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Fahrerlose Transportsysteme (FTS, bzw. AGV, Automated Guided Vehicles) sind motorisch angetriebene, selbststeuernde Flurförderzeuge (Stapler) für den automatisierten und repetitiven Warentransport in klar umrissenen, industriellen Umgebungen. FTS sind meist für eine spezielle Güterart konstruiert. Bisweilen handelt sich auch um Standard-Förderfahrzeuge, die für den fahrerlosen Betrieb umgebaut wurden. Die gemeinhin verwendeten Steuertechniken für FTS sind Führungsleitungen, Laser- oder Magnetnavigation.
Um die Sicherheit zu garantieren, sollen sich die automatisierten Fahrzeuge im Idealfall in einem speziell dafür vorgesehen, abgetrennten Bereich (sog. «gesicherte Zone») bewegen. Diese Zone darf nur von autorisierten Personen zur Behebung von Pannen betreten werden. Die Installation eines solchen Systems in einer bestehenden Arbeitsumgebung macht diese Trennung jedoch schwierig, wenn nicht gar unmöglich. In diesem Fall müssen weitere Massnahmen zur Gewährleistung der Sicherheit der Arbeitnehmenden ergriffen werden. Bereits in der Planungsphase für ein FTS gilt es deshalb, nicht nur die Infrastruktur, Auflagen, Verkehrswege und Produktionsschritte, sondern auch die Sicherheit der Mitarbeitenden zu berücksichtigen.
Die Verwendung von FTS im Betrieb stellt eine potenzielle Gefahr für Personen dar, besonders beim Zusammenarbeiten und bei benachbarten Aktivitäten von FTS und Mitarbeitenden. Zum Beispiel in folgenden Situationen:
FTS können während der Arbeit selbständige Bewegungen vornehmen wie Vor- und Zurückfahren, Drehen, Heben, Senken, Beladen und Entladen. Dadurch ergeben sich hauptsächlich mechanische Gefährdungen wie Zusammenstösse mit Personen oder das Quetschen zwischen FTS und festen oder beweglichen Elementen (z. B. andere Motorfahrzeuge).
FTS beladen mit einer Papierrolle.
Da FTS für den Transport von Lasten eingesetzt werden, sind sie mit speziellen Systemen zur Aufnahme von Waren wie Paletten, Rollen, Containern usw. ausgestattet. Dadurch variieren die Gefahren entsprechend den Aufnahmevorrichtungen. Auch das Herunterfallen von Gegenständen kann nicht ausgeschlossen werden. Gefährliche Situationen können infolge von unsachgemässem Verhalten oder Unaufmerksamkeit seitens der Arbeitnehmenden, durch technische Störungen oder durch die Bodenbeschaffenheit (nass, uneben, rutschig, sandig usw.) eintreten. Weitere Gefährdungen entstehen in Zusammenhang mit Wartungsarbeiten an den automatisierten Fahrzeugen oder der Instandhaltung von Anlagen, die sich auf den FTS-Fahrwegen befinden.
FTS werden normalerweise nicht allein benutzt, sondern sind (ergänzende) Elemente eines Produktions- oder Logistiksystems. Es bestehen Schnittstellen mit anderen automatisierten Anlagen, woraus zumeist ein komplexes System erwächst. Und: automatisierte Logistik birgt besondere Risiken.
Schon vor der Einführung eines FTS müssen die Sicherheit, Infrastruktur und die Kompatibilität mit dem gewählten System berücksichtigt werden. Insbesondere in bestehenden Räumlichkeiten, da zusätzliche Platzbeschränkungen bestehen.
Bei einem komplexen System muss besonders auf die Schnittstellen zwischen Maschinen und FTS geachtet werden, und eine Risikoanalyse ist erforderlich um festzustellen, ob Massnahmen hinsichtlich der Einrichtungen oder der FTS zu treffen sind. Diese Punkte müssen bereits zu Beginn des Projekts mit dem Installationslieferanten besprochen werden. In der Checkliste Arbeitsmittel. Sicherheit beginnt beim Kauf finden Sie zahlreiche Informationen zu diesem Thema.
Auf alle Fälle sind vor der Inbetriebnahme einer Maschine folgende Hauptpunkte zu überprüfen:
Sowohl die Betreiber als auch die Mitarbeitenden im Umfeld von FTS müssen die potenziellen Gefahren kennen, die von automatisierten Fahrzeugen ausgehen, und sich über Notfallmassnahmen im Klaren sein. Die vollständige Liste der bei Inbetriebnahme zu prüfenden Punkte finden Sie in der Abnahmecheckliste für Arbeitsmittel .
Es ist nur selten der Fall, dass fahrerlose Flurförderzeuge in einer «gesicherten» Zone arbeiten, die räumlich abgetrennt und ausschliesslich für FTS reserviert ist. In der Regel kommen sie in Bereichen zum Einsatz, die auch von Personen und anderen Fahrzeugen genutzt werden. Folglich können durch diese Koexistenz Situationen entstehen, die Risiken für Personen mit sich bringen.
Kreuzung von FTS-Fahrbahnen und Fussgängerzonen.
Im Allgemeinen werden gemeinsam genutzte Zonen bevorzugt, da sie nicht ausschliesslich für FTS reserviert sind und sich Personen in unmittelbarer Nähe der FTS oder auf ihren Fahrwegen befinden dürfen. Ausschliesslich für Personen reservierte Verkehrswege hingegen müssen von den Fahrwegen der FTS getrennt sein, wobei eine entsprechende Unterweisung der Personen und eine Bodenmarkierung ausreichen können. In Bereichen mit hohem Personenaufkommen oder zur Kanalisierung (beispielsweise an Kreuzungen, am Wegrand oder an den Enden der Werkhalle) kann das Aufstellen einer Absperrung notwendig sein.
Absperrung, die den direkten Zugang von Personen zur FTS-Fahrbahn verhindert.
Um die Sicherheit von Personen in den begrenzten / geschützten Zonen zu gewährleisten, sind folgende Grundregeln zu beachten:
Beispiel für die korrekte Dimensionierung von Verkehrswegen für Fussgänger, Kraftfahrzeuge und FTS.
Wenn der von Personen genutzte Weg unbedingt die Fahrwege oder Arbeitsbereiche der FTS kreuzen muss, sind besondere Massnahmen zu ergreifen, wie beispielsweise:
Auf den FTS-Verkehrswegen dürfen keine festen Arbeitsplätze vorhanden sein. Es ist auch wichtig zu vermeiden, dass sich Arbeitsplätze in unmittelbarer Nähe der FTS-Verkehrswege befinden.
Wenn es aus betrieblichen Gründen oder aufgrund der vorhandenen Infrastruktur nicht möglich ist, den Arbeitsplatz zu verlegen, müssen Maßnahmen ergriffen werden, um den Zugang von Personen zu den Fahrwegen zu verhindern. Dies kann durch das Aufstellen einer räumlichen Trennung zwischen dem Arbeitsplatz und dem Fahrweg der FTS erfolgen.
Der von einem fahrenden FTS oder Stapler auf den Boden projizierte, blaue Lichtkegel («Blue Spot») signalisiert die Ankunft des Fahrzeugs und verbessert seine Sichtbarkeit.
Zwischen FTS und der Infrastruktur muss ein Mindestabstand von 50 cm eingehalten werden. Falls dies nicht garantiert werden kann, müssen eine Risikoanalyse durchgeführt und die entsprechenden Massnahmen getroffen werden.
Diese Massnahmen können beispielsweise darin bestehen, eine Bodenmarkierung anzubringen, den Zugang zu diesen Zonen zu beschränken, in unmittelbarer Nähe eine Not-Halt-Einrichtung für FTS anzubringen, die Geschwindigkeit der FTS zu reduzieren, den automatischen Wiederanlauf der FTS zu verhindern oder die FTS mit seitlichen Näherungssensoren auszustatten.
Wenn FTS Arbeitsplätze beliefern oder dort Waren empfangen sollen, müssen Abgabe- und Aufnahmestationen definiert werden. Idealerweise lagert das FTS die Ware auf einer Seite ab oder holt sie auf der gleichen Seite ab, während der Mitarbeitende die Ware von der gegenüberliegenden Seite bringt und entnimmt. Dies vermeidet, dass sich der Mitarbeitende auf dem Fahrweg und im Aktionsbereich des FTS befindet.
FTS werden zum Transport von Lasten verwendet und sind daher mit speziellen Vorrichtungen ausgerüstet, um Ladungen wie Paletten, Rollen, Behälter usw. aufzunehmen. Deshalb sind die Gefahrenzonen je nach Lastaufnahmemittel unterschiedlich. Ein Herunterfallen der transportierten Lasten kann nicht ausgeschlossen werden.
Das Be- oder Entladen der von den FTS transportierten Güter geschieht durch das FTS selbst in zwei möglichen Formen: Zu oder von automatischen Bearbeitungsanlagen oder einfach in einem Lagerbereich. Für die Übergabe und Übernahme der Güter zwischen FTS und den technischen Anlagen (wie Förderanlage, Lagersystem, Produktions- oder Verpackungsmaschine usw.) ist im Normalbetrieb im Allgemeinen kein Eingreifen von Arbeitnehmenden erforderlich. Trotzdem finden in dieser Phase der Übergabe und Übernahme von Gütern bisweilen auch damit verbundene, von Arbeitnehmenden ausgeführte Tätigkeiten statt, wie das Scannen der Warencodes.
Das Be- und Entladen der Güter auf technische Anlagen ist deshalb eine besonders kritische Phase, denn es ergeben sich oft mechanische Gefährdungen wie Quetschen oder Scheren zwischen dem FTS oder den transportierten Gütern und den Warenablagevorrichtungen. Bei solchen Aktivitäten ist es manchmal nötig, die Einrichtungen der FTS zur Personenerkennung (Laserscanner) automatisch zu deaktivieren. Dies ist zu vermeiden oder es sind andere Massnahmen zu ergreifen, wie:
Lagerräume, in denen FTS im Einsatz sind, werden meist auch von Arbeitnehmenden genutzt, die dort Güter manuell ablegen oder entnehmen. Daher ist es wichtig, entsprechende Massnahmen für die Gewährleistung der Sicherheit zu treffen, beispielsweise die gemeinsam genutzten Bereiche auf ein Minimum zu beschränken, die Geschwindigkeit der FTS zu begrenzen und zwischen den Gütern Platz zum Ausweichen einzuplanen.
Die Konstrukteure müssen ihre Fahrzeuge so bauen, dass die Sicherheitsanforderungen eingehalten werden, und dabei sowohl die vorgesehene Verwendung als auch die Ergebnisse der in Anlehnung an die Norm EN ISO 12100 durchgeführten Risikobeurteilung berücksichtigen. Die angemessene Lösung kann aus einer Kombination verschiedener Möglichkeiten bestehen. Die heute mehrheitlich angewandten technischen Massnahmen entstammen unterschiedlichen Technologien, wie Laserscanner, druckempfindliche Prellvorrichtungen und Lichtschranken. Alle diese Einrichtungen sollen Zusammenstösse vermeiden oder sie zumindest abdämpfen, indem die gefährlichen Bewegungen schnellstmöglich gestoppt werden.
In bestimmten Fällen kann sich die allgemeine Anpassung des Steuerungssystems an die Sicherungsmassnahmen schwierig gestalten. Manche Einrichtungen sind sehr effizient, wie beispielsweise Laserscanner, aber in bestimmten Situationen nur schwer nutzbar (Beispiel: Heranfahren zur Lastübernahme).
Diese Art von Schutzeinrichtung wird für die Erkennung von Personen oder Objekten verwendet. Sie sind in der Regel vorn und manchmal auch hinten am FTS angebracht und dienen der horizontalen Überwachung des Fahrbereichs innerhalb einer bestimmten Distanz. Dabei sind mindestens zwei Erkennungsbereiche konfiguriert. Der Eintritt eines Objekts oder einer Person in diese Bereiche löst Aktionen aus:
Die Grösse dieser beiden Felder kann variieren und hängt hauptsächlich von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und dessen Bremsleistung ab. Diese Bemessung erfolgt unter der Annahme, dass sich die auf dem Streckenverlauf des FTS befindlichen Objekte nicht bewegen.
Ein Zusammenstoss mit Personen, die den Weg kreuzen, oder mit sich bewegenden Fahrzeugen kann somit nicht ausgeschlossen werden. Die Vorrichtungen zur Hinderniserkennung müssen möglichst tief – nicht höher als 200mm über Boden – angebracht sein. Es ist wichtig, die Verkehrswege der FTS genau zu definieren und auf deren Fahrweg nichts zu lagern oder abzustellen, denn die Hinderniserkennung ist nicht in der Lage, alles zu erkennen.
Laser-Personenerkennungssystem
Bei diesem System von Kontaktsensoren handelt sich nicht um Standardkomponenten, die für jeden Einsatz geeignet sind. Sie werden individuell angefertigt und speziell an das Fahrzeug und dessen Verwendung angepasst.
Diese früher häufig verwendete Vorrichtung ist jedoch weniger für Fahrten bei hoher Geschwindigkeit geeignet. Deshalb ist sie zu einer ergänzenden Massnahme geworden, die in bestimmten Fällen andere technische Massnahmen unterstützt.
Die druckempfindliche Schaltleiste ist ein normiertes Element und muss den Anforderungen der Norm EN ISO 13856-3 entsprechen.
Nach einem Stillstand von über 10 Sekunden muss das FTS ein akustisches und/oder visuelles Signal von mindestens 2 Sekunden Dauer aktivieren, bevor es sich wieder in Bewegung setzt. In potenziellen Gefahrensituationen muss ein Warnsignal (akustisch oder optisch) aktiviert werden.
Wenn sich das FTS in eine Richtung bewegt, die nicht durch Personenerkennungssysteme geschützt ist, muss es ein abweichendes Signal von sich geben.
Ein akustisches Warnzeichen kann auch an Stellen angebracht sein, die für Personen unübersichtlich sind, um diesen das herannahende FTS zu signalisieren.
Die Fahrwege von FTS sind soweit wie möglich von den Fahrwegen anderer Fahrzeuge wie z.B. Sitz-Gabelstaplern zu trennen. Es müssen Verhaltensregeln für die Fahrer der Fahrzeuge aufgestellt und regelmässig unterwiesen werden.
Wenn Gabelstapler und FTF die gleichen Fahrspuren benutzen, müssen alle diese Fahrzeuge in die gleiche Richtung fahren. Ausserdem muss ihre Geschwindigkeit angepasst werden. Bei der Bestimmung der Höchstgeschwindigkeit anderer motorisierter Fahrzeuge sind die Geschwindigkeit der FTS, die Sichtweite anderer Fahrzeuglenkenden, die Fahrspurbreite, die Verkehrsdichte und der Geräuschpegel zu berücksichtigen (Wahrnehmung von FTF-Warnsignalen durch den Fahrer).
Es ist unabdingbar, dass FTS-Anwesenheits-Erkennungssysteme auch die Bewegungen anderer Fahrzeuge registrieren. Der Erkennungsbereich für Personen oder Objekte auf dem Fahrweg der FTS (z. B. durch einen Laserscanner) muss dementsprechend bemessen sein. Denn in der Regel sind diese Erkennungsbereiche für unbewegliche Objekte oder Personen bemessen und nicht für in Bewegung befindliche Fahrzeuge.
FTS müssen über Not-Halt-Vorrichtungen verfügen, die deutlich sichtbar, eindeutig identifizierbar und gut zugänglich sein müssen, an beiden Enden und auf beiden Seiten des Fahrzeugs.
Wenn auf der Seite, auf der die Last transportiert wird, kein Not-Aus montiert werden kann, müssen andere Not-Aus-Einrichtungen so nahe wie möglich platziert werden.
Im Allgemeinen gibt es für die Verwendung dieser Fahrzeuge im Sonderbetrieb eine lokale Steuerung für das manuelle Bedienen der Fahrzeugfunktionen. Der Zugriff auf diese Betriebsart muss durch einen Betriebsartenwahlschalter mit Schlüssel oder Passwort beschränkt werden, sodass sie nur für fachlich qualifiziertes Personal zugänglich ist.
In den meisten Fällen verfügen FTS über eine lokale, manuelle bedienbare Steuerungseinheit, mit der sie in einem bestimmten Modus betrieben werden können. Die manuelle Betriebsart ist durch einen Betriebswahlschalter mit Schlüssel oder Passwort abzusichern, damit nur qualifiziertes Personal diese aktivieren kann.
Die manuelle Betriebsart muss dem Bautyp "Steuerung mit Haltefunktion" (Zustimmeinrichtung) entsprechen, d.h. so ausgelegt sein, dass nur eine absichtliche manuelle Betätigung möglich ist. Die Systeme zur Erkennung von Personen können dabei deaktiviert werden.
Instandhaltungsarbeiten an FTS und FTS-Fahrwegen dürfen nur gemäss den Angaben in der Betriebsanleitung des Herstellers und durch sachkundiges und entsprechend geschultes Personal ausgeführt werden. Sie sind unerlässlich, um einen sicheren Betrieb garantieren zu können.
Wenn Arbeiten an den Fahrwegen oder in unmittelbarer Nähe der Fahrwege erforderlich sind (wie Reinigung, Instandsetzung, Bodenpflege oder Wartung der Beleuchtungsanlagen), sind entsprechende Vorsichtsmassnahmen nötig, um jeglichen Zusammenstoss mit den FTS zu verhindern.
Idealerweise muss der Verkehr von FTS auf diesem Fahrweg stillgelegt und in jedem Fall ein Hindernis zwischen dem Einsatzort und einem möglicherweise herannahenden FTS aufgestellt werden, damit das FTS durch das Hindernis gestoppt wird und nicht durch das Wartungspersonal oder das verwendete Werkzeug (beispielsweise Leiter).
Die Instandhaltungsmassnahmen sind zu dokumentieren und das betreffende Personal muss entsprechend geschult sein.
Das Thema innerbetrieblicher Verkehr und Lagerung ist von zentraler Bedeutung für die Arbeitssicherheit und wird deshalb in der Verordnung über die Verhütung von Unfällen und Berufskrankheiten (VUV) eingehend behandelt. Insbesondere in Artikel 3 : Pflichten der Arbeitgeber und Arbeitnehmer betreffend Schutzmassnahmen und Schutzeinrichtungen; Artikel 19: Verkehrswege, Artikel 24: Arbeitsmittel sowie Artikel 28: Schutzeinrichtungen und Schutzmassnahmen.
Auch das Arbeitsgesetz (ArG) und seine Verordnungen 3 und 4 enthalten grundlegende Bestimmungen zum innerbetrieblichen Verkehr und zur Lagerung.
Um die Sicherheit beim innerbetrieblichen Transport und der Lagerung zu gewährleisten, wird im Bundesgesetz über die Produktesicherheit (PRSg) Art. 3 von den Herstellern verlangt, dass sie Produkte für solche Tätigkeiten sicher gestalten. Die Anforderungen für die Sicherheit und den Gesundheitsschutz werden in Anhang 1 der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG und in einschlägigen Normen konkretisiert.
Norm EN ISO 3691-4:2020
Industrial trucks — Safety requirements and verification — Part 4: Driverless industrial trucks and their systems (Ausgabe 2020, Englisch. Deutsche Übersetzung in Vorbereitung)
Norm DIN EN ISO 24134:2018
Flurförderzeuge - Zusätzliche Anforderungen für automatische Funktionen von Staplern