Kirjoitin 13.10.2020 julkaistussa blogissa konedirektiivin vaatimuksesta suunnitella kone riskienarvioinnin tulosten perusteella ja käytännössä havaituista puutteista, jotka johtuvat osin varmasti vaikeuksista yhdistää riskienarviointi käytännöllisesti koneen suunnitteluprosessiin. Olen tullut vuosien mittaan lukeneeksi paljon kirjoituksia riskienarvioinnista ja aina ne tuntuvat keskittyvän velvoitteisiin ja arviointitekniikoihin. Tietoa varmasti tarvitaan niistäkin, mutta olen pitkään odottanut jonkun tarttuvan siihen, miten riskinarviointi saadaan kunnolla palvelemaan sitä varsinaista tarkoitustaan eli koneen suunnittelua. Velvoite- ja tekniikkanäkökulmasta riskienarviointi jää suunnittelusta irralliseksi osaksi. Ja sehän näyttää käytännössäkin olevan todellisuutta. Koska kukaan ei tunnu toivomaani aiheeseen tarttuvan, täytyy yrittää itse. Tässä blogissa jatkan riskienarvioinnin teemaa esittämällä, kuinka yhdistäminen suunnitteluprosessiin käytännössä voitaisiin tehdä ja mitä etua siitä olisi.
Suunnitteluprosessi
Alla oleva kaavio esittää yksinkertaistetusti suunnitteluprosessin, sen eri vaiheissa syntyvät tuotokset sekä niiden vuorovaikutuksen riskienarvioinnin ja käyttöohjeen laatimisen kanssa. Riskienarvioinnin pakollisia vaiheita, jotka pitää myös sen lopullisessa dokumentaatiossa näkyä, ovat raja-arvojen määrittely, vaarojen tunnistaminen, riskin suuruuden arviointi, riskin merkityksen arviointi ja suojaustoimenpiteiden määrittely.
Vaatimusten määrittely
Spesifikaatiovaiheessa suunniteltavalle koneelle määritetään vaatimukset. Näitä ovat tarkoitetun käyttöympäristön asettamat vaatimukset koneelle, esim. lämpötilan ja kosteuden sieto, puhtaus, sallitut päästöt yms. sekä koneen varsinaisen tarkoituksen toteuttaminen, eli tehtävät, jotka koneen pitää suorittaa, koneen kapasiteetti sekä käyttö- tai toimintatapa. Olennaisia vaatimuksia ovat myös koneen ja sen osien eliniät, jotka määrittelevät sekä rakenteellista suunnittelua että kunnossapidon suunnittelua. Nämä vaatimusmäärittelyt sisältävät pääosin täysin samoja asioita kuin riskienarvioinnin reunaehdoiksi tarvittavat ympäristöolosuhderajat ja aikarajat. Ne siirtyvät siten raja-arvoina riskinarvioinnin dokumentaatioon ja edelleen, koneen tarkoitettuun käyttöön liittyvinä rajauksina, käyttöohjeeseen.
Periaatesuunnitelma
Konseptivaiheessa suunnitellaan periaatteellisella tasolla toiminnot, joilla kone toteuttaa tehtävänsä, määritellään suoritusarvot, liikealueet ym., joilla määritelty kapasiteetti saadaan toteutumaan, määritellään käyttöenergia(t) sekä käyttöliittymä, jolla käyttäjät ovat vuorovaikutuksessa koneen kanssa. Nämä määrittelyt sisältävät taas täysin samoja asioita kuin riskienarvioinnissa tarvittavat tilarajat ja käyttörajat, ja siirtyvät jälleen raja-arvoina riskinarvioinnin dokumentaatioon ja edelleen koneen turvalliseen käyttöön liittyvinä tietoina käyttöohjeeseen. Konseptivaiheessa koneen toiminnot ja sen käyttäjän toiminta ovat jo periaatteellisella tasolla määritelty ja riskinarviointiryhmä voi kokoontua tunnistamaan niihin liittyvät vaarat ja arvioimaan alustavasti riskin suuruuden seuraavia suunnitteluvaiheita varten.
Osajärjestelmien suunnittelu
Tässä vaiheessa muodostuvia osajärjestelmiä ovat käyttäjä-kone -rajapinta, ohjausjärjestelmä, energiansyöttöjärjestelmä(t), voimansiirto sekä koneen rakenteet. Myös turvajärjestelmä on yksi osajärjestelmistä ja muodostuu tässä vaiheessa, mutta se kannattaa pitää ajatuksissa hiukan erillään. Turvajärjestelmää tarvitaan, kuin muita järjestelmiä ei saada suunniteltua luontaisesti riittävän turvallisiksi. Turvajärjestelmä voi tässä yhteydessä tarkoittaa mitä tahansa suojaustekniikkaa mekaanisista suojuksista elektronisiin turvalaitteisiin.
Koneen toimintoihin ja käyttäjän toimintaan liittyvät, konseptivaiheessa tunnistetut, vaarat huomioidaan ja pyritään poistamaan tai pienentämään niiden riskiä asiaan liittyvän osajärjestelmän suunnittelussa. Tämä tehdään käyttämällä luontaisesti turvallisia suunnittelutoimenpiteitä eli suunnittelemalla osajärjestelmän rakenne tai toiminto itsessään mahdollisimman turvalliseksi. Suunnittelutoimenpiteen jälkeen riski ja sen merkitys arvioidaan. Silloin kun vaaraa ei saada näin poistettua tai riskiä riittävästi pienennettyä, annetaan kyseinen vaara lähtötietona turvajärjestelmän suunnitteluun.
Osajärjestelmän suunnittelun aikana tunnistettavat, osajärjestelmään itseensä liittyvät, vaarat käsitellään samalla tavalla kuin konseptivaiheessa tunnistetut vaarat. Osajärjestelmien suunnitteluun voi liittyä myös erillisiä, yksityiskohtaisia riskinarviointeja, kuten ohjausjärjestelmän vika-vaikutusanalyysi tai käyttöpaikan ergonomiariskien analyysi. Valitut suojaustoimenpiteet kuvataan riskinarvioinnin dokumentaatiossa ja turvajärjestelmällä toteutettujen suojaustoimenpiteiden kuvaus siirretään käyttöohjeeseen. Myös käyttäjä-kone -rajapinnan kuvaus siirretään käyttöohjeeseen.
Kokoonpanorakenteen suunnittelu
Kokoonpanorakenteen suunnitteluvaiheessa varmistetaan eri osajärjestelmien yhteensopivuus ja muodostetaan lopullinen kone. Riskienarvioinnin kannalta tässä vaiheessa tehdään iterointikierros, jossa varmistetaan riskien riittävä pienentyminen sekä valittujen suojaustoimenpiteiden soveltuminen kokonaisuuteen. Liian suuria riskejä sisältävät ratkaisut palautuvat osajärjestelmäsuunnitteluvaiheeseen. Iterointikierroksen jälkeen jäljelle jäävät hyväksyttävät jäännösriskit pienentämistoimenpiteineen siirretään käyttöohjeeseen.
Lopuksi
Sisällyttämällä riskienarvioinnin vaiheet koneen suunnitteluprosessiin edellä kuvatulla tavalla koneen yleinen riskinarviointi ja sen dokumentaatio syntyvät vaiheittain lähes automaattisesti suunnittelun aikana. Prosessi on kokonaisuudessaan tehokas, koska riskienarvioinnin mukana tulevat suunnittelutarpeet tulevat todennäköisemmin huomioiduksi oikeassa vaiheessa suunnittelua, eikä tarvitse iteroida valmista suunnitelmaa uudelleen, kuten vasta suunnittelun päätteeksi tehtävässä riskienarvioinnissa. Samalla luodaan merkittävä osa käyttöohjeesta.
Kuvattu menettely on tietenkin kaavamainen yksinkertaistus ja todellinen suunnitteluprosessi voi olla monimuotoisempi. Toisaalta suurin osa suunnittelusta tehdään jonkin aikaisemman tuotteen tai konseptin päälle, jolloin eri vaiheet toteutuvat vain osittain.
Vielä lopuksi todettakoon, ettei esittämäni ajatus välttämättä ole täysin valmis. Siksi otan mielelläni vastaan palautetta ja ajatuksia kuvaamastani prosessista.
Kirjoittaja: Jukka Laaksonen
Kirjoittaja toimii FINN-Tarkastuksella nostolaitetarkastusten liiketoimintayksikön sekä konedirektiivin 2006/42/EY alaisen ilmoitetun laitoksen teknisenä johtajana sekä kouluttajana mm. koneturvallisuuskoulutuksissa.
