Phương pháp Đánh giá Rủi ro khi Triển khai Cobot trong Sản xuất Công nghiệp

Sự phổ biến của robot cộng tác (cobot) đang thúc đẩy quá trình tự động hóa trong sản xuất, nhưng cũng đặt ra yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn. Dù được thiết kế để làm việc an toàn với con người, cobot vẫn tiềm ẩn rủi ro nếu không được đánh giá kỹ lưỡng trước khi triển khai. Bài viết này sẽ phân tích quy trình đánh giá rủi ro cho cobot, từ nhận diện mối nguy đến áp dụng các biện pháp kiểm soát, đồng thời nhấn mạnh vai trò của tiêu chuẩn ISO 10218-1, ISO/TS 15066 và đội ngũ chuyên gia trong đảm bảo vận hành an toàn và hiệu quả.

1. Tổng quan về đánh giá rủi ro và tầm quan trọng

Để đảm bảo an toàn trong thiết kế và vận hành cobot, việc hiểu rõ và thực hiện quy trình đánh giá rủi ro là một bước bắt buộc và không thể thiếu.

1.1. Định nghĩa và mục tiêu của Đánh giá Rủi ro

Đánh giá rủi ro là một quá trình có hệ thống nhằm xác định các mối nguy hiểm tiềm ẩn, ước tính mức độ rủi ro (bao gồm khả năng xảy ra và mức độ nghiêm trọng của hậu quả), sau đó đưa ra các biện pháp giảm thiểu phù hợp để kiểm soát những rủi ro đó. Quá trình này có nhiều mục tiêu quan trọng. Đầu tiên, nó giúp đảm bảo an toàn robot và an toàn cho người lao động làm việc cùng cobot.

Thứ hai, đánh giá rủi ro là công cụ để tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn quốc tế, chẳng hạn như ISO 10218-1 và ISO/TS 15066, vốn là những quy định cốt lõi cho robot công nghiệp và cobot. Thứ ba, quá trình này còn giúp xác định các điểm cần cải thiện trong quy trình hoặc thiết kế hệ thống cobot, từ đó nâng cao hiệu quả và năng suất bằng cách giảm thiểu sự cố và thời gian ngừng hoạt động ngoài ý muốn.

1.2. Tại sao Đánh giá Rủi ro lại quan trọng đối với Cobot?

Đánh giá rủi ro có tầm quan trọng đặc biệt đối với cobot do bản chất hoạt động của chúng. Cobot được thiết kế để làm việc chung với con người mà không cần rào cản vật lý, điều này vô hình trung làm tăng nguy cơ tương tác không mong muốn và tiềm ẩn chấn thương nếu không được kiểm soát. Hơn nữa, đa dạng ứng dụng của cobot, từ lắp ráp, hàn, đến cấp phôi máy, khiến mỗi tác vụ có đặc thù rủi ro riêng cần được phân tích kỹ lưỡng.

Sự phức tạp của các phương thức tương tác người-cobot như Hand Guiding hay SSM đòi hỏi một phân tích rủi ro chi tiết hơn so với robot truyền thống. Cuối cùng, nhiều quốc gia và khu vực pháp lý đã đặt ra yêu cầu pháp lý bắt buộc về việc đánh giá rủi ro đối với hệ thống robot, biến đây thành một bước không thể bỏ qua trước khi triển khai.

2. Các Giai đoạn chính trong phương pháp đánh giá rủi ro Cobot

Phương pháp đánh giá rủi ro khi triển khai cobot bao gồm các giai đoạn tuần tự và có cấu trúc, đảm bảo mọi khía cạnh của hệ thống và môi trường làm việc đều được xem xét kỹ lưỡng để tối ưu hóa an toàn.

2.1. Giai đoạn 1: Xác định Giới hạn và Mối nguy hiểm

Giai đoạn đầu tiên tập trung vào việc thu thập thông tin và nhận diện các yếu tố tiềm ẩn rủi ro. Chúng ta cần xác định giới hạn của hệ thống Cobot, bao gồm phạm vi hoạt động (tầm với, không gian làm việc), khả năng vận hành (tốc độ tối đa, tải trọng tối đa, loại tác vụ mà nó có thể thực hiện), các yếu tố môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, mức độ bụi bẩn), và cách thức giao diện người-máy.

Tiếp theo, cần xác định nhiệm vụ và tương tác của con người một cách chi tiết. Điều này bao gồm liệt kê cụ thể các tác vụ mà cobot sẽ thực hiện và phân tích cách con người sẽ tương tác với cobot ở từng giai đoạn của quy trình (ví dụ: vận hành, lập trình, bảo trì). Cuối cùng, một bước quan trọng là xác định các mối nguy hiểm tiềm ẩn. Các mối nguy này có thể là:

• Mối nguy cơ cơ học: Va chạm, kẹt, nghiền, cắt, hoặc rơi vật liệu.
• Mối nguy hiểm điện: Nguy cơ giật điện hoặc hỏa hoạn do lỗi điện.
• Mối nguy hiểm nhiệt: Bỏng do tiếp xúc với các bộ phận nóng của cobot.
• Mối nguy hiểm tiếng ồn/rung động: Tác động tiêu cực đến sức khỏe người lao động theo thời gian.
• Mối nguy hiểm phần mềm: Lỗi lập trình có thể dẫn đến hoạt động ngoài ý muốn.
• Mối nguy hiểm con người: Lỗi do người vận hành hoặc thiếu đào tạo nhân viên.

2.2. Giai đoạn 2: Ước lượng và Đánh giá Rủi ro

Sau khi xác định được các mối nguy, giai đoạn tiếp theo là ước lượng và đánh giá rủi ro. Việc ước lượng rủi ro bao gồm đánh giá ba yếu tố chính:

• Mức độ nghiêm trọng của chấn thương (Severity): Đánh giá hậu quả tiềm ẩn nếu mối nguy xảy ra, từ chấn thương nhẹ đến tử vong.
• Khả năng xảy ra (Probability/Likelihood): Đánh giá tần suất và khả năng mối nguy hiểm đó sẽ xảy ra.
• Tần suất phơi nhiễm (Exposure): Đánh giá mức độ thường xuyên và thời gian mà con người tiếp xúc với mối nguy hiểm. Sau khi ước lượng, đánh giá rủi ro được thực hiện bằng cách so sánh mức độ rủi ro ước lượng với các tiêu chí chấp nhận được. Những tiêu chí này thường được quy định rõ ràng trong các tiêu chuẩn an toàn quốc tế như ISO 10218-1 và ISO/TS 15066. Mục tiêu là xác định xem rủi ro có ở mức có thể chấp nhận được hay cần phải áp dụng thêm các biện pháp giảm thiểu.

2.3. Giai đoạn 3: Giảm thiểu Rủi ro và Xác nhận

Giai đoạn cuối cùng là giảm thiểu rủi ro và xác nhận hiệu quả của các biện pháp đã áp dụng. Các biện pháp giảm thiểu rủi ro cần tuân thủ hệ thống thứ bậc các biện pháp giảm thiểu theo thứ tự ưu tiên:

• Loại bỏ mối nguy hiểm: Thay đổi thiết kế hoặc quy trình để loại bỏ hoàn toàn rủi ro (ví dụ: tự động hóa hoàn toàn tác vụ nguy hiểm).
• Giảm thiểu rủi ro bằng thiết kế: Áp dụng các tính năng an toàn vốn có của cobot, như giới hạn công suất và lực (PFL), hoặc thiết lập giới hạn tốc độ cứng.
• Kiểm soát kỹ thuật: Lắp đặt các thiết bị bảo vệ như máy quét laser an toàn, hàng rào ảo, hoặc nút dừng khẩn cấp dễ tiếp cận.
• Kiểm soát hành chính: Xây dựng quy trình vận hành chuẩn (SOP), tổ chức đào tạo nhân viên định kỳ, và đặt các biển cảnh báo rõ ràng.
• Thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE): Sử dụng các thiết bị bảo hộ cá nhân như kính bảo hộ, găng tay làm biện pháp cuối cùng khi các biện pháp khác không thể loại bỏ hoàn toàn rủi ro.

Sau khi áp dụng các biện pháp, cần xác nhận giảm thiểu rủi ro bằng cách thực hiện kiểm tra và thử nghiệm để đảm bảo các biện pháp đã hoạt động hiệu quả. Toàn bộ quá trình đánh giá và các biện pháp đã thực hiện cần được lập hồ sơ tài liệu đầy đủ, chi tiết để phục vụ cho việc kiểm tra và tuân thủ trong tương lai, và nếu cần, tiến hành chứng nhận an toàn.

3. Vai trò của đội ngũ và duy trì đánh giá rủi ro

Thực hiện và duy trì phương pháp đánh giá rủi ro khi triển khai cobot đòi hỏi sự tham gia của một đội ngũ đa ngành và quy trình liên tục.

3.1. Đội ngũ đánh giá Rủi ro

Một đội ngũ đánh giá rủi ro hiệu quả cần có sự tham gia của các chuyên gia từ nhiều lĩnh vực khác nhau. Thành phần bao gồm:

• Kỹ sư robot/tự động hóa: Cung cấp kiến thức chuyên sâu về công nghệ và hoạt động của cobot.
• Chuyên gia an toàn lao động: Đảm bảo việc tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn an toàn hiện hành.
• Người vận hành/bảo trì trực tiếp cobot: Mang lại cái nhìn thực tế về các tình huống và rủi ro trong quá trình làm việc hàng ngày.
• Quản lý sản xuất: Đảm bảo các giải pháp an toàn phù hợp với mục tiêu sản xuất và quy trình tổng thể. Mỗi thành viên đóng góp kiến thức chuyên môn để xác định mối nguy, đánh giá rủi ro và đề xuất các biện pháp giảm thiểu hiệu quả, tạo ra một cái nhìn toàn diện và đáng tin cậy.

3.2. Duy trì Đánh giá Rủi ro liên tục

Đánh giá rủi ro không phải là một hoạt động một lần mà là một quy trình liên tục. Cần thực hiện đánh giá định kỳ theo lịch trình cụ thể hoặc khi có bất kỳ thay đổi nào trong hệ thống hoặc quy trình. Đặc biệt, cần đánh giá lại rủi ro khi có sự thay đổi về tác vụ của cobot, bố trí nhà máy, phần mềm hoặc phần cứng của cobot, hoặc sau bất kỳ tai nạn hay “gần tai nạn” nào.

Việc cập nhật các tiêu chuẩn an toàn quốc tế cũng là lý do để xem xét lại đánh giá rủi ro. Toàn bộ quá trình, từ các phân tích đến biện pháp giảm thiểu và kết quả kiểm tra, phải được lập hồ sơ tài liệu đầy đủ và chi tiết.

Cuối cùng, việc đào tạo và nâng cao nhận thức liên tục cho nguồn nhân lực về an toàn cobot là cực kỳ quan trọng để đảm bảo mọi người đều nắm vững và tuân thủ các quy trình an toàn mới nhất. Dưới đây là danh sách các yếu tố yêu cầu đánh giá rủi ro lại:

• Thay đổi tác vụ: Cobot thực hiện tác vụ mới hoặc thay đổi đáng kể tác vụ hiện có.
• Thay đổi bố trí nhà máy: Di chuyển vị trí cobot hoặc các thiết bị xung quanh.
• Cập nhật phần mềm/phần cứng: Nâng cấp hoặc thay đổi các thành phần cốt lõi của cobot.
• Sự cố hoặc gần sự cố: Bất kỳ tai nạn hoặc tình huống nguy hiểm nào xảy ra.
• Cập nhật tiêu chuẩn: Khi các tiêu chuẩn an toàn quốc tế được sửa đổi hoặc bổ sung.

4. Lợi ích khi áp dụng Phương pháp Đánh giá Rủi ro hiệu quả

Việc áp dụng phương pháp đánh giá rủi ro khi triển khai cobot một cách hiệu quả mang lại nhiều lợi ích chiến lược cho doanh nghiệp trong bối cảnh Công nghiệp 4.0.

4.1. Lợi ích trực tiếp về An toàn và Tuân thủ

Việc đánh giá rủi ro hiệu quả mang lại nhiều lợi ích trực tiếp về an toàn và tuân thủ. Đầu tiên, nó giúp nâng cao an toàn lao động bằng cách giảm thiểu tối đa tai nạn và chấn thương cho nhân viên. Thứ hai, nó đảm bảo doanh nghiệp tuân thủ pháp luật và tiêu chuẩn quốc tế (như ISO 10218-1 và ISO/TS 15066), tránh được các vấn đề pháp lý và các khoản phạt.

Điều này cũng dẫn đến việc giảm thiểu rủi ro pháp lý và tài chính, tránh các khoản bồi thường hoặc chi phí phát sinh do sự cố. Hơn nữa, việc tạo ra một môi trường làm việc an toàn hơn sẽ cải thiện môi trường làm việc và xây dựng sự tin tưởng, an tâm cho người lao động.

4.2. Lợi ích gián tiếp về Năng suất và Hiệu quả Kinh doanh

Ngoài các lợi ích trực tiếp, việc đánh giá rủi ro hiệu quả còn mang lại những lợi ích gián tiếp nhưng không kém phần quan trọng cho doanh nghiệp. Nó giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất bằng cách xác định và loại bỏ các yếu tố gây lãng phí hoặc cản trở hiệu quả. Điều này trực tiếp dẫn đến tăng cường năng suất lao động, vì cộng tác người-robot có thể diễn ra chặt chẽ và an toàn hơn, nâng cao sản lượng tổng thể.

Khả năng chủ động phát hiện và giảm thiểu các nguy cơ cũng giúp giảm thời gian ngừng hoạt động của dây chuyền sản xuất. Hơn nữa, việc có một quy trình an toàn vững chắc sẽ thúc đẩy đổi mới và tự động hóa, cho phép doanh nghiệp tự tin triển khai các ứng dụng cobot phức tạp hơn. Cuối cùng, một quy trình an toàn được quản lý tốt còn nâng cao chất lượng sản phẩm do sự ổn định và đáng tin cậy của hệ thống, và tăng cường uy tín doanh nghiệp trên thị trường.

5. Kết luận

Phương pháp đánh giá rủi ro khi triển khai cobot là một quy trình có cấu trúc và cần thiết, bao gồm việc xác định mối nguy, ước lượng rủi ro, và áp dụng các biện pháp giảm thiểu theo một hệ thống thứ bậc rõ ràng. Việc tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn an toàn quốc tế như ISO 10218-1 và ISO/TS 15066, cùng với sự tham gia của một đội ngũ chuyên gia đa ngành, là yếu tố then chốt để đảm bảo an toàn robot và tối ưu hóa hiệu quả hoạt động trong sản xuất công nghiệp.

Doanh nghiệp cần xem xét đánh giá rủi ro không chỉ là một yêu cầu tuân thủ mà là một khoản đầu tư chiến lược vào sự an toàn, năng suất và khả năng cạnh tranh lâu dài.