Gebrauchsdauer in der funktionalen Sicherheit

Produktbeschreibung

Zusammenfassung
Insbesondere bei älteren Maschinen und Anlagen, die über einen „normalen Lebenszyklus“ von z. B. 10 Jahren hinaus betrieben werden, steigt die Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden Ausfalls von Sicherheitsfunktionen – und damit das Risiko eines Unfalls für den Betreiber. In dieser Handlungsempfehlung wird ausführlich dargelegt, dass die sogenannte Gebrauchsdauer die zentrale Einflussgröße dafür ist.

Die Gebrauchsdauer hängt dabei von vielen Faktoren ab: Neben den Ausfallkennwerten aller an einer Sicherheitsfunktion beteiligten Funktionseinheiten sind auch die Einsatzbedingungen und Wartungsmaßnahmen beim Betreiber entscheidend, die gegebenenfalls den vorzeitigen Austausch besonders verschleißbehafteter Funktionseinheiten einschließen.

Dazu ist u. a. ein transparenter Informationsfluss zwischen den Herstellern einzelner Funktionseinheiten, dem Maschinenhersteller, der die Steuerung entwickelt und dem Betreiber der
Maschine, der für den sicheren Betrieb der Anlage verantwortlich ist, notwendig.

Die Berücksichtigung von Ausfallverhalten und Verschleiß ist schon immer ein wesentliches
Element im funktionalen Design von Maschinensteuerungen gewesen. Zusätzlich ist ihre Bedeutung für die Bestimmung der sicherheitsbezogenen Zuverlässigkeit im Sinne der funktionalen Sicherheit in den letzten zwei bis drei Jahrzehnten mehr und mehr in den Fokus gerückt. Hier gibt es aber aktuell noch viele Fragen und einen Nachholbedarf in Bezug auf die Abstimmung aller beteiligten Akteure und
die praktische Umsetzung.

Diese Handlungsempfehlung gibt einen umfassenden Überblick über die Einflussfaktoren auf die Gebrauchsdauer und ihre Anwendung. Er ist von besonderer Bedeutung für den industriellen Betrieb von Maschinen/Anlagen sowie deren Instandhaltung. Er gibt Hilfestellung zur richtigen
Vorgehensweise, wenn Komponenten der funktionalen Sicherheit das Ende ihrer Gebrauchsdauer erreichen oder eventuell schon überschritten haben.

Dieser Leitfaden ist in zwei Kapitel aufgeteilt:
In Kapitel 1 werden Maßnahmen beschrieben, die ein Betreiber von Maschinen oder Anlagen
ergreifen kann, wenn Funktionseinheiten für Sicherheitsfunktionen das Ende ihrer Gebrauchsdauer erreichen.
Zur besseren Lesbarkeit sind im Kapitel 1 die Zusammenhänge etwas vereinfacht dargestellt,
damit der Betreiber sich leichter in der Thematik zurechtfindet.

In Kapitel 2 sind detaillierte Herleitungen und Zusammenhänge zum Thema „Gebrauchsdauer“ – insbesondere aus Sicht der „Funktionalen Sicherheit“ – zu finden.

Der Fokus liegt dabei auf „Maschinen“ im Sinne der Maschinenrichtlinie – also Einzelmaschinen,
eine Kombination von Einzelmaschinen zu einer (Produktions-)Anlage, der Gesamtheit von Maschinen usw. Im weiteren Verlauf der Handlungsempfehlung wird hierfür stellvertretend der Begriff „Maschine“ verwendet! Die hier dargestellten Prinzipien können aber auch auf andere Bereiche oder Branchen übertragen werden.

Diese Handlungsempfehlung fasst zum Thema „Gebrauchsdauer“ die aktuellen Regelwerke zusammen. Die Bewertung und Umsetzung der Maßnahmen liegt in der Verantwortung des Betreibers!

Inhalt
Zusammenfassung 2
Vorwort 4
Inhalt6
Anwendungsbereich 7
Einführung 8
Wann betrifft das Thema „Gebrauchsdauer“ den Betreiber? 9
1 Informationen für den Betreiber 12
1.1 Begriffe 12
1.2 Funktionseinheiten mit unterschiedlicher Begrenzung der Gebrauchsdauer 14
1.3 Gebrauchsdauer – Die Herstellerseite ist entscheidend 15
1.4 Start der Gebrauchsdauer 15
1.5 Gebrauchsdauer vs. Nutzungsdauer der Maschine 16
1.6 Vorgehensweise bei Ablauf der Gebrauchsdauer 17
1.6.1 Austausch einzelner Funktionseinheiten 18
1.6.2 Umbau/Retrofit 19
1.6.3 „Weiterführende Maßnahmen“ – Erläuterungen und Hinweise 20
2 Weiterführende Informationen und Erläuterungen 23
2.1 Begriffe 24
2.1.1 Allgemeine Begriffe/Definitionen/Abkürzungen 24
2.1.2 Gegenüberstellung der Begriffe aus DIN EN ISO 13849-1 und DIN EN IEC
62061 26
2.1.3 Blockdiagramme – Gesamtübersicht und Beispiele zu
Sicherheitsfunktionen 27
2.2 Zusammenhänge der Parameter zur Ausfallwahrscheinlichkeit 29
2.3 Gebrauchsdauer 34
2.3.1 Start der Gebrauchsdauer 34
2.3.2 Bedingungen und Einflussfaktoren auf die Gebrauchsdauer 35
2.3.3 Gebrauchsdauer von Funktionseinheiten ermitteln 37
2.3.4 Gebrauchsdauer eines Teilsystems ermitteln 37
2.3.5 Überholen der betroffenen Funktionseinheit(en) 39
3 Fazit und Ausblick 40
Anhang 42
Autorenteam und Danksagung 46
Schrifttum 47

Keywords: Maschinen- und Anlagenbau, Produktionstechnik, Anlagensicherheit, Gebrauchsdauer, Nutzungsdauer, Instandhaltung, Machinery contruction, plant engineering, industrial engineering, machine safety, life span, usage time, maintenance and repair