Werkzeugmaschine 4.0, Bild: Schaeffler

Deutsche Werkzeugmaschinen sind sicher. Das bestätigen die konstant rückläufigen Unfallzahlen im Zusammenhang mit Werkzeugmaschinen. Bild: Schaeffler

Dass die Diskussion darüber dennoch nicht abreißt, dafür ist die ISO Norm 13849-1 verantwortlich. Sie begründet seit Anfang 2012 eine Umstellung der Ausführungsvorschriften zur EU-Maschinenrichtlinie für Steuerungen auf das Prinzip der Funktionalen Sicherheit. Damit wurde die langjährige Praxis erfahrener Konstrukteure in den Unternehmen über Bord geworfen. Bisherige qualitative Konstruktionsmethoden nach dem Prinzip der sicherheitstechnischen Betriebsbewährtheit sollen einer probabilistischen Risikobeurteilung weichen, die mit so genannten Performance Level errechnet werden.

„Dieser Nachweis ist jedoch deutlich aufwändiger und viel komplizierter, sprich teurer als zuvor, oft ohne einen entsprechenden Zugewinn an Sicherheit zu erreichen“, sagt Dr. Alexander Broos, Leiter Forschung und Technik im VDW. „Schlimmer noch: Die Risikobeurteilung ist nicht eindeutig, sondern in den zu Grunde liegenden Annahmen anfällig für Interpretation.“ Empirische Ergebnisse können häufig nicht plausibel mit den Sollwerten der Norm in Einklang gebracht werden. Und die wahrscheinlichkeitstheoretische Berechnung führt teilweise zur Unterbewertung von maschinenspezifischen Steuerungsketten und stellt damit die Betriebsbewährtheit insgesamt in Frage.

„Katastrophal ist es, wenn durch diese Unstimmigkeiten der Eindruck entsteht, dass es auch nur den geringsten Zweifel an der Sicherheit von Werkzeugmaschinen gibt, nur weil ein unlogisches numerisches Risikomodell durchgesetzt werden soll“, so Broos weiter.

Sicherheitsrelevante Ausfälle

Um dem entgegen zu wirken, hat der VDW eine großangelegte Untersuchung in Auftrag gegeben. „Ziel war es, branchenübliche Konstruktionsmethoden für Werkzeugmaschinen gründlich zu überprüfen und die errechenbaren Performance Level bestehender Steuerungsketten zu ermitteln“, sagt Nika Nowizki vom Institut für Maschinenelemente an der Universität Stuttgart, die das Projekt betreut hat. „Dabei konnte in diesem Fall auf der Basis von langjährigen Felddaten die quantitative Betriebsbewährtheit der Standard-SPS nachgewiesen werden“, so Nowizki weiter.

„Die Studienergebnisse bestätigen, dass die Sicherheit von Standard-SPSen fallspezifisch im Rahmen der normativen Anforderungen liegt, ja teilweise besser ist“, freut sich Eberhard Beck vom VDW-Arbeitskreis. Sein Unternehmen hatte die Felddaten zur Verfügung gestellt. „Gerade die Verlässlichkeit von Steuerungen, die nicht speziell für die Übernahme von sicherheitsrelevanten Funktionen ausgelegt sind, wird zunehmend angezweifelt. Die Historie der zur Verfügung stehenden Felddaten zeigt jedoch, dass sicherheitsrelevante Ausfälle von  Steuerungen praktisch kaum vorkommen.“

Was passiert bei den Werkzeugmaschinen? (Quelle: Siemens)