FTS mit Sicherheit unterwegs

Obwohl fahrerlose Transportsysteme (FTS) per Definition für den autonomen Betrieb ausgelegt sind, müssen sie in der Regel mit Menschen zusammenarbeiten und sich daher sicher und vorhersehbar bewegen und zuverlässig reagieren. Um dies zu gewährleisten, gibt es bestimmte Sicherheitsregeln und FTS-Sicherheitsstandards, die alle FTS einhalten müssen.
 Ein gängiges Sicherheitsmerkmal von FTS sind 2D-Sicherheitslaserscanner - basierend auf LiDAR.
Ein gängiges Sicherheitsmerkmal von FTS sind 2D-Sicherheitslaserscanner – basierend auf LiDAR.Bild: BlueBotics SA

Das System, das die Bewegungen eines FTS steuert, wird als Steuerungssystem eingestuft, und sein Sicherheitsniveau wird durch seinen Performance Level (PL) definiert. Sowohl der PL als auch seine Schwesterklassifizierung SIL (Safety Integrity Level) sind Maßstäbe für die Risikominderung durch eine Sicherheitsfunktion eines Steuerungssystems.

Ebenen der Sicherheit

Die Norm IEC61508 der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) definiert SIL anhand von Anforderungen, die in zwei Hauptkategorien unterteilt sind: Hardware-Sicherheitsintegrität und systematische Sicherheitsintegrität. Ein Gerät oder System muss die Anforderungen für beide Kategorien erfüllen, um einen bestimmten SIL zu erreichen. Für Systeme, die kontinuierlich betrieben werden, sind SIL und PL beide als Bereiche der Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde definiert, und sie überschneiden sich.

Die Norm EN ISO13849-2015 definiert die Leistungsstufen von der niedrigsten Stufe PLa bis zur strengsten Stufe PLe, die für verschiedene Sicherheitskomponenten (z.B. Sicherheitslaserscanner eines Fahrzeugs) erforderlich ist. Der Industriestandard, den die FTS-Hersteller erreichen müssen, ist die Sicherheitsprogrammierung der Stufe PLd. Diese Sicherheitsstufe gewährleistet, dass ein Fahrzeug im Falle eines Einzelfehlers weiter funktioniert, beispielsweise durch den Einsatz von zwei redundanten Kanälen. Ein Ausfall der Sicherheitsfunktion kann auch bei einer gleichzeitigen Häufung von Fehlern auftreten, was jedoch sehr unwahrscheinlich ist.

Vermeiden von Kollisionen

Ein wesentliches Element der Sicherheit ist die Fähigkeit, Kollisionen zu vermeiden – sei es mit Menschen oder unbelebten Objekten. Ein gängiges Sicherheitsmerkmal von FTS sind 2D-Sicherheitslaserscanner (basierend auf LiDAR), die jedoch nicht zwingend vorgeschrieben sind. Eine weitere Option sind z.B. mechanische Stoßstangen – wie bei Ihrem Auto. Aber um zu gewährleisten, dass ein Fahrzeug anhält, bevor es auf ein Hindernis trifft, muss die Größe dieser Stoßstangen proportional zur Höchstgeschwindigkeit sein, die ein Fahrzeug erreichen kann. Für Fahrzeuge, die sich nicht extrem langsam fortbewegen, bedeutet dies, dass die Stoßstangen größer sein müssen, sodass die Fahrzeuge mehr Platz zum Manövrieren benötigen.

Bei der Verwendung von 2D-Scannern, was in der Regel der Fall ist, ist die einzige obligatorische Anforderung zur Gewährleistung der Sicherheit von Personen ein horizontaler Scanner, der so positioniert ist, dass er Hindernisse in Bodennähe erkennt. Viele Unternehmen verwenden verschiedene Scanner für unterschiedliche Aufgaben – z.B. einen Scanner hoch oben auf dem Fahrzeug für die genaue Fahrzeugpositionierung und verschiedene Scanner in Knöchelhöhe, um die Sicherheit des Fahrzeugs zu gewährleisten.

Hindernisse umfahren

Wenn es darum geht, mit Hindernissen auf dem Fahrweg umzugehen, gibt es zwei grundlegende Betriebsarten, die FTS und autonome mobile Roboter (AMRs) anwenden. Diese können als ‚Streckenverfolgung‘ oder ‚Hindernisumgehung’zusammengefasst werden.

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