Đánh giá rủi ro an toàn cho HMI: Nền tảng vững chắc cho hệ thống điều khiển an toàn trong sản xuất công nghiệp

HMI là cầu nối thiết yếu giữa người vận hành và hệ thống máy móc phức tạp, cho phép giám sát, điều khiển và tương tác với các quy trình công nghiệp. HMI cung cấp một giao diện trực quan, hiển thị dữ liệu thời gian thực và cho phép người vận hành can thiệp vào quy trình. Các lỗi thiết kế giao diện, lỗ hổng bảo mật hoặc hiểu lầm của người vận hành có thể dẫn đến tai nạn nghiêm trọng, gây thương vong về người và thiệt hại tài sản. Do đó, việc đánh giá rủi ro an toàn cho HMI là một bước không thể thiếu để đảm bảo an toàn chức năng tổng thể của hệ thống, giảm thiểu khả năng xảy ra sự cố. Bài viết này sẽ đi sâu vào quy trình đánh giá rủi ro an toàn cho HMI, bao gồm các bước từ nhận diện mối nguy đến đánh giá và giảm thiểu rủi ro.

1. Khái niệm và tầm quan trọng của đánh giá rủi ro an toàn cho HMI

Đánh giá rủi ro an toàn cho HMI là một quá trình có hệ thống nhằm nhận diện, phân tích và đánh giá các mối nguy tiềm ẩn liên quan đến tương tác của người vận hành với HMI, từ đó đưa ra các biện pháp giảm thiểu rủi ro để đảm bảo an toàn chức năng tổng thể của hệ thống.

1.1. Đánh giá rủi ro an toàn là gì?

Đánh giá rủi ro an toàn là một quá trình có cấu trúc nhằm xác định, phân tích và quản lý các rủi ro có thể gây hại cho con người hoặc tài sản. Định nghĩa chung của đánh giá rủi ro an toàn bao gồm quá trình nhận diện mối nguy tiềm ẩn, phân tích khả năng xảy ra và mức độ nghiêm trọng của chúng, và sau đó đánh giá liệu rủi ro có thể chấp nhận được hay không dựa trên các tiêu chí đã định. Mục tiêu chính của đánh giá rủi ro là giảm thiểu khả năng xảy ra tai nạn hoặc thiệt hại đến mức thấp nhất có thể chấp nhận được, thông qua việc áp dụng các biện pháp kiểm soát hiệu quả.

1.2. Tại sao cần đánh giá rủi ro an toàn cho HMI?

Việc đánh giá rủi ro an toàn cho HMI là cực kỳ cần thiết vì HMI là điểm tương tác chính giữa người và máy, ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn chức năng và tiềm ẩn nhiều loại rủi ro đa dạng. HMI là điểm tương tác chính, người vận hành ra quyết định và thực hiện hành động thông qua HMI, đây là nguồn tiềm tàng của lỗi người vận hành nếu giao diện không được thiết kế tối ưu. HMI ảnh hưởng đến an toàn chức năng của toàn bộ hệ thống; mặc dù HMI có thể không trực tiếp thực thi chức năng an toàn, nhưng cách nó hiển thị thông tin hoặc cho phép tương tác có thể làm ảnh hưởng đến hiệu quả của các chức năng an toàn cốt lõi.

Rủi ro HMI rất đa dạng, chúng bao gồm các lỗi thiết kế giao diện gây hiểu lầm, lỗi phần mềm, đến lỗ hổng bảo mật có thể bị khai thác. Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 làm tăng thêm tính phức tạp của hệ thống, yêu cầu quy trình đánh giá rủi ro an toàn cho HMI phải toàn diện hơn.

Ngoài ra, nhiều tiêu chuẩn an toàn HMI yêu cầu xem xét HMI một cách cụ thể trong quá trình đánh giá rủi ro tổng thể của máy móc. Cuối cùng, việc đánh giá và thiết kế HMI an toàn không chỉ giảm rủi ro mà còn cải thiện hiệu suất vận hành, nâng cao hiệu quả và sự tự tin của người vận hành, giảm thiểu thời gian ngừng máy không mong muốn.

2. Các bước trong quy trình đánh giá rủi ro an toàn cho HMI

Quy trình đánh giá rủi ro an toàn cho HMI bao gồm các bước có hệ thống từ nhận diện mối nguy đến kiểm soát và xác minh, nhằm đảm bảo các rủi ro được đánh giá và giảm thiểu một cách toàn diện để đạt được an toàn tối ưu.

2.1. Nhận diện mối nguy HMI (Hazard Identification)

Bước đầu tiên trong đánh giá rủi ro là nhận diện các mối nguy tiềm ẩn liên quan trực tiếp đến HMI, bao gồm các tình huống, điều kiện hoặc lỗi có thể dẫn đến thương tích hoặc thiệt hại. Việc nhận diện mối nguy HMI là quá trình xác định các tình huống, điều kiện hoặc lỗi tiềm ẩn liên quan đến tương tác của người vận hành với HMI có thể dẫn đến thương tích hoặc thiệt hại.

Các nguồn mối nguy HMI phổ biến bao gồm:

• Lỗi thiết kế giao diện: Bố cục lộn xộn, sử dụng màu sắc không rõ ràng, biểu tượng khó hiểu, hoặc thông báo mơ hồ có thể gây hiểu lầm cho người vận hành.
• Lỗi phần mềm HMI: HMI bị đóng băng, hiển thị sai dữ liệu, phản hồi chậm, hoặc gặp các lỗi lập trình khác.
• Lỗi thao tác người vận hành: Nhấn nhầm nút, hiểu sai thông tin hiển thị, hoặc bỏ qua cảnh báo quan trọng do thiết kế không rõ ràng.
• Thiếu thông tin hoặc thông tin không chính xác: HMI không hiển thị đủ dữ liệu cần thiết cho việc ra quyết định an toàn, hoặc hiển thị dữ liệu sai lệch so với trạng thái thực tế của quy trình.
• Bảo mật HMI: Truy cập trái phép, tấn công mạng (như virus, ransomware) có thể làm thay đổi hoặc vô hiệu hóa các chức năng HMI, gây mất kiểm soát.
• Yếu tố môi trường: Ánh sáng chói, độ rung quá mức, nhiệt độ cao hoặc thấp, hoặc bụi bẩn có thể ảnh hưởng đến khả năng nhìn rõ hoặc thao tác HMI của người vận hành.

2.2. Phân tích và ước lượng rủi ro (Risk Analysis & Estimation)

Sau khi nhận diện mối nguy, bước tiếp theo là phân tích và ước lượng rủi ro bằng cách đánh giá khả năng xảy ra và mức độ nghiêm trọng của từng mối nguy đã được xác định. Phân tích và ước lượng rủi ro là quá trình đánh giá khả năng xảy ra (Probability) và mức độ nghiêm trọng (Severity) của các mối nguy đã nhận diện liên quan đến HMI.

Các yếu tố cần xem xét trong quá trình này bao gồm:

• Tần suất tiếp xúc: Mức độ thường xuyên mà người vận hành tiếp xúc với chức năng HMI có rủi ro tiềm ẩn.
• Khả năng tránh được: Liệu mối nguy có thể được người vận hành nhận biết và tránh hoặc giảm thiểu một cách dễ dàng hay không.
• Mức độ nghiêm trọng của hậu quả: Đánh giá hậu quả tiềm ẩn nếu mối nguy xảy ra (ví dụ: thương tích nhẹ, thương tích nghiêm trọng, tử vong, thiệt hại tài sản đáng kể). Ma trận rủi ro thường được sử dụng để định lượng rủi ro (ví dụ: gán các mức độ như thấp, trung bình, cao, rất cao) dựa trên sự kết hợp của khả năng xảy ra và mức độ nghiêm trọng.

2.3. Đánh giá rủi ro (Risk Evaluation)

Đánh giá rủi ro là bước so sánh mức độ rủi ro ước lượng với mức rủi ro chấp nhận được của tổ chức hoặc ngành để đưa ra quyết định có cần thêm biện pháp giảm thiểu hay không. Mục tiêu của đánh giá rủi ro là quyết định xem mức rủi ro hiện tại có thể chấp nhận được hay không, hay có cần các biện pháp giảm thiểu rủi ro bổ sung. Quy trình này thường dựa trên các tiêu chí nội bộ của công ty hoặc các quy định của ngành và tiêu chuẩn an toàn.

2.4. Giảm thiểu rủi ro (Risk Reduction)

Giảm thiểu rủi ro là việc áp dụng các biện pháp kiểm soát để giảm rủi ro xuống mức chấp nhận được, tập trung vào việc cải thiện thiết kế HMI, kiểm soát truy cập và đào tạo người vận hành. Giảm thiểu rủi ro bao gồm việc áp dụng các biện pháp kiểm soát để giảm rủi ro xuống mức chấp nhận được theo thứ tự ưu tiên (loại bỏ, thay thế, kiểm soát kỹ thuật, kiểm soát hành chính, PPE).

Các biện pháp giảm thiểu rủi ro HMI cụ thể bao gồm:

Thiết kế giao diện an toàn (Ergonomic Design):

• Đảm bảo rõ ràng và trực quan: Sử dụng màu sắc, biểu tượng, bố cục chuẩn công nghiệp (ví dụ: thiết kế HMI hiệu suất cao theo ISA 101.01) để tránh gây hiểu lầm.
• Cung cấp phản hồi tức thì: Đảm bảo HMI phản hồi rõ ràng cho mọi thao tác của người vận hành bằng hình ảnh, âm thanh hoặc rung.
• Giảm thiểu lỗi thao tác: Sử dụng các biện pháp như xác nhận kép cho các hành động quan trọng, vô hiệu hóa các nút không hợp lệ khi các điều kiện tiên quyết chưa được đáp ứng.

Kiểm soát truy cập HMI và phân quyền: Chỉ cho phép những người có thẩm quyền truy cập và thực hiện các chức năng quan trọng trên HMI.

Cải thiện bảo mật HMI: Bảo vệ HMI khỏi các cuộc tấn công mạng, sử dụng phần mềm an toàn và cập nhật thường xuyên.

Đào tạo người vận hành: Huấn luyện chuyên sâu về cách sử dụng HMI an toàn, cách nhận biết và phản ứng với các cảnh báo, và hiểu rõ các quy trình vận hành an toàn.

Tích hợp chặt chẽ với hệ thống an toàn chức năng: Đảm bảo HMI hiển thị chính xác trạng thái từ PLC an toàn và không bao giờ thay thế logic an toàn cốt lõi.

2.5. Xác minh hiệu quả giảm thiểu rủi ro (Verification of Risk Reduction)

Bước cuối cùng là xác minh hiệu quả giảm thiểu rủi ro bằng cách kiểm tra và xác nhận rằng các biện pháp đã được thực hiện và hoạt động như mong đợi để đạt được mức an toàn chấp nhận được. Xác minh hiệu quả giảm thiểu rủi ro là quá trình kiểm tra và xác nhận rằng các biện pháp giảm thiểu đã được thực hiện một cách chính xác và hiệu quả như mong đợi.

Các phương pháp xác minh bao gồm kiểm thử chức năng của HMI, đánh giá khả năng sử dụng với người dùng thực để phát hiện các vấn đề chưa được giải quyết, kiểm tra bảo mật để đảm bảo không có lỗ hổng mới, và đánh giá sau triển khai để thu thập phản hồi từ người vận hành thực tế.

3. Các loại rủi ro HMI và chiến lược giảm thiểu

Rủi ro HMI rất đa dạng, từ lỗi thiết kế giao diện đến các vấn đề bảo mật và yếu tố con người, đòi hỏi các chiến lược giảm thiểu cụ thể và hiệu quả để đảm bảo an toàn tối ưu.

3.1. Rủi ro do lỗi thiết kế giao diện (UI/UX)

Lỗi thiết kế giao diện HMI là nguyên nhân phổ biến gây ra rủi ro, bao gồm bố cục không rõ ràng, màu sắc và biểu tượng gây nhầm lẫn, trực tiếp dẫn đến lỗi người vận hành. Lỗi thiết kế giao diện bao gồm bố cục lộn xộn, sử dụng màu sắc không rõ ràng hoặc không nhất quán, biểu tượng khó hiểu, và thông báo mơ hồ, tất cả đều có thể gây ra lỗi người vận hành. Hậu quả của những lỗi này bao gồm thao tác sai, chậm trễ trong phản ứng với các tình huống nguy hiểm, hoặc bỏ qua cảnh báo quan trọng.

Chiến lược giảm thiểu rủi ro này bao gồm:

• Thiết kế giao diện an toàn: Tuân thủ các nguyên tắc UI/UX chuẩn công nghiệp như ISA 101.01, sử dụng thiết kế HMI hiệu suất cao tập trung vào sự rõ ràng, đơn giản và phù hợp với người vận hành.
• Kiểm tra khả năng sử dụng: Thực hiện các bài kiểm tra nghiêm ngặt với người dùng thực trong môi trường mô phỏng để phát hiện các vấn đề về khả năng sử dụng và nhầm lẫn.
• Sử dụng phản hồi rõ ràng: Áp dụng âm thanh, hình ảnh (nhấp nháy, thay đổi màu sắc) và phản hồi rung (haptic feedback) để xác nhận thao tác hoặc cảnh báo tình huống nguy hiểm.

3.2. Rủi ro phần mềm và hệ thống

Rủi ro phần mềm và hệ thống bao gồm các vấn đề như lỗi phần mềm HMI, hiển thị dữ liệu sai lệch hoặc phản hồi chậm, có thể dẫn đến thông tin không chính xác và mất kiểm soát. Rủi ro phần mềm và hệ thống bao gồm lỗi phần mềm HMI (như crash, đóng băng), hiển thị dữ liệu sai so với trạng thái thực tế, phản hồi chậm trạp, hoặc không đồng bộ với hệ thống điều khiển chính.

Hậu quả của những rủi ro này là thông tin sai lệch dẫn đến quyết định sai của người vận hành, gián đoạn vận hành, và thậm chí là mất kiểm soát quy trình.

Chiến lược giảm thiểu rủi ro này bao gồm:

• Phát triển phần mềm theo quy trình nghiêm ngặt: Tuân thủ các tiêu chuẩn về phát triển phần mềm an toàn (nếu có liên quan gián tiếp đến an toàn chức năng).
• Kiểm thử phần mềm toàn diện: Thực hiện kiểm thử đơn vị, kiểm thử tích hợp, và kiểm thử hệ thống để đảm bảo tính ổn định và chính xác.
• Kiến trúc hệ thống tin cậy: Đảm bảo đường truyền dữ liệu an toàn từ PLC an toàn đến HMI, sử dụng các giao thức đáng tin cậy.
• Hệ thống phục hồi lỗi: Thiết kế HMI có khả năng phục hồi khi gặp lỗi, đảm bảo rằng lỗi HMI không gây nguy hiểm cho quy trình.

3.3. Rủi ro bảo mật HMI

Rủi ro bảo mật HMI bao gồm truy cập trái phép và các cuộc tấn công mạng, có thể gây ra sai lệch thông tin hoặc vô hiệu hóa chức năng, đe dọa trực tiếp đến an toàn. Rủi ro bảo mật HMI bao gồm truy cập trái phép vào hệ thống HMI, cũng như các cuộc tấn công mạng như virus, ransomware, hoặc tấn công DDoS có thể làm thay đổi cài đặt, vô hiệu hóa chức năng, hoặc chiếm quyền điều khiển HMI. Hậu quả của những cuộc tấn công này là sai lệch thông tin hiển thị, phá hoại thiết bị, nguy hiểm cho nhân sự, và mất dữ liệu sản xuất quan trọng.

Chiến lược giảm thiểu rủi ro này bao gồm:

• Kiểm soát truy cập HMI chặt chẽ: Triển khai kiểm soát truy cập HMI dựa trên vai trò, sử dụng xác thực mạnh (mật khẩu phức tạp, xác thực đa yếu tố – MFA).
• Bảo mật mạng: Phân đoạn mạng công nghiệp, sử dụng tường lửa mạnh, và VPN cho truy cập từ xa để bảo vệ HMI.
• Cập nhật phần mềm định kỳ: Thường xuyên cập nhật phần mềm và vá các lỗ hổng bảo mật.
• Giám sát và ghi nhật ký: Liên tục giám sát HMI và ghi nhật ký các hoạt động để phát hiện và truy vết các hoạt động bất thường.
• Đánh giá lỗ hổng bảo mật: Thực hiện kiểm tra thâm nhập định kỳ để đánh giá khả năng chống lại các cuộc tấn công.

3.4. Rủi ro do yếu tố con người (Human Factors)

Rủi ro do yếu tố con người phát sinh từ sự mệt mỏi, căng thẳng, thiếu đào tạo hoặc tin tưởng quá mức vào HMI, trực tiếp dẫn đến lỗi người vận hành và phản ứng chậm trễ. Rủi ro do yếu tố con người bao gồm sự mệt mỏi, căng thẳng, thiếu đào tạo chuyên sâu, hoặc tin tưởng quá mức vào HMI, tất cả đều có thể dẫn đến lỗi người vận hành. Hậu quả của những rủi ro này là việc bỏ qua cảnh báo quan trọng, thao tác sai quy trình, hoặc phản ứng chậm trễ trong các tình huống khẩn cấp.

Chiến lược giảm thiểu rủi ro này bao gồm:

• Đào tạo người vận hành toàn diện: Huấn luyện không chỉ về cách sử dụng HMI mà còn về các quy trình an toàn, cách nhận diện và phản ứng với các mối nguy tiềm ẩn.
• Thiết kế giao diện thân thiện: Giảm gánh nặng nhận thức bằng cách trình bày thông tin một cách có tổ chức và dễ hiểu.
• Tích hợp các biện pháp hỗ trợ ra quyết định: Hệ thống có thể gợi ý các hành động khắc phục hoặc quy trình từng bước.
• Giám sát hiệu suất người vận hành (nếu phù hợp): Phát hiện các dấu hiệu mệt mỏi hoặc thao tác bất thường để đưa ra cảnh báo hoặc hỗ trợ kịp thời.

4. Tiêu chuẩn an toàn HMI và vai trò trong đánh giá rủi ro

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn HMI là nền tảng quan trọng trong quá trình đánh giá rủi ro, cung cấp khuôn khổ và yêu cầu để thiết kế HMI an toàn và đảm bảo an toàn chức năng của toàn bộ hệ thống.

4.1. ISO 12100

ISO 12100 là tiêu chuẩn cơ bản về an toàn máy móc, đặt ra nguyên tắc chung cho việc đánh giá và giảm thiểu rủi ro, yêu cầu HMI phải được xem xét trong quá trình này. ISO 12100 mô tả các nguyên tắc cơ bản cho việc thiết kế an toàn của máy móc, bao gồm quy trình đánh giá rủi ro và các biện pháp giảm thiểu rủi ro.

HMI là một phần không thể thiếu của hệ thống máy móc, do đó nó phải được xem xét một cách toàn diện trong quá trình đánh giá rủi ro tổng thể theo ISO 12100. Tiêu chuẩn này yêu cầu đánh giá các mối nguy do tương tác với HMI, bao gồm cả lỗi hiển thị và lỗi thao tác, và đề xuất các biện pháp giảm thiểu rủi ro như thiết kế giao diện an toàn và đào tạo người vận hành.

4.2. ISO 13849

ISO 13849 là tiêu chuẩn quan trọng xác định các yêu cầu thiết kế và đánh giá các bộ phận liên quan đến an toàn của hệ thống điều khiển, dựa trên Performance Level (PL), và hướng dẫn cách HMI có thể hỗ trợ các chức năng này mà không làm giảm PL. ISO 13849 mô tả cách thiết kế các bộ phận liên quan đến an toàn của hệ thống điều khiển để đạt được một Performance Level (PL) cụ thể, từ PLa đến PLe, tương ứng với mức độ giảm thiểu rủi ro.

HMI không tự đạt PL và không được coi là thành phần an toàn trực tiếp. Tuy nhiên, HMI có thể hiển thị trạng thái của các chức năng an toàn đạt PL (ví dụ: hiển thị rằng chức năng dừng khẩn cấp đang hoạt động). Quá trình đánh giá rủi ro an toàn cho HMI cần xem xét liệu việc hiển thị trên HMI có làm suy giảm PL của chức năng an toàn hay không thông qua các lỗi hoặc hiểu lầm.

4.3. IEC 61508

IEC 61508 là tiêu chuẩn cơ bản về an toàn chức năng cho các hệ thống điện/điện tử/điện tử lập trình, và định vị HMI là một “hệ thống hỗ trợ” quan trọng cần được đánh giá rủi ro cẩn thận. IEC 61508 mô tả các yêu cầu cho việc thiết kế, cài đặt, vận hành và bảo trì các hệ thống E/E/PE liên quan đến an toàn để đạt được một Safety Integrity Level (SIL) cụ thể. HMI thường không phải là một hệ thống an toàn (Safety-Related System) theo định nghĩa của IEC 61508.

Tuy nhiên, nó là một “hệ thống hỗ trợ” (support system) quan trọng. Việc đánh giá rủi ro HMI cần xem xét các lỗi HMI có thể ảnh hưởng đến khả năng vận hành an toàn của hệ thống đạt SIL, đảm bảo rằng thông tin hiển thị không gây hiểu lầm hoặc làm chậm phản ứng an toàn.

4.4. IEC 62061

IEC 62061 là tiêu chuẩn áp dụng IEC 61508 cụ thể cho máy móc, sử dụng khái niệm Safety Integrity Level (SIL) để đánh giá mức độ toàn vẹn an toàn, và HMI cũng cần được xem xét trong bối cảnh này. IEC 62061 xác định các yêu cầu về an toàn chức năng cho các hệ thống điều khiển điện, điện tử và điện tử lập trình của máy móc, sử dụng khái niệm Safety Integrity Level (SIL).

Tương tự như IEC 61508, HMI không đóng góp trực tiếp vào SIL của chức năng an toàn. Tuy nhiên, việc đánh giá rủi ro HMI cần đảm bảo HMI không tạo ra rủi ro mới hoặc làm suy giảm chức năng an toàn đã đạt SIL thông qua các lỗi hiển thị hoặc tương tác.

4.5. ISA 101.01

ISA 101.01 cung cấp các khuyến nghị chi tiết về thiết kế HMI để nâng cao hiệu quả vận hành và giảm lỗi con người, trực tiếp hỗ trợ việc giảm thiểu rủi ro HMI và cải thiện an toàn. ISA 101.01 cung cấp các khuyến nghị chi tiết về thiết kế HMI nhằm nâng cao hiệu quả vận hành và giảm lỗi của người vận hành trong hệ thống tự động hóa quy trình.

Vai trò của nó trong đánh giá rủi ro là đưa ra các tiêu chí cụ thể để thiết kế HMI an toàn, giúp nhận diện các mối nguy liên quan đến giao diện và đề xuất các biện pháp giảm thiểu hiệu quả, từ việc lựa chọn màu sắc đến cách trình bày thông báo. Việc tuân thủ tiêu chuẩn này giúp giảm đáng kể rủi ro HMI liên quan đến yếu tố con người.

5. Vòng đời an toàn HMI và chứng nhận

Việc quản lý HMI trong suốt vòng đời an toàn là rất quan trọng để duy trì mức độ an toàn đã đạt được, đồng thời quy trình chứng nhận an toàn HMI đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan và xác nhận tính toàn vẹn của nó.

5.1. Vòng đời an toàn (Safety Lifecycle) cho HMI

Áp dụng các nguyên tắc của vòng đời an toàn chức năng vào HMI là cần thiết để quản lý rủi ro và duy trì an toàn xuyên suốt quá trình vận hành. Mặc dù HMI không phải là thành phần an toàn cốt lõi, việc áp dụng các nguyên tắc của vòng đời an toàn chức năng (từ IEC 61508) vào HMI giúp quản lý rủi ro và duy trì an toàn xuyên suốt quá trình vận hành.

Các giai đoạn chính của vòng đời an toàn cho HMI bao gồm:

• Phân tích (Analysis): Giai đoạn này thực hiện đánh giá rủi ro an toàn cho HMI, xác định các yêu cầu an toàn cụ thể cho HMI.
• Thiết kế (Design): Bao gồm thiết kế giao diện an toàn, lựa chọn phần cứng và phần mềm HMI phù hợp để đáp ứng các yêu cầu đã xác định.
• Thực hiện (Implementation): Liên quan đến lập trình HMI, cấu hình kiểm soát truy cập HMI và tích hợp với các hệ thống an toàn.
• Xác minh (Verification): Giai đoạn này bao gồm kiểm thử chức năng, kiểm tra khả năng sử dụng, và đánh giá bảo mật HMI để đảm bảo HMI hoạt động đúng và an toàn.
• Vận hành & Bảo trì (Operation & Maintenance): Bao gồm giám sát hiệu suất HMI, cập nhật phần mềm định kỳ, và đào tạo lại người vận hành để đảm bảo họ luôn sử dụng HMI một cách an toàn.
• Thay đổi (Modification): Mọi thay đổi đối với HMI phải trải qua quy trình đánh giá rủi ro an toàn cho HMI lại để đảm bảo không tạo ra rủi ro mới.

5.2. Chứng nhận an toàn HMI

Chứng nhận an toàn HMI là quá trình xác nhận rằng HMI tuân thủ các tiêu chuẩn và yêu cầu an toàn liên quan, đảm bảo tính toàn vẹn và độ tin cậy của giao diện. Chứng nhận an toàn HMI là quá trình xác nhận rằng HMI tuân thủ các tiêu chuẩn và yêu cầu an toàn liên quan. Lưu ý rằng HMI hiếm khi được chứng nhận là một “hệ thống an toàn” độc lập theo SIL hoặc PL. Thay vào đó, việc chứng nhận tập trung vào việc HMI có đáp ứng các yêu cầu về khả năng sử dụng, khả năng hiển thị thông tin chính xác từ hệ thống an toàn, và không tạo ra rủi ro HMI mới.

Các yếu tố thường được chứng nhận bao gồm:

• Tuân thủ tiêu chuẩn UI/UX: HMI tuân thủ các tiêu chuẩn như ISA 101.01 hoặc các hướng dẫn về công thái học để đảm bảo dễ sử dụng và giảm lỗi.
• Tính toàn vẹn dữ liệu: Khả năng hiển thị chính xác và kịp thời dữ liệu từ các hệ thống an toàn mà không bị sai lệch.
• Khả năng phục hồi lỗi: HMI được thiết kế để không gây nguy hiểm cho quy trình khi gặp lỗi phần mềm hoặc phần cứng.
• Bảo mật: Đánh giá khả năng chống lại các cuộc tấn công mạng nhằm vào HMI. Các cơ quan chứng nhận như TÜV Rheinland, UL, DNV GL có thể cung cấp dịch vụ đánh giá và chứng nhận tuân thủ cho các khía cạnh liên quan đến HMI trong hệ thống an toàn tổng thể.

Dưới đây là bảng tóm tắt mối liên hệ giữa các tiêu chuẩn an toàn và vai trò của chúng trong việc đánh giá rủi ro HMI:

Tiêu chuẩn	Lĩnh vực chính	Mối liên hệ với HMI trong đánh giá rủi ro
ISO 12100	Nguyên tắc chung về thiết kế an toàn máy móc, đánh giá và giảm thiểu rủi ro.	HMI là một phần của máy móc; cần đánh giá rủi ro HMI trong toàn bộ hệ thống để nhận diện mối nguy do tương tác và đề xuất biện pháp giảm thiểu.
ISO 13849	Yêu cầu thiết kế và đánh giá các bộ phận liên quan đến an toàn của hệ thống điều khiển (Performance Level – PL).	HMI không đạt PL nhưng hiển thị trạng thái của chức năng an toàn đạt PL. Đánh giá rủi ro xem xét liệu HMI có làm suy giảm PL thông qua lỗi hiển thị/thao tác không.
IEC 61508	An toàn chức năng cho hệ thống E/E/PE liên quan đến an toàn (Safety Integrity Level – SIL).	HMI là “hệ thống hỗ trợ” cho chức năng an toàn; đánh giá rủi ro đảm bảo lỗi HMI không ảnh hưởng đến khả năng vận hành an toàn của hệ thống đạt SIL.
IEC 62061	An toàn chức năng cho hệ thống điều khiển máy móc, áp dụng SIL.	Tương tự IEC 61508; đánh giá rủi ro xác nhận HMI không tạo ra rủi ro mới hoặc làm suy giảm chức năng an toàn đã đạt SIL thông qua lỗi hiển thị/tương tác.
ISA 101.01	Giao diện người máy cho hệ thống tự động hóa quy trình.	Cung cấp các tiêu chí cụ thể để thiết kế giao diện an toàn, giúp nhận diện các mối nguy liên quan đến UI/UX và đề xuất biện pháp giảm thiểu rủi ro HMI do lỗi người vận hành.

6. Kết luận

Việc đánh giá rủi ro an toàn cho HMI không chỉ là một yêu cầu tuân thủ mà còn là một khoản đầu tư chiến lược để bảo vệ con người, tài sản và tối ưu hóa hiệu quả vận hành trong sản xuất công nghiệp. HMI là một thành phần không thể thiếu trong hệ thống điều khiển hiện đại, và việc bỏ qua các rủi ro liên quan đến nó có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng. Bằng cách thực hiện một quy trình đánh giá rủi ro an toàn cho HMI có hệ thống – từ phân tích mối nguy HMI đến triển khai các biện pháp giảm thiểu như thiết kế giao diện an toàn, kiểm soát truy cập HMI chặt chẽ và tăng cường bảo mật HMI – các doanh nghiệp có thể chủ động kiểm soát các rủi ro HMI tiềm ẩn. Việc tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn an toàn HMI quốc tế như ISO 12100, ISO 13849, IEC 61508, IEC 62061 và quản lý HMI theo vòng đời an toàn là then chốt để đảm bảo an toàn chức năng tổng thể và giảm thiểu lỗi người vận hành