для S, F, O и A.

2 Индексы риска 1 и 2 соответствуют низкому риску, индексы риска 3 и 4 соответствуют среднему риску, а индексы риска 5 и 6 соответствуют высокому риску. Изготовитель решает до какого значения индекса риск еще является приемлемым, как правило, с обоснованием.

3 F, O и A вместе составляют «вероятность нанесения вреда».

Рисунок 3 — Предварительная оценка и оценка степени риска

Примечание — Критерий «F» определен раздельно для двух графиков риска, т.е. «F» и «O» на рисунке 3 соответствуют «F» на рисунке 4.

Рисунок 4 — Определение УЭЗт для функции безопасности

6.3 Применение рабочих примеров к другим роботам

Рабочие примеры для оценки риска и снижения риска основаны на предположениях для конкретной конструкции робота и сценария использования. Они предназначены для того, чтобы предоставить пользователям ГОСТ Р 60.2.2.1 руководства для их собственной оценки риска и снижения риска. Хотя данные примеры созданы как можно ближе к реальности, невозможно применить результаты данных примеров к любым другим роботам по персональному уходу, в частности, по следующим причинам:

• некоторые опасности и некоторые меры по снижению риска были опущены, чтобы сделать примеры краткими и понятными;
• разным конструкциям роботов по персональному уходу присущи разные риски, даже если они внешне выглядят похожими;
• даже идентичные роботы по персональному уходу имеют разные риски и требуют разных мер по снижению риска, если их используют в разной внешней среде или разные группы пользователей;
• важно тщательно проверить с помощью вычислений и практических испытаний способность ограждений или дополнительных защитных мер адекватно снизить риск.

7 Рабочие примеры

7.1 Методика описания

В разделе 7 приведены пошаговые процедуры выполнения оценки риска и снижения риска для роботов по персональному уходу, определенных в ГОСТ Р 60.2.2.1. Примеры, приведенные в разделе 7, представляют роботов по персональному уходу, уже присутствующих на рынке или готовых к выходу на рынок на время публикации данного стандарта. Примеры в разделе 7 соответствуют подходу, представленному в 6.2.

7.2 Мобильный обслуживающий робот (высокая степень риска)

7.2.1 Обзор

В данном примере представлен мобильный обслуживающий робот, предназначенный для выполнения заданий типа «найти и принести» в частных домах для оказания помощи престарелым людям.

Архитектура системы

Робот состоит из всенаправленного мобильного шасси на четырех колесах. На шасси установлен корпус с одной рукой. Рука оснащена трехпалым захватным устройством. У робота также есть складной поднос, на котором могут быть размещены разные объекты. Робот питается от литий-ионной батареи, расположенной на мобильном шасси.

Технические характеристики

Высота робота составляет около 1,5 м, а вес — 150 кг. Грузоподъемность захватного устройства 2 кг. Максимальная скорость перемещения робота 1 м/с. Напряжение батареи 48 В.

Рабочая среда

Мобильный обслуживающий робот предназначен для работы внутри помещений в домашней обстановке с ровным полом.

Типичные задания

Мобильный обслуживающий робот предназначен для выполнения следующих заданий:

• обнаружение и доставка объектов из мест, расположенных внутри квартиры (например, из кухни, с полки в гостиной, с прикроватного стола в спальне) по команде пользователя;
• получение объектов от пользователя и доставка их в нужное место (например, грязную чашку обратно на кухню, книгу обратно на книжную полку);
• разливание напитков из бутылок и доставка их сидящим или стоящим людям.

Выполнение заданий начинается по устной команде пользователя, по нажатию кнопки на пульте дистанционного управления (например, в приложении на смартфоне) или при установке объекта на поднос робота или взятии объекта с него.

Степень автономности

Мобильный обслуживающий робот работает почти полностью автономно (согласно ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.10). Получив команду, робот перемещается между комнатами, обходя препятствия, определяет местоположение объектов, берет их и доставляет пользователю без вмешательства человека.

Определение подтипа робота

Мобильный обслуживающий робот оснащен манипулятором. При весе 150 кг и высоте 1,5 м он не является ни маленьким, ни легким. Поэтому он классифицирован как мобильный обслуживающий робот с высоким риском (тип 1.2 по ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.1.2.1).

7.2.2 Оценка риска

7.2.2.1 Определение ограничений робота по персональному уходу

Мобильный обслуживающий робот управляется непрофессионалом в домашних условиях, выполняя упомянутые выше задания. Предполагается, что домашняя среда имеет ровную поверхность (твердое покрытие или ковер). Во время итеративного процесса оценки риска решено исключить другие опасности и сделать процесс предварительной оценки риска и снижения риска более легким.

Условия эксплуатации: отсутствие ступеней, а наклонные поверхности имеют угол наклона менее 5°.

Объекты, с которыми имеет дело робот, ограничены неопасными объектами. Острые объекты (например, ножи), очень горячие объекты или горящие объекты (например, горячие сковороды, зажженные свечи), тяжелые объекты (весом более 1 кг) или опасные вещества, такие как ядовитые жидкости (например, сильные чистящие средства) исключены из состава объектов, которыми манипулирует робот.

Роботом должны управлять взрослые люди, понимающие опасности, которые могут исходить от мобильного обслуживающего робота. Это исключает не только маленьких детей, но также людей с ухудшенными умственными способностями (например, престарелых людей, страдающих деменцией). Если в доме живут маленькие дети, то робот должен работать под присмотром взрослых.

Предсказуемое неправильное использование

Ожидается, что люди могут попытаться сесть на мобильное шасси, например, престарелые люди, из-за отсутствия поблизости стула, или дети для того, чтобы прокатиться на роботе. Это может повредить мобильное шасси или привести к серьезным травмам, если ребенок упадет с движущегося шасси и робот наедет на него.

Ожидается, что пользователь может использовать робота для доставки лекарств в виде таблеток или даже наливая в стакан небольшое количество жидкого лекарства. Это может привести к опасным ситуациям, если робот привезет неправильное лекарство или нальет неправильное количество жидкости. Более того, при наличии такой функциональности мобильный обслуживающий робот становится медицинским оборудованием, для выполнения роли которого он не предназначен.

Чтобы не позволить пользователям сесть на робота, все поверхности робота должны иметь форму, полностью исключающую сидение на нем, или, по крайней мере, делающую такое сидение очень неудобным. В информации для пользователей должны быть приведены указания не использовать робота ни одним из приведенных выше способов.

7.2.2.2 Идентификация исходной опасности и предварительная оценка риска

В таблице 2 представлены идентифицированные опасности, создаваемые мобильным обслуживающим роботом. Данный перечень опасностей основан на ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, приложение A, используемого в качестве контрольной таблицы, и обсуждения каждой опасности из таблицы на предмет ее присутствия. Для краткости список ограничен десятью элементами, хотя возможно существуют и другие опасности. Кроме того, в таблице 2 показана предварительная оценка риска, происходящего от данных опасностей на основе графика риска на рисунке 3.

Таблица 2

Оценка степени риска перед применением мер по снижению риска

Дополнительную информацию по идентифицированным опасностям можно найти в ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, раздел 5.

Примеры

1 Для примеров с упавшими грузами (строки 2 и 6 таблицы 2) ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 5.10.4.1, содержит следующие требования:

«Любой человек, находящийся вблизи робота по персональному уходу, должен быть защищен от падения связанных с безопасностью объектов при выполнении роботом заданий, а также при переносе максимальных грузов. Это относится и к неровным и подвижным грузам (например, колебания жидкостей в контейнерах).»

При общей оценке рисков необходимо рассмотреть последствия падения грузов и любые действия, требуемые от робота по персональному уходу в результате любого подобного события.

Для аварийного режима работы величина максимального торможения должна соответствовать динамическим критериям аварийного останова, включая требования по устойчивости и сохранению груза.»

Следовательно, опасности из строк 2 и 6 следует рассмотреть повторно для того, чтобы изучить действия, необходимые после того, как груз уже упал, и определить риск от упавших грузов в случае аварийных остановок.

2 Для опасности, связанной с отсутствием информированности (строка 3), ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 5.14.1, содержит следующие требования:

«Если общая оценка рисков показывает, что отсутствие у людей информированности о роботах представляет опасность, например, когда беззвучная работа робота может повысить вероятность столкновения с людьми, робот по персональному уходу должен издавать заметный звук для уменьшения риска без нарушения других ограничений по шуму.»

Заметный шум, создаваемый роботом, представляется предпочтительной мерой по снижению риска при отсутствии информированности.

7.2.2.3 Меры по снижению риска

При общей оценке риска идентифицируют опасности, приводящие к неприемлемому риску или к риску, который должен быть снижен. В таблице 3 показаны три выбранные опасности, к которым применяют меры для снижения риска.

Таблица 3

Меры по снижению риска для трех выбранных опасностей

7.2.2.4 Окончательная оценка риска и остаточный риск

После применения всех мер по снижению риска следует произвести окончательную оценку риска, чтобы определить было ли снижение риска успешным и установить остаточный риск. В таблице 4 показаны только опасности, выбранные в 7.2.2.3.

Таблица 4

Окончательная оценка риска

7.2.3 Система управления, связанная с безопасностью

В процессе снижения риска применяют две меры безопасности, являющиеся частью связанной с безопасностью системы управления. Как использование лазерных сканеров, так и использование тактильной оболочки являются защитными мерами для того, чтобы избежать опасного столкновения. При обнаружении препятствия робот выполняет защитную остановку. Более того, мобильный обслуживающий робот оснащен кнопками аварийной остановки, расположенными на внешней поверхности корпуса. В ГОСТ Р 60.2.2.1 перечислены все функции безопасности для рекомендованного УЭЗ уровня d в соответствии с ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, таблица 1, тип 1.2. В таблице 5 требуемые характеристики системы управления подтверждены в соответствии с графиком риска из ГОСТ ISO 13849-1.

Таблица 5

Функция безопасности и заданный УЭЗ

Как аварийная остановка, так и защитная остановка могут быть реализованы с помощью отключения питания двигателей (категория остановки 0 в соответствии с ГОСТ IEC 60204-1). Защитная остановка может быть категории 2 (в соответствии с ГОСТ IEC 60204-1), если риски безопасно контролируются. Однако обе функции могут обрабатываться раздельно в системе управления, т.к. защитная остановка может быть снята автоматически, если препятствия больше не видно. Для аварийной остановки допустим только ручной режим продолжения работы (см. ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.2.2.1).

7.3 Мобильный обслуживающий робот (низкая степень риска)

7.3.1 Обзор

В данном примере представлен робот для развлечений и предоставления информации в домах престарелых, домах для детей с нарушением умственных способностей и других подобных заведениях. Робот может играть в разные игры с группой людей. Он предлагает исполнить музыку и спеть вместе для развлечения. Более того, пользователи могут запросить у робота информацию, например, время начала и место проведения запланированных мероприятий в данном заведении.

Архитектура системы

Робот состоит из всенаправленного мобильного шасси на трех колесах. У робота есть две руки с тремя степенями подвижности каждая, которые не приспособлены для манипулирования, а используются для взаимодействия с человеком (например, для пожимания рук) и для выражения эмоций робота с помощью жестикуляций. Голова робота дисплейного типа имеет две степени подвижности для выражения эмоций. Робот питается от литий-ионной батареи, которая заряжается от сети. Роботом можно управлять и контролировать его действия с помощью внешнего устройства (например, с помощью мобильного телефона или планшета).

Технические характеристики

Габариты робота 480 мм (ширина) x 520 мм (длина) x 1148 мм (высота), а вес составляет около 21 кг. Максимальная скорость перемещения робота 0,6 м/с. Максимальный уровень шума при движении робота около 60 дБ. Тактильные датчики на концах рук служат для взаимодействия с человеком. Робот оснащен лазерным сканером, стереокамерой, ПЗС-камерой, гироскопическим датчиком и ультразвуковыми датчиками для навигации и предотвращения столкновений с объектами внешней среды.

Рабочая среда

Робот предназначен для работы внутри помещений в домах, больницах, домах престарелых, классных помещениях с ровным полом.

Типичные задания

Робот по персональному уходу предназначен для выполнения следующих заданий:

• игра в игры с группой пользователей, включая разговор, жестикуляцию, перемещение по комнате и распознавание людей и объектов;
• музицирование и пение с группой людей;
• ответы на вопросы и предоставление информации;
• взаимодействие с пользователями через смартфон или речь;
• эмоциональное взаимодействие с использованием рук, колес, светодиодов, трехмерного графического аватара и звука;
• жестикуляция руками, когда пользователь должен повторить движения робота.

Выполнение заданий можно инициировать с помощью устройства дистанционного управления (например, смартфона).

Степень автономности

Мобильный обслуживающий робот работает почти полностью в автономном режиме (согласно ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.10). Получив команду, робот перемещается внутри помещения, обходя препятствия.

Определение подтипа робота

Робот оснащен руками, но они используются только для жестикуляции. Мощность двигателей и масса рук достаточно небольшие, поэтому при их движении никакого дополнительного риска не возникает. При габаритах 800 мм в высоту, 400 мм в ширину и 450 мм в длину, весе 21 кг и скорости 0,6 м/с, робот является небольшим, легким и тихоходным. Поэтому он классифицирован как мобильный обслуживающий робот с низким уровнем риска (тип 1.1 по ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.1.2.1).

Хотя робот используется престарелыми людьми (возможно страдающими деменцией), людьми с ограниченными возможностями или детьми, данный робот не считается медицинским устройством, т.к. он не предназначен для диагностики, лечения или наблюдения за пациентом, компенсации или облегчения болезни, травмы или нетрудоспособности.

7.3.2 Оценка риска

7.3.2.1 Определение ограничений робота по персональному уходу

Рабочая среда должна иметь ровную поверхность (твердое покрытие или ковер). Во время итеративного процесса общей оценки риска решено исключить другие опасности и сделать процесс предварительной оценки риска и снижения риска более легким.

Условия эксплуатации: отсутствие ступеней, а наклонные поверхности имеют угол наклона менее 5°.

Пользователь должен быть проинструктирован о необходимости поворачивать или сгибать руки робота с целенаправленным усилием.

Настраивать и наблюдать за роботом должны только взрослые люди, полностью понимающие опасности, которые могут исходить от мобильного обслуживающего робота. Однако робот может взаимодействовать с маленькими детьми и престарелыми людьми, например, страдающими деменцией. Робота следует использовать под присмотром взрослых здравомыслящих людей.

Предсказуемое неправильное использование

Ожидается, что люди могут попытаться сесть на робота или положить на него груз, например, престарелые люди, из-за отсутствия поблизости стула или дети для того, чтобы прокатиться на роботе. Это может повредить робота или привести к травмам, если ребенок упадет с робота.

Если во время зарядки робота пользователь двигает голову, руки или корпус робота, то это может привести к возникновению опасных ситуаций.

Ожидается, что робот может быть неправильно использован для предоставления информации о лекарствах или медицинском лечении. Это как бы делает робота медицинским устройством, для выполнения роли которого он не предназначен. Робот не должен быть использован для диагностики, лечения или наблюдения за пациентом, компенсации или облегчения болезни, травмы или нетрудоспособности.

Кроме того, ожидается, что пользователь может поместить робота на стол или на платформу для того, чтобы группа пользователей могла лучше его видеть. Чтобы избежать опасности от падения робота, данный робот не может быть использован таким образом. Как указано выше, данный робот может работать только на ровном полу без каких-либо ступеней.

7.3.2.2 Идентификация исходной опасности и предварительная оценка риска

В таблице 6 представлены идентифицированные опасности, создаваемые мобильным обслуживающим роботом. Данный перечень опасностей основан на ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, приложение A, используемого в качестве контрольной таблицы, и обсуждения каждой опасности из таблицы на предмет ее присутствия. Для краткости список ограничен семью элементами, хотя возможно существуют и другие опасности. Кроме того, в таблице 6 показана предварительная оценка риска, происходящего от данных опасностей на основе графика риска на рисунке 3.

Таблица 6

Оценка степени риска перед применением мер по снижению риска

7.3.2.3 Меры по снижению риска

При общей оценке риска идентифицируют опасности, приводящие к неприемлемому риску или подлежащие снижению. В таблице 7 представлены три выбранные опасности, по которым применяют меры по их снижению.

Таблица 7

Меры по снижению риска для трех выбранных опасностей

7.3.2.4 Окончательная оценка риска и остаточный риск

После применения всех мер по снижению риска следует произвести окончательную оценку риска, чтобы определить было ли снижение риска успешным и установить остаточный риск. В таблице 8 показаны только опасности, выбранные в 7.3.2.3.

7.3.3 Система управления, связанная с безопасностью

В процессе снижения риска применяют меры безопасности, являющиеся частью системы управления. Лазерный сканер безопасности является защитной мерой для предотвращения опасного столкновения. В таблице 9 требуемые характеристики системы управления подтверждены в соответствии с графиком риска из ГОСТ ISO 13849-1.

Таблица 9

Функция безопасности и заданный УЭЗ

7.4 Робот для оказания физической помощи закрепляемого типа

7.4.1 Обзор

В данном примере представлен робот для оказания физической помощи закрепляемого типа, помогающий верхним и нижним конечностям пользователя при ходьбе по ровному полу, при подъеме и спуске с табурета, снятию объектов с высоких полок и подъему объектов.

7.4.2 Оценка риска

7.4.2.1 Определение ограничений робота по персональному уходу

• пользователь формирует свои двигательные намерения, а робот обеспечивает помощь в их реализации;
• пользователями робота являются люди, не имеющие физических увечий, которые получили инструкции по использованию и функциям безопасности, указанными изготовителем;

• использование робота в неожиданном месте, например, в узком пространстве или в среде, где ожидается наличие пыли или конденсата.

Примерами двух мер по предотвращению неправильного использования, которые могут быть предусмотрены изготовителем, являются следующие:

• продажа робота допускается только в магазинах с обученным персоналом, который может помочь определить правильный размер экзоскелета и может показать его правильное закрепление и открепление;
• продажа робота должна осуществляться только вместе с обучением, охватывающим все инструкции по обращению с роботом.

7.4.2.2 Идентификация исходной опасности и предварительная оценка риска

В таблице 10 представлены идентифицированные опасности, создаваемые роботом для оказания физической помощи закрепляемого типа. Данный перечень основан на ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, приложение A, используемого в качестве контрольной таблицы, и обсуждения каждой опасности из данного приложения на предмет ее присутствия. Для краткости список ограничен десятью элементами, хотя возможно существуют и другие опасности. Кроме того, в таблице 10 показана предварительная оценка риска, происходящего от данных опасностей на основе графика риска на рисунке 3.

Таблица 10

Оценка степени риска перед применением мер по снижению риска

7.4.2.3 Меры по снижению риска

При общей оценке риска идентифицируют опасности, приводящие к недопустимому риску, который должен быть снижен. В таблице 11 показаны три выбранные опасности, к которым применяют меры по снижения риска.

Таблица 11

Меры по снижению риска для трех выбранных опасностей

7.4.2.4 Окончательная оценка риска и остаточный риск

После применения всех мер по снижению риска следует произвести окончательную оценку риска, чтобы определить было ли снижение риска успешным и установить остаточный риск. В таблице 12 показаны только опасности, выбранные в 7.4.2.3.

Таблица 12

Окончательная оценка риска

7.4.3 Система управления, связанная с безопасностью

В процессе снижения риска не применены никакие защитные меры, использующие связанную с безопасностью систему управления. Однако робот оснащен функцией аварийной остановки, позволяющей останавливать робота, например в случае, когда приводы создают неправильные моменты. В таблице 13 показан УЭЗ, необходимый для функции безопасности.

Таблица 13

Функция безопасности и заданный УЭЗ

7.5 Робот для перевозки человека

7.5.1 Обзор

Намеченным для робота заданием является перевозка человека из одного места в другое внутри помещения по ровной поверхности без каких-либо разрывов.

Роботом управляет пользователь, наклоняя рулевую колонку в требуемом направлении движения.

Степень автономности

В данном рабочем примере робот работает в ручном режиме управления. Однако робот постоянно автономно выполняет задачу управления устойчивостью. Поэтому в комбинации можно предположить, что робот работает в полуавтономном режиме.

7.5.2 Оценка риска

7.5.2.1 Определение ограничений робота по персональному уходу

• все маневры совершает пользователь, находящийся на борту робота;
• робота для перевозки человека использует физически дееспособный пользователь, прошедший инструктаж по использованию робота и функциям безопасности, определенными изготовителем;
• пассажиру должно быть не менее 14 лет;

7.5.2.2 Идентификация исходной опасности и предварительная оценка риска

В таблице 14 представлены идентифицированные опасности робота для перевозки человека. Данный перечень основан на ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, приложение A, используемого в качестве контрольной таблицы, и обсуждения каждой опасности из данного приложения на предмет ее присутствия. Для краткости список ограничен десятью элементами, хотя возможно существуют и другие опасности. Кроме того, в таблице 14 показана предварительная оценка риска, происходящего от данных опасностей на основе графика риска на рисунке 3.

Таблица 14

Оценка степени риска перед применением мер по снижению риска

7.5.2.3 Меры по снижению риска

При общей оценке риска идентифицируют опасности, приводящие к недопустимому риску, который должен быть снижен. В таблице 15 показаны три выбранные опасности, к которым применяют меры для снижения риска.

Таблица 15

Меры по снижению риска для трех выбранных опасностей

7.5.2.4 Окончательная оценка риска и остаточный риск

После применения всех мер по снижению риска следует произвести окончательную оценку риска, чтобы определить было ли снижение риска успешным и установить остаточный риск. В таблице 16 показаны только опасности, выбранные в 7.5.2.3.

Таблица 16

Окончательная оценка риска

7.5.3 Система управления, связанная с безопасностью

В процессе снижения риска применены две защитные меры, использующие связанную с безопасностью систему управления. В таблице 17 показан УЭЗ, необходимый для функций безопасности. УЭЗ для двух функций безопасности, рекомендуемый ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.1.3, для типа 3.1 составляет c и b, соответственно. В таблице 17 УЭЗт подтвержден в соответствии с графиком риска из ГОСТ ISO 13849-1.

Таблица 17

Функция безопасности и заданный УЭЗ

Как показано в ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.1.4, УЭЗ, полученный на основе оценки риска имеет преимущество по сравнению с УЭЗ, рекомендованным в ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, таблица 1. В данном примере показан случай, когда оценка риска дает другой УЭЗ по сравнению с рекомендованным в ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, таблица 1.

7.6 Робот для оказания физической помощи незакрепляемого типа

7.6.1 Обзор

В данном примере представлен активный шагающий механизм, спроектированный для оказания помощи престарелым людям в домашних условиях, обеспечивающий поддержку при ходьбе, приседании и вставании, что необходимо при ежедневном использовании, например, при принятии ванны, одевании, приеме пищи и питья, а также при пользовании туалетом.

Архитектура системы

Робот состоит из рамы с четырьмя мотор-колесами. На раме установлены интегрированные опора для спины и стол-поднос, интегрированный складной стул, датчик обнаружения объектов, планшетный компьютер и батарейный отсек. Пользователь держит раму за регулируемую по высоте систему тяг с рукоятками. Робот заряжается от док-станции.

Технические характеристики

Робот имеет высоту около 1 м и вес 25 кг. Система тяг с рукоятками и складной стул могут поддерживать 60 кг на рукоятке и 120 кг на сиденье. Максимальная скорость робота при автономной навигации 0,6 м/с. Напряжение батареи 14 В.

Рабочая среда

Робот спроектирован для работы внутри помещений в домашних условиях на ровном полу.

Типичные задания

Робот для оказания физической помощи должен выполнять следующие задания:

• поддержка пользователя при ходьбе, вставании или присаживании;
• проведение пользователя вокруг препятствий;
• обеспечение сиденья при необходимости (например, при одевании);
• напоминание пользователю о необходимости выполнить некоторые действия (например, о еде и питье, о физических упражнениях, о встрече);
• подъехать к пользователю по его вызову или отъехать от пользователя по его команде.

Степень автономности

При выполнении команд «вызов» или «отъезд» робот работает автономно. Получив команду, он перемещается между комнатами и обходит препятствия, чтобы подъехать к пользователю или отъехать от него без вмешательства человека. Когда пользователь держится за рукоятки, робот работает в полуавтономном режиме.

Определение подтипа робота

Робот может работать автономно. Он классифицирован как робот незакрепляемого типа с высокой степенью риска (тип 2.4 по ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.1.2.2.2).

7.6.2 Оценка риска

7.6.2.1 Определение ограничений робота по персональному уходу

Роботом должен управлять непрофессионал в домашних условиях, выполняя перечисленные выше задания. К домашним условиям относится ровная поверхность (твердое покрытие или ковер). Во время итеративного процесса общей оценки риска было решено исключить другие опасности и сделать процесс предварительной оценки риска и снижения риска более легким.

Условия использования: отсутствие ступеней, а наклонные поверхности должны иметь угол наклона менее 5°.

Небольшие объекты (менее 26 см в высоту и 7 см в ширину) должны быть удалены из помещения, т.к. они слишком малы для обнаружения датчиками робота.

Стеклянные окна или двери, примыкающие к поверхности пола, должны быть закрыты каким-либо материалом на нижние 20 см, чтобы обеспечить их различимость оптическими датчиками.

Управлять роботом должны только взрослые люди, способные понимать исходящие от робота опасности. Если в доме живут маленькие дети, то робот должен работать только под присмотром взрослого.

Пользователь должен быть способен ходить с помощью традиционных ходунков. Вес пользователя не должен превышать 100 кг, а его рост должен быть от 150 см до 190 см.

Предсказуемое неправильное использование

Можно ожидать, что люди (особенно дети) могут ездить на роботе при его перемещении в полностью автономном режиме. Это может повредить робота так, что это повлияет на безопасность или приведет к серьезным травмам при падении пользователя. Данная опасность имеет номер 6 при оценке риска в 7.6.2.2.

Кроме того, можно ожидать, что стол-поднос будет использован для размещения на нем слишком тяжелых предметов. Это может повредить или дестабилизировать робота так, что это повлияет на безопасность или приведет к травмированию пользователя в случае падения данных предметов.

7.6.2.2 Идентификация исходной опасности и предварительная оценка риска

В таблице 18 представлены идентифицированные опасности, создаваемые активным роботом, помогающим при ходьбе. Данный перечень основан на ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, приложение A, используемого в качестве контрольной таблицы, и обсуждения каждой опасности из данного приложения на предмет ее присутствия. Для краткости список ограничен восемью элементами, хотя возможно существуют и другие опасности. Кроме того, в таблице 18 показана предварительная оценка риска, происходящего от данных опасностей на основе графика риска на рисунке 3.

Таблица 18

Оценка степени риска перед применением мер по снижению риска

7.6.2.3 Меры по снижению риска

При общей оценке риска идентифицируют опасности, приводящие к недопустимому риску, который должен быть снижен. В таблице 19 показаны две выбранные опасности, к которым применяют меры для снижения риска.

Таблица 19

Меры по снижению риска для двух выбранных опасностей

7.6.2.4 Окончательная оценка риска и остаточный риск

После применения всех мер по снижению риска следует произвести окончательную оценку риска, чтобы определить было ли снижение риска успешным и установить остаточный риск. В таблице 20 показаны только опасности, выбранные в 7.6.2.3.

Таблица 20

Окончательная оценка риска

Окончательная оценка риска показывает, что риски являются приемлемыми, если система безопасности (как датчики, так и система управления) достигает УЭЗт.

7.6.3 Система управления, связанная с безопасностью

В процессе снижения риска применены защитные меры, являющиеся частью связанной с безопасностью системы управления. Для всех случаев необходимо определить ситуацию, при которой роботу не разрешено перемещаться. Кроме того, у пользователя есть кнопки для предотвращения столкновения и аварийной остановки. В ГОСТ Р 60.2.2.1 для всех функций безопасности приведено рекомендованное значение УЭЗ — d, в соответствии с ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, таблица 1, тип 2.4. В таблице 21 требуемые характеристики системы управления подтверждены в соответствии с графиком риска из ГОСТ ISO 13849-1.

Таблица 21

Функция безопасности и заданный УЭЗ

Как аварийная остановка, так и защитная остановка могут быть реализованы с помощью отключения питания от двигателей (остановка категории 0 по ГОСТ IEC 60204-1). Защитная остановка может быть отнесена к категории 2 (по ГОСТ IEC 60204-1), если риски надежно контролируются. Однако, обе функции могут обрабатываться раздельно в системе управления, т.к. после защитной остановки разрешен автоматический перезапуск, если препятствия больше не видно. Для аварийной остановки допустим только ручной перезапуск (см. ГОСТ Р 60.2.2.1-2016, 6.2.2.2). Обнаружение сложенного положения сиденья пользователя может быть реализовано с помощью использования блокировочного устройства в соответствии с [2], чтобы подтвердить прямое расположение сиденья. Для предотвращения перемещения во время зарядки, на крышке зарядного штепселя робота может быть установлен предохранительный выключатель, который отключает питание двигателей колес при снятой крышке.

Приложение ДА (справочное)

СВЕДЕНИЯ О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНЫХ НАЦИОНАЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ МЕЖДУНАРОДНЫМ СТАНДАРТАМ, ИСПОЛЬЗОВАННЫМ В КАЧЕСТВЕ ССЫЛОЧНЫХ В ПРИМЕНЕННОМ МЕЖДУНАРОДНОМ СТАНДАРТЕ

Таблица ДА.1

БИБЛИОГРАФИЯ