In der heutigen Zeit arbeiten Menschen und Maschinen zunehmend enger zusammen. Dabei übernehmen die Maschinen verstärkt eigenständige Aufgaben und werden zunehmend von künstlicher Intelligenz (KI) unterstützt. Der Mensch dagegen rückt von seiner ursprünglichen Rolle des Bedieners stärker in die Rolle des Bedienten. Denn er wird mehr und mehr von der Maschine entlastet. Während Maschinen wiederkehrende und automatisierbare Aufgaben übernehmen, kann sich der Mensch als Benutzer der Maschine auf das konzentrieren, was die Maschine nicht kann. Er löst beispielsweise Probleme oder neue Aufgaben mit der Maschine und optimiert deren Einsatz.
Um jegliche Gefahren zu vermeiden, überwacht sich die in Betrieb gesetzte Maschine selbst. Dafür wird sie zunehmend mit intelligenter Sicherheitstechnik wie Sicherheitsfunktionen ausgestattet. Hier zeigt sich ein Trend, bei dem die Sicherheitstechnik so ausgelegt wird, dass der Benutzer immer weniger programmieren muss und somit auch einen deutlich geringeren Aufwand hat. Besonders erfolgreich sind vor allem Lösungen, bei denen immer komplexere Funktionalitäten vermehrt für den Endanwender vereinfacht werden. Neben den Funktionalitäten muss aber auch der Einsatz komplexer Sicherheitstechnik in der Maschine simpler werden. Denn nur so können mittelständische Maschinen- und Anlagenbauer mit begrenzten Ressourcen ihren Kunden den geforderten Service bieten. Der Ansatz der Konfiguration rückt mit den heutigen Trends wieder in den Vordergrund und wird von dem Servicegedanken maßgeblich angetrieben.
Sicherheit und Service
Setzt man sich mit dem Thema Sicherheit im Zusammenspiel von Mensch und Maschine auseinander, wird man zwangsläufig mit den Begriffen wie funktionale Sicherheit, Sicherheitslevel, Normen und Zertifizierung konfrontiert. Grundsätzlich lässt sich folgendes festhalten: Von Maschinen können Gefahren ausgehen. Um Menschen von Gefährdungen zu schützen, werden Sicherheitsgeräte eingesetzt. Diese benötigen ein entsprechendes Zertifikat, welches beispielsweise der TÜV ausstellt. Die Zertifizierung selbst ist jedoch ein aufwendiges und komplexes Verfahren. Es beginnt bei der Produktentwicklung und geht über die Fertigung bis hin zum Vertrieb und der Wartung. Prinzipiell muss jedes Produkt am Ende so ausgelegt sein, dass ein Benutzer unter Berücksichtigung des Sicherheitsgedankens eine Maschine in Betrieb setzen kann. Was der Benutzer letzten Endes für die Inbetriebsetzung des Produktes tun muss, hängt ganz und gar davon ab, welche und wie viele Services der Produktlieferant bereits in das Produkt integriert hat. Der Service-Gedanke kennzeichnet sich demnach verstärkt durch das Maß, wie sehr der Aufwand für die Einrichtung und Inbetriebnahme reduziert wird. Anders ausgedrückt könnte man sagen, dass der Service durch das Maß der Vereinfachung der Benutzung gekennzeichnet ist. Die Technik dient dem Menschen.
Ein Blick in die Historie
Seit es Maschinen gibt, liegt es auch in der Verantwortung der Maschinenbetreiber, ihre Mitarbeiter zu schützen. Mit der Einführung gesetzlicher Regelungen wie der Maschinenrichtlinie wurde die Umsetzung eines Sicherheitskonzeptes letztlich vorgeschrieben. Eine der ersten und ebenfalls einfachsten Lösungen, auf die zurückgegriffen wurde, war der Einsatz von nicht intelligenter Sicherheitstechnik. So setzte man beispielsweise Nothalt-Knöpfe oder Sicherheitszäune zusammen mit Sicherheits-Relais ein, um potenzielle Gefährdungen zu vermeiden.
Bereits in den Anfängen entwickelte sich ein Gegenspiel von Programmieren und Konfiguration im Sicherheitsumfeld. Im Vordergrund stand die Frage, wie die Produktion effizienter und kostengünstiger gestaltet werden kann. Denn ein Stillstand der Maschine war früher wie heute immer mit vermeidbaren Kosten verbunden. Man war der Ansicht, dass die dafür notwendige Komplexität der Technik nur durch programmierbare Systeme umfassend abgebildet werden konnte. Konfigurierbare Geräte hingegen konnten lediglich einfache Funktionen ausführten.
So entwickelten sich im Laufe der Zeit zwei Richtungen: Erste kleine konfigurierbare Sicherheitskleinsteuerungen wie beispielsweise die PNOZ, die Flexi Classic oder die Samos wurden auf den Markt gebracht. Mit Lösungen wie diesen konnten Anwender dank einfachsten Konfigurationen über einen kleinen Drehschalter das Gerät an ihre individuellen Wünsche anpassen. Komplexe Funktionen konnten damit aber nicht realisiert werden.
Das Thema Programmierung wurde hingegen parallel mit der Entwicklung von speicherprogrammierbaren Sicherheitssteuerungen (Safety-SPS) relevant. Bei dieser Lösung programmiert ein Maschinenbauer oder Anlagen-Integrator seine spezifische Anwendung. Den Nachweis über die Sicherheit in seinem Gerät muss er allerdings selbst erbringen. Damit einhergehend gelten die Grundsätze der sicheren Softwareentwicklung und die damit verbundenen Aufwände, die in der Regel hoch sind. Mit dieser Entwicklung sind die Anforderungen an den Prozess der sicheren Maschinen- und Anlagenentwicklung enorm gestiegen.
Hohes Niveau an innerer Komplexität
Um die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine weiter zu verbessern, werden heute mehr und leistungsfähigere Sensoren, smarte Algorithmen und echtzeitfähige Kommunikation verwendet. Die Leistungsfähigkeit der verwendeten Safety-Controller steigt im gleichen Maß. Cobots können sensitiv ihre Umgebung mit einberechnen, AGVs werden immer flexibler und damit produktiver. Bleibt die Technik auch beherrschbar? Gibt es einen Weg, die gestiegene Komplexität so zu kapseln, dass die Anforderungen an die Nutzer nicht ebenso wachsen?
