Table of Contents

Comprendre la sécurité des robots industriels : une approche technique globale

Les robots industriels ont révolutionné la fabrication moderne, transformant les lignes de production dans l'automobile, l'électronique, le pharmaceutique et d'innombrables autres industries. Ces machines sophistiquées accomplissent des tâches allant de l'assemblage et de la soudure de précision à la manutention des matériaux et à l'inspection de la qualité.

Avec l'adoption croissante de la robotique dans les secteurs manufacturier et industriel, il est primordial de veiller à ce que ces machines fonctionnent de façon sûre et efficace. La perspective technique de la sécurité des robots englobe de multiples couches de protection, allant des caractéristiques inhérentes à la conception et aux garanties physiques aux systèmes de contrôle sophistiqués et aux programmes de formation complets.

Le cadre réglementaire : normes et lignes directrices internationales

La compréhension du paysage réglementaire est essentielle pour mettre en œuvre des protocoles de sécurité efficaces pour les robots industriels. Plusieurs normes internationales et nationales fournissent le cadre de la sécurité des robots, avec des mises à jour récentes importantes reflétant les progrès technologiques et l'expérience de l'industrie.

ISO 10218: La norme mondiale de sécurité

La série ISO 10218 (composée de deux parties) est la norme de sécurité phare pour la robotique industrielle. La norme ISO 10218-1:2025 définit les exigences et les lignes directrices pour la conception, les mesures de protection et l'information intrinsèques et sûres pour l'utilisation des robots industriels.

Après près de huit ans de travail, l'Association pour l'automatisation avancée (A3) a annoncé la publication de la version révisée de la norme ISO 10218, avec des révisions de base comprenant des lignes directrices de sécurité plus précises ainsi que des exigences de sécurité intégrées pour les applications robots collaboratives qui consolident la norme ISO/TS 15066 précédemment distincte.

La révision de 2025 représente un progrès important dans les normes de sécurité des robots industriels. Les nouvelles parties 1 et 2 de la norme ISO 10218 présentent des mises à jour détaillées qui visent à rendre les exigences de sécurité fonctionnelles plus explicites plutôt que implicites, à améliorer la clarté et la facilité d'utilisation, à rendre la conformité plus simple pour les fabricants et les intégrateurs.

ANSI/A3 R15.06 : La norme nord-américaine

Aux États-Unis, ANSI/A3 R15.06-2025 est la norme nationale américaine actualisée pour la sécurité des robots industriels, qui fournit les dernières lignes directrices en matière de sécurité pour les robots industriels, couvrant les robots industriels (partie 1), les applications des robots industriels et les cellules de robots (partie 2), et l'utilisation des cellules de robots industriels (partie 3), intégrant les mises à jour des normes ISO internationales (ISO 10218) avec la sécurité fonctionnelle explicite, l'évaluation des risques, la sécurité du personnel, les nouvelles règles pour les effets finaux et les considérations de cybersécurité.

ANSI/A3 R15.06-2025 met à jour et remplace ANSI/RIA R15.06‐2012, en harmonisant avec les normes ISO 10218‐1:2025 et ISO 10218‐2:2025. Cette harmonisation permet aux fabricants de concevoir des robots qui répondent aux exigences des clients du monde entier, en rationalisant les opérations internationales.

Aux États-Unis, la norme R15.06 est une norme consensuelle volontaire qui relève de la clause générale de l'OSHA, qui oblige les employeurs à offrir un milieu de travail exempt de dangers reconnus. La norme, qui a pris sept ans pour la réviser, n'est pas un changement radical dans les exigences, mais fournit beaucoup plus de précisions.

Mises à jour clés des normes 2025

Les révisions apportées en 2025 à la norme ISO 10218 et à la norme ANSI/A3 R15.06 apportent plusieurs améliorations critiques:

  • Exigences de sécurité intégrées pour les applications robots collaboratives qui consolident l'ISO/TS 15066 précédemment séparé
  • Guide de sécurité intégré pour les procédures manuelles de chargement/déchargement et les effets finaux (parfois appelés outillage en fin d'armement ou EOAT) à partir de rapports techniques précédemment distincts (TR 20218-1 et TR 20218-2)
  • Nouvelles classifications de robots avec exigences fonctionnelles de sécurité correspondantes et méthodes d'essai
  • Exigences en matière de cybersécurité relatives à la sécurité des robots industriels

Ces mises à jour reflètent la nature évolutive de la robotique industrielle, en particulier la prévalence croissante des applications collaboratives et la connectivité croissante des systèmes robotiques.

Exigences et lignes directrices de l'OSHA

Il n'existe actuellement aucune norme spécifique de l'OSHA pour l'industrie de la robotique. Toutefois, l'OSHA fournit des conseils complets pour la sécurité des robots et des références des normes consensuelles comme ANSI/RIA R15.06. Des études indiquent que de nombreux accidents de robots surviennent dans des conditions d'exploitation non courantes, comme la programmation, la maintenance, les essais, la configuration ou l'ajustement.

L'approche de l'OSHA en matière de sécurité des robots met l'accent sur la clause générale de service, qui exige des employeurs qu'ils fournissent des lieux de travail exempts de risques reconnus, ce qui leur confère la responsabilité de mettre en oeuvre des mesures de sécurité appropriées fondées sur les normes de consensus et les meilleures pratiques de l'industrie.

Contrôles techniques : la fondation de la sécurité des robots

Les contrôles techniques représentent l'approche la plus efficace de la sécurité des robots, en abordant les risques par des modifications de la conception physique et des caractéristiques de sécurité inhérentes.

Systèmes de protection physique

Les barrières physiques, comme les clôtures de sécurité et les barrières entre les barrières, demeurent essentielles lorsque la collaboration n'est pas possible. Les rideaux lumineux, les scanners de surface et les tapis de sécurité offrent une protection polyvalente du périmètre. Chaque composant doit porter une cote de sécurité qui correspond à sa fonction (par exemple PL d ou SIL 2).

Les clôtures de sécurité empêchent l'accès non autorisé à la cellule du robot. Ces clôtures peuvent également être équipées de capteurs de proximité ou de rideaux lumineux pour surveiller si les travailleurs sont trop proches du robot. Les portes verrouillées garantissent que le robot ne peut pas fonctionner en mode dangereux lorsque la barrière est brisée, déclenchant automatiquement un arrêt de protection.

Dispositifs de détection de la présence

Les rideaux lumineux représentent l'une des technologies de détection de présence les plus largement déployées. Les rideaux lumineux sont des capteurs optiques constitués de faisceaux lumineux multiples, placés à travers le périmètre de la zone de travail du robot. Si un faisceau est rompu (c'est-à-dire si un travailleur entre dans la zone dangereuse), le rideau lumineux envoie un signal au système de commande pour arrêter immédiatement le robot.

Les rideaux lumineux utilisent généralement des canaux doubles pour une plus grande fiabilité, améliorant la détection des défauts et assurant que le robot s'arrête lorsqu'une personne ou un objet est détecté. Selon la conception du système, les rideaux lumineux peuvent atteindre les systèmes de catégorie 3 ou de catégorie 4 (tels que définis dans la norme ISO 13849-1), qui supportent des niveaux PL plus élevés en raison de leur capacité à détecter efficacement les défauts et les défaillances.

Les tapis de sécurité sont placés sur le sol autour des cellules du robot et ils détectent quand un travailleur marche sur eux. Si le tapis est déclenché, il envoie un signal au système de contrôle du robot pour arrêter immédiatement le robot. Lorsqu'une personne marche sur le tapis, il complète un circuit, en envoyant un signal au système de contrôle du robot, ce qui fait que le robot s'arrête pour éviter toute blessure au travailleur.

Systèmes d'arrêt d'urgence

Les systèmes d'arrêt d'urgence (E-stop) fournissent une dernière ligne de défense critique lorsque d'autres protections échouent ou des dangers inattendus se présentent. Chaque cobot doit inclure des boutons d'arrêt d'urgence marqués et des caractéristiques physiques qui réduisent le risque de blessures.

Les boutons d'arrêt d'urgence doivent être placés de façon stratégique pour faciliter l'accès de tous les endroits où les travailleurs pourraient être présents. La conception devrait garantir que l'activation d'un arrêt électronique enlève immédiatement la puissance des actionneurs et amène le robot à un arrêt contrôlé dans les plus brefs délais, tout en évitant la création de risques supplémentaires.

Dispositifs de limitation mécaniques

Les arrêts mécaniques et les dispositifs de limitation limitent le mouvement du robot à des zones de sécurité définies. Ces contraintes physiques empêchent le robot de dépasser son enveloppe de travail prévue, même en cas de défaillance du système de contrôle.

Les commandes logicielles servent de couche de sécurité finale. Les ingénieurs implémentent les limites de mouvement, les bouchons de vitesse et les zones souples dans le code d'application du robot.

Caractéristiques intrinsèquement sécuritaires de conception

Les robots modernes intègrent de plus en plus des caractéristiques de conception intrinsèquement sûres qui réduisent les risques grâce à des choix de conception fondamentaux. Les robots collaboratifs sont conçus avec de nombreuses caractéristiques de protection qui régissent le fonctionnement et protègent ceux qui travaillent autour d'eux, tels que les systèmes de freinage électrique et physique et les relâchements manuels de freins pour manipuler le bras même sans puissance.

Les robots collaboratifs mesurent généralement directement le couple à chaque joint, en surveillant les impacts soudains, les obstructions douces ou les forces ou couple excédentaires. Cette détection de force permet aux robots de détecter le contact avec les humains ou les obstacles et de réagir de façon appropriée, soit en arrêtant, soit en réduisant la force à des niveaux sûrs.

Les robots collaboratifs ont des bords arrondis lisses et minimisent les points de pincement le long de leurs articulations. De plus, les bras robot collaboratifs ont tendance à être plus petits et plus légers que les bras robot industriels traditionnels et ils manipulent généralement des charges utiles plus petites.

Intégration du système de sécurité : Architecture de contrôle et redondance

La sécurité efficace des robots nécessite des systèmes de contrôle sophistiqués qui surveillent les dispositifs de sécurité, gèrent les modes d'exploitation et assurent un comportement sûr en cas d'échec.

PLC de sécurité: Contrôle spécialisé pour les fonctions critiques

Un PLC de sécurité (programmable Logic Controller) est un appareil de contrôle industriel conçu avec des fonctions de sécurité intégrées qui respectent des normes de sécurité internationales rigoureuses. Contrairement aux PLC standards qui gèrent les tâches d'automatisation uniquement, les PLC de sécurité ajoutent la détection en temps réel des défauts, la redondance et la logique de sécurité – assurant que les machines réagissent correctement en cas d'urgence.

Ils sont conçus pour se conformer aux normes mondiales telles que la norme CEI 61508 (Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques et électroniques) et la norme ISO 13849 (Sécurité des machines - Pièces de systèmes de contrôle liées à la sécurité), qui les rendent essentielles pour les systèmes critiques pour la mission, où la sécurité des travailleurs est primordiale.

Dans les applications robotiques, le Safety PLC est un contrôleur logique programmable spécialement conçu pour garantir la sécurité dans les applications industrielles, conformément aux normes internationales strictes telles que IEC 61508 (SIL) et ISO 13849 (PLd ou PLe). Le Safety PLC agit comme un élément clé pour gérer en toute sécurité l'interaction entre le robot et les travailleurs, surveiller les capteurs de sécurité tels que les barrières optiques, les scanners laser et les arrêts d'urgence, fournir une capacité d'intervention rapide pour prévenir les risques, assurer une exploitation collaborative et sûre.

Redundancy : la clé de la sécurité fiable

La redondance représente un principe fondamental dans la conception du système de sécurité, garantissant que les défaillances d'un seul composant ne compromettent pas la sécurité. La sécurité PLC est équipée de deux canaux ou points d'entrée/sortie (I/O).

Les PLC de sécurité contiennent souvent deux processeurs ou plus qui effectuent des calculs parallèles. Si des écarts sont détectés, le système arrête en toute sécurité le fonctionnement. Cette architecture à deux canaux garantit que les erreurs de traitement ou les défaillances de composants sont immédiatement détectées et donnent lieu à un état de système sûr.

Les PLC de sécurité disposent de processeurs et de circuits redondants pour s'assurer que si un composant échoue, un autre peut prendre le relais sans interrompre les fonctions de sécurité. Cette redondance assure un fonctionnement et une sécurité continus.

Les systèmes redondants, tels que les capteurs, les contrôleurs et les canaux de communication, aident à garantir qu'une seule défaillance ne compromette pas la sécurité. Les niveaux d'intégrité de sécurité (SIL) et les niveaux de performance (PL) fournissent des repères mesurables pour la fiabilité du système, permettant aux ingénieurs de concevoir des systèmes d'automatisation avec des résultats de sécurité prévisibles.

Interlocutures de sécurité et surveillance

Les dispositifs de verrouillage de sécurité garantissent que les robots ne fonctionnent que dans des conditions de sécurité en surveillant l'état des dispositifs de protection, des barrières et d'autres dispositifs de sécurité. Lorsqu'un dispositif de verrouillage de sécurité détecte une situation dangereuse – comme une barrière ouverte ou un dispositif de sécurité désactivé – il déclenche immédiatement une réaction protectrice, ce qui empêche généralement le mouvement du robot et empêche le redémarrage jusqu'à ce que l'état de sécurité soit résolu.

Les PLC de sécurité assurent une surveillance constante, détectent les défaillances éventuelles du système et activant les mesures de protection automatique. De nombreux PLC de sécurité disposent de systèmes redondants pour assurer le fonctionnement même en cas de défaillance.

Capacités diagnostiques et détection des défauts

Les systèmes de sécurité modernes intègrent des capacités de diagnostic sophistiquées qui vérifient en permanence l'intégrité du système. Les diagnostics internes vérifient en permanence l'intégrité de la mémoire, l'exécution logique et la santé des E/S. Ces chronomètres et les bilans de contrôle empêchent les défauts invisibles de s'aggraver en des défaillances dangereuses.

Lorsqu'une défaillance survient, un PLC de sécurité ne continue pas à fonctionner, il retourne le système à un état de sécurité connu. Par exemple, dans un bras robotique, cela peut signifier arrêter le mouvement et verrouiller les actionneurs pour éviter les blessures.

Les CPL de sécurité permettent de diagnostiquer et de surveiller en temps réel, d'améliorer la détection des problèmes et de réduire les temps d'arrêt.

Réseaux de communication à caractère sécuritaire

Les protocoles en temps réel comme EtherCAT, PROFINET ou Safety over Ethernet permettent aux robots de réagir rapidement lors d'événements critiques. Ces systèmes transmettent des signaux entre capteurs, contrôleurs et actionneurs en millisecondes, réduisant ainsi le décalage entre la détection des risques et la réponse des robots.

Les protocoles de communication de sécurité comprennent des mécanismes permettant de détecter les erreurs de transmission, la perte de messages et les violations de calendrier, et ils garantissent que les renseignements essentiels à la sécurité atteignent leur destination correctement et dans les délais prescrits, tout en maintenant l'intégrité du système même en présence de perturbations du réseau.

Robotique collaborative : redéfinir l'interaction homme-robot

La robotique collaborative représente un changement de paradigme dans l'automatisation industrielle, permettant aux humains et aux robots de travailler ensemble dans des espaces partagés sans barrières physiques traditionnelles.Cette approche offre une flexibilité et des avantages de productivité énormes, mais nécessite une attention particulière à la sécurité grâce à des protocoles et des technologies spécialisés.

Comprendre les applications collaboratives

Un changement conceptuel important dans les normes de sécurité récentes consiste à s'éloigner du terme « robot collaboratif » ou « robot » pour devenir « application collaborative ». La norme et ses développeurs s'éloignent du terme « robot collaboratif » (cobot), car la sécurité du travail en espace partagé dépend de l'environnement d'application et d'installation, et non seulement de la conception de la machinerie.

Les mises à jour de la norme ISO et ANSI ont été remplacées par l'expression « application collaborative », en reconnaissance des considérations de sécurité liées aux interactions entre les robots et les humains dans les environnements de fabrication.Cette terminologie souligne que la sécurité de la collaboration dépend de l'ensemble du système – robot, effet final, tâche, environnement et protection – plutôt que du seul robot.

Quatre modes de collaboration

Les nouvelles lignes directrices divisent la sécurité et les capacités des applications collaboratives en quatre catégories : limitation de la puissance et de la force, surveillance de la vitesse et de la séparation, arrêt surveillé et guidage manuel évalué par la sécurité.

Stop surveillé à sécurité (SRMS):[ En arrêt surveillé à sécurité, vous protégez les gens en empêchant le robot de bouger lorsqu'un humain est dans l'espace de travail collaboratif. Le robot reste motorisé mais immobile pendant qu'un travailleur est présent, ne recommençant à fonctionner qu'après que le travailleur quitte l'espace collaboratif.

Hand Guiding:[ En guidant à la main, vous protégez les gens en permettant au robot de se déplacer uniquement lorsque le mouvement du robot est sous le contrôle d'un opérateur. En guidant à la main l'opérateur dirige le mouvement du robot en appliquant la force sur une poignée de guidage ou un pendentif de contrôle. Le système d'entraînement amplifie l'entrée humaine tout en maintenant les limites de sécurité.

Surveillance de la vitesse et de la séparation (SSM):[ Dans la vitesse et la séparation, vous protégez les gens en surveillant où la personne est en relation avec le robot, et ralentissant et éventuellement arrêtant le robot si la personne se rapproche trop, et éventuellement modifiant le chemin du robot.

Limitation de puissance et de force (PFL):[ La technologie de limitation de puissance et de force est conçue pour contrôler et réduire la force et le couple du robot afin d'éviter les blessures si un cobot entre accidentellement en contact avec un opérateur.

Évaluation des risques pour les applications en collaboration

Malgré les caractéristiques de sécurité intégrées, les applications collaboratives nécessitent une évaluation approfondie des risques. La plus grande idée fausse de la sécurité d'automatisation collaborative est que « vous pouvez simplement intégrer votre robot, les effets finaux et, dans de nombreux cas, d'autres machines comme une machine CNC, sans avoir à penser aux risques combinés ou aux risques résiduels. Vous devrez quand même faire une évaluation appropriée des risques et effectuer des mesures d'atténuation des risques sur le plancher de l'usine avant le déploiement. »

Les normes de sécurité Cobot reposent sur des évaluations des risques adaptées à chaque application, plutôt que de prescrire des solutions uniques et adaptées à toutes les applications. Cette approche spécifique à l'application reconnaît que les robots identiques peuvent présenter des risques très différents selon leurs tâches, leurs effets finaux et leur environnement opérationnel.

Chaque application collaborative présente un niveau de risque différent, de sorte que pour assurer la sécurité du robot collaboratif dans un scénario précis, il est nécessaire de fournir une évaluation des risques pour chaque cobot avant de le placer au plancher de l'installation. Les normes ISO/TS 15066 et RIA/TR 15.606 décrivent la méthodologie d'évaluation des risques et recommandent que le processus évalue l'espace de travail collaboratif, ainsi que la façon dont un travailleur humain interagira avec le cobot. Chaque situation de contact possible entre un opérateur et le cobot doit être prise en considération et l'évaluation des risques doit déterminer la nature et la gravité de chaque type de contact potentiel.

Technologies émergentes en matière de sécurité collaborative

Grâce aux avancées des systèmes de vision, des capteurs et des technologies de perception, ces robots ont désormais une conscience de la situation en temps réel et peuvent interagir avec les humains plus naturellement. Les systèmes de vision tridimensionnelle, les capteurs LIDAR et les algorithmes d'apprentissage automatique permettent aux robots de mieux comprendre leur environnement et de prévoir les mouvements humains.

Les capteurs LIDAR (Light Detection and Ranging) sont essentiels à la sécurité des robots industriels. Ces appareils utilisent des lasers pour cartographier l'environnement et détecter les objets ou les personnes dans leur gamme. Les LIDAR avec la certification PLd (Performance Level d) fournissent une précision, permettant la détection des objets à une distance considérable avec une grande précision, offrant des données instantanées qui permettent au robot de réagir rapidement à tout obstacle ou situation dangereuse, avec la flexibilité nécessaire pour des environnements dynamiques où les conditions changent fréquemment.

Considérations relatives à la cybersécurité

Alors que les robots collaboratifs deviennent plus connectés et intègrent des systèmes d'IA basés sur le cloud, la cybersécurité apparaît comme un problème de sécurité critique. Alors que les fabricants de robots et les fabricants qui les mettent en œuvre révisent les systèmes pour correspondre aux nouvelles normes de sécurité, il y a un autre angle facile à écarter mais critique à considérer : la cybersécurité. « La sécurité physique — comme les capteurs, les systèmes de retour d'information et d'arrêt automatisé — est depuis longtemps une caractéristique déterminante des robots collaboratifs, mais maintenant avec les robots commençant à utiliser des systèmes d'IA basés sur le cloud, nous devons réfléchir attentivement à la sécurité des données, à la protection de la propriété intellectuelle et à l'intégrité des données.

Les normes de 2025 reflètent cette préoccupation, les exigences de cybersécurité relatives à la sécurité des robots industriels étant maintenant intégrées au cadre de sécurité de base, ce qui reconnaît que les systèmes de contrôle compromis ou les paramètres de sécurité manipulés pourraient créer des risques physiques, faisant de la cybersécurité une composante intégrante de la sécurité globale des robots.

Évaluation des risques : la fondation des programmes de sécurité des robots

Une évaluation complète des risques constitue le fondement de programmes efficaces de sécurité des robots. Ce processus systématique identifie les dangers, évalue les risques et détermine les mesures de contrôle appropriées pour protéger les travailleurs pendant toutes les phases de l'exploitation des robots.

Exigences réglementaires pour l'évaluation des risques

Pour se conformer à la norme ANSI/RIA R15.06-2012 et pour une application collaborative, le rapport technique RIA (TR) R15.606-2016, Robots et appareils robotiques – Exigences de sécurité pour les robots collaboratifs, exige que les intégrateurs effectuent des analyses de risques et des évaluations de risques complètes pour chaque application, idéalement avec la participation de l'employeur et des travailleurs. Par exemple, une entreprise sous contrat qui intègre des systèmes pour un employeur devrait expliquer le processus d'évaluation des risques à la direction de l'employeur et à tous les travailleurs qui travailleront avec ou près des applications robotisées.

Conformément à la norme ISO 10218-2, les systèmes de robots industriels doivent être soumis à une évaluation des risques avant leur mise en service, ce qui garantit que les considérations de sécurité sont prises en compte avant le début du fonctionnement des robots, ce qui empêche la mise à niveau coûteuse et dangereuse des mesures de sécurité après leur déploiement.

Méthode d'évaluation des risques fondée sur les tâches

Il est recommandé d'adopter une approche axée sur les tâches pour l'évaluation des risques. Déterminer toutes les tâches qui seront exécutées dans le cadre de la programmation, de l'exploitation et de l'entretien du système robotique.

L'évaluation basée sur les tâches reconnaît que les différentes phases opérationnelles présentent des risques différents. À chaque étape du développement de l'application robot (conception, fabrication, intégration, exploitation et entretien), une évaluation des risques doit être effectuée. Il y a différentes exigences en matière de sécurité du système et du travailleur à prendre en considération à chaque étape. Le niveau de sécurité et de protection approprié, déterminé par l'évaluation des risques, devrait également être appliqué.

Paramètres d'estimation des risques

L'évaluation efficace des risques exige une évaluation systématique de plusieurs paramètres. La norme ISO 12100 définit les principaux paramètres d'estimation des risques qui guident le processus d'évaluation, notamment la gravité des blessures potentielles, la fréquence et la durée de l'exposition aux dangers, et la possibilité d'éviter ou de limiter les dommages.

L'évaluation des risques est une méthode normalisée qui permet de déterminer et de peser les dangers en milieu de travail et de déterminer les mesures à prendre pour la médiation en matière de risques. Le processus comporte un jugement qualitatif fondé sur l'expérience et l'analyse quantitative à l'aide de données statistiques et de calculs.

L'évaluation qualitative fait appel à l'expérience et au jugement pour évaluer les risques, ce qui constitue un bon point de départ pour obtenir une idée générale des dangers en cause. L'évaluation quantitative se situe au niveau de la nitty-gritty avec des chiffres et des statistiques, ce qui implique le calcul de la probabilité et de la gravité de chaque risque pour déterminer ceux qui nécessitent le plus d'attention.

Identification des dangers

L'identification complète des dangers tient compte de plusieurs catégories de dangers potentiels. Les dangers mécaniques comprennent le concassage, le cisaillement, l'enchevêtrement et l'impact du mouvement des robots. Les dangers électriques proviennent des systèmes électriques et des circuits de commande.

En se fondant sur les cas d'évaluation des risques des robots industriels, il semble qu'il n'y ait qu'un certain nombre d'objets physiques, tels que les objets mécaniques, électriques, chimiques et hygiéniques, pour identifier et estimer les risques lors des évaluations des risques, mais ces identifications partielles et inadéquates et évaluations des risques peuvent conduire à des accidents similaires de la part des robots.

Les facteurs humains représentent une catégorie de risque critique, mais souvent négligée. L'erreur humaine peut être coûteuse en ce qui concerne les robots. Considérez comment l'erreur humaine, comme une programmation incorrecte ou un entretien inapproprié, peut entraîner des accidents.

Hiérarchie de la réduction des risques

Une fois les risques identifiés et évalués, les mesures de contrôle appropriées doivent être mises en oeuvre selon une hiérarchie d'efficacité.Une fois que vous avez identifié et classé les risques de votre installation, vous pouvez aller de l'avant avec des mesures d'atténuation, le processus de réduction des risques posés par les risques précédemment identifiés. Il existe quelques méthodes d'atténuation communes différentes : éliminer complètement le danger, bloquer le risque de l'accès, enlever le processus, etc.; installer des rideaux lumineux, des arrêts d'urgence, des scanners de sécurité, des pratiques de programmation plus sûres, etc.; introduire des procédures de travail plus sûres, des normes, des EPI, etc. Peu importe ce que vous décidez de faire pour réduire le risque, vous devriez viser à réduire la gravité et la probabilité qu'un incident se produise.

Les commandes techniques conçoivent le robot et son espace de travail pour minimiser les risques, y compris les barrières de sécurité, les boutons d'arrêt d'urgence et d'autres mesures de protection physique.

Documentation et validation

La documentation de sécurité efficace comprend des dossiers d'évaluation des risques, des spécifications du système de sécurité et des registres d'entretien. Selon la norme ISO, la norme CEI et la réglementation locale, les audits sont plus faciles et les pratiques de sécurité sont vérifiables.

Les évaluations des risques devraient être revues et validées périodiquement une fois que les mesures de réduction des risques requises (par exemple, contrôles, gardes, dispositifs de protection, procédures de sécurité, formation, panneaux, EPI) identifiées dans l'AR auront été mises en œuvre, ce qui garantira l'efficacité des mesures et les fonctions de sécurité de l'application robotisée sont correctes pour l'application. Il ne suffit pas de faire confiance à l'intégrateur ou d'effectuer une simple inspection visuelle.

Les protocoles de formation et de procédure: l'élément humain

Même les systèmes de contrôle et de sécurité les plus perfectionnés ne peuvent assurer la sécurité sans un personnel bien formé et des procédures bien conçues. L'élément humain demeure essentiel à la sécurité des robots, nécessitant des programmes de formation complets et des protocoles opérationnels clairs.

Exigences générales en matière de formation en matière de sécurité

Les travailleurs qui assemblent, installent, programment, intègrent, exploitent, entretiennent ou réparent des robots, des systèmes de robots ou des applications de robots devraient recevoir une formation adéquate en matière de sécurité et devraient être en mesure de démontrer leur compétence à accomplir leur travail en toute sécurité.

Les opérateurs de robots reçoivent une formation adéquate en reconnaissance des risques et en contrôle des robots, ainsi qu'en procédure de fonctionnement appropriée du robot et de l'équipement associé. La formation est adaptée aux besoins du stagiaire et comprend la ou les méthodes de sauvegarde et les pratiques de travail sécuritaires nécessaires pour assurer la sécurité du travail du stagiaire.

La formation doit être spécifique aux rôles, en tenant compte des risques particuliers et des exigences de sécurité propres aux responsabilités de chaque travailleur.Les programmeurs ont besoin d'une formation différente de celle des techniciens de maintenance, et les deux doivent être préparés différemment des opérateurs de production qui travaillent à proximité mais n'interagissent pas directement avec les robots.

Formation et démonstration de compétences

Les travailleurs doivent comprendre les capacités du robot, son enveloppe de travail et ses modes de fonctionnement. Ils ont besoin de connaissances sur les dispositifs de sécurité, leurs fonctions et les interventions appropriées aux activations du système de sécurité.

Les opérations de programmation et d'entretien des robots sont interdites aux personnes autres que celles qui ont reçu une formation adéquate en reconnaissance des risques et en contrôle des robots. Si une personne autorisée doit être dans l'enveloppe de travail pendant qu'un robot est sous tension, par exemple pendant une séquence de programmation, une formation est dispensée sur l'utilisation de vitesses de fonctionnement lentes des robots et sur l'évitement des lieux dangereux jusqu'à ce que les travaux soient terminés.

La formation ne doit pas être une transmission passive de l'information, mais doit comprendre une démonstration pratique et des compétences, mais doit prouver qu'ils sont capables d'exécuter en toute sécurité les tâches qui leur sont assignées avant de travailler de façon indépendante avec ou près des robots.

Politiques et procédures écrites de sécurité

Les politiques de sécurité indiquent par leur nom le personnel autorisé à travailler avec des robots. Des politiques écrites claires établissent la responsabilité et garantissent des pratiques de sécurité uniformes dans l'ensemble de l'organisation. Ces politiques devraient définir le personnel autorisé, préciser la formation et les qualifications requises, et énoncer les procédures pour différents scénarios opérationnels.

Les études indiquent que de nombreux accidents de robots surviennent dans des conditions d'exploitation non courantes, comme la programmation, la maintenance, les essais, la configuration ou l'ajustement. Les procédures détaillées pour ces activités à risque élevé permettent de garantir que la sécurité est maintenue même pendant des tâches inhabituelles ou peu fréquentes.

Verrouillage/Tagout et contrôle de l'énergie

Les procédures de verrouillage/démarrage (LOTO) garantissent que les robots ne peuvent être sous tension de façon inattendue pendant que les travailleurs effectuent l'entretien ou les réparations. Ces procédures doivent porter sur toutes les sources d'énergie – électriques, pneumatiques, hydrauliques et mécaniques – qui pourraient causer des mouvements de robots ou créer d'autres risques.

Les travailleurs doivent comprendre quand la LOTO est nécessaire, comment appliquer correctement les serrures et les étiquettes, et les étapes de vérification nécessaires pour confirmer que l'énergie est effectivement isolée. La formation devrait souligner que la LOTO n'est pas facultative pour les activités nécessitant l'entrée dans l'enveloppe de travail du robot pendant l'entretien ou la réparation.

Formation continue et programmes de recyclage

La formation initiale fournit les bases, mais l'éducation continue assure que les connaissances en matière de sécurité restent à jour. La formation régulière de recyclage renforce les concepts de sécurité critiques et corrige toute lacune observée dans les pratiques de sécurité.

Les exercices de sécurité et les exercices d'intervention d'urgence aident les travailleurs à conserver leur compétence en matière de procédures de sécurité critiques, et ils devraient simuler des scénarios réalistes, notamment l'activation d'un arrêt d'urgence, l'intervention en cas de blessure et les procédures d'arrêt appropriées dans des conditions anormales.

Entretien et inspection : maintien de la sécurité au fil du temps

Les systèmes de sécurité et les contrôles techniques exigent un entretien et une inspection continus pour rester efficaces. Les dispositifs de sécurité dégradés, les composants mécaniques usés ou les systèmes de contrôle mal entretenus peuvent compromettre la sécurité, rendant les programmes d'entretien systématiques essentiels.

Programmes d'entretien préventif

La maintenance robotique est non seulement la clé pour préserver votre robot à six axes, mais aussi pour assurer le fonctionnement sûr du robot. Effectuer des inspections et des travaux de routine minimise les risques attribuables aux dysfonctionnements mécaniques, à l'usure et à la déchirure des pièces, ainsi qu'aux défaillances du système en attrapant au préalable l'un de ces problèmes potentiels.

Les programmes d'entretien préventif devraient porter à la fois sur le robot lui-même et sur tous les systèmes de sécurité connexes. L'inspection et les essais réguliers des arrêts d'urgence, des verrouillages, des rideaux lumineux et d'autres dispositifs de sécurité assurent leur fonctionnement et leur réactivité.

Essai et validation du système de sécurité

Les audits de sécurité garantissent la conformité des installations robotisées collaboratives avec le temps. Les vérificateurs examinent régulièrement la dégradation des composants et les changements dans les conditions de fonctionnement.

Les systèmes de détection de la présence doivent être vérifiés et soumis à des essais d'étalonnage. Les systèmes de contrôle de la sécurité doivent être soumis à des vérifications diagnostiques pour confirmer la conformité continue aux niveaux de performance requis.

Les fonctions critiques de sécurité, telles que les systèmes de freinage surveillés (SRMS), les limites de puissance et de force (PFL), la surveillance de la vitesse et de la séparation (SSM) et, s'ils sont équipés, le bon fonctionnement des commandes manuelles, nécessitent des essais.

Documentation et tenue de registres

Les dossiers de maintenance complets documentent toutes les inspections, les essais, les réparations et les modifications, qui servent à plusieurs fins : démontrer la conformité à la réglementation, appuyer les efforts de dépannage, cerner les problèmes récurrents et fournir des preuves de diligence raisonnable en matière de gestion de la sécurité.

La documentation d'entretien doit comprendre les dates de service, les activités particulières effectuées, les résultats des essais, les lacunes relevées et les mesures correctives prises. Lorsque les dispositifs de sécurité sont remplacés ou ajustés, la documentation doit vérifier que les remplacements satisfont aux spécifications requises et que les ajustements assurent une performance en matière de sécurité adéquate.

Gestion du changement

Les modifications apportées aux systèmes robotisés, qu'il s'agisse de modifications matérielles, de mises à jour logicielles ou de modifications de processus, peuvent avoir une incidence sur la sécurité et nécessiter une gestion prudente.

Lorsque des changements sont apportés, les évaluations des risques devraient être revues et mises à jour pour tenir compte des nouveaux dangers ou des niveaux de risque modifiés.Les dispositifs de sécurité peuvent nécessiter une reconfiguration ou un remplacement.Les travailleurs doivent recevoir une formation sur les nouvelles exigences de sécurité découlant des changements.

Défis émergents et orientations futures

À mesure que la technologie robotique évolue, de nouveaux défis en matière de sécurité exigent une attention soutenue de la part des ingénieurs, des professionnels de la sécurité et des concepteurs de normes.

Intelligence artificielle et apprentissage automatique

R15.06 fournit l'épine dorsale de la sécurité des robots industriels et peut également être utilisé pour les systèmes robotisés à l'IA parce qu'il nécessite une évaluation des risques. L'évaluation des risques est un élément clé de la norme.

Le vrai changement de jeu est l'IA et l'apprentissage automatique. Cobots peut maintenant prendre des décisions intelligentes, reconnaître les objets dynamiquement, planifier les mouvements adaptatifs, prédire les comportements, et collaborer avec les humains en temps réel.

La validation traditionnelle de la sécurité repose sur des comportements définis par des tests dans des conditions précises. Les systèmes d'IA qui apprennent et s'adaptent présentent des défis pour cette approche, car leur comportement peut changer au fil du temps ou en réponse à de nouvelles situations.

Robots mobiles et autonomes

Les robots mobiles industriels (RIM) et les robots mobiles autonomes (RAM) présentent des défis de sécurité distincts des robots industriels fixes. Ces systèmes naviguent dans les installations, partagent des espaces avec les travailleurs et d'autres équipements. Leur mobilité crée des risques dynamiques qui nécessitent des capacités sophistiquées de détection, de planification de trajectoire et d'évitement des collisions.

Les normes de sécurité pour les robots mobiles continuent de se développer, en abordant des questions telles que la sécurité de la navigation, l'interaction avec les infrastructures et la coordination entre les robots mobiles multiples.

Connectivité et industrie accrues 4.0

Les initiatives de l'industrie 4.0 favorisent une connectivité accrue des systèmes robotiques avec les réseaux d'entreprise, les services cloud et d'autres équipements de production. Cette connectivité permet de puissantes capacités comme la surveillance à distance, la maintenance prédictive et les opérations multirobots coordonnées.

L'intégration des exigences de cybersécurité dans les normes de sécurité des robots reflète la reconnaissance que les cyberattaques pourraient compromettre les fonctions essentielles à la sécurité. Les organisations doivent mettre en oeuvre des mesures de cybersécurité robustes – segmentation des réseaux, contrôles d'accès, chiffrement, détection des intrusions – en tant que composantes intégrantes de leurs programmes de sécurité des robots.

Développement de la main-d'oeuvre et écart de compétences

Les ingénieurs, les techniciens et les professionnels de la sécurité ont besoin de connaissances approfondies sur les systèmes mécaniques, la théorie du contrôle, la sécurité fonctionnelle, les méthodes d'évaluation des risques et les normes pertinentes.

Les organisations doivent relever des défis en recrutant et en maintenant en poste du personnel possédant ces compétences multidisciplinaires. L'investissement dans la formation et le perfectionnement professionnel devient essentiel, tout comme la collaboration avec les établissements d'enseignement pour élaborer des programmes d'études qui préparent la prochaine génération de professionnels de la sécurité robotique.

Meilleures pratiques pour la mise en oeuvre des protocoles de sécurité des robots

La mise en oeuvre réussie des protocoles de sécurité des robots exige une attention systématique à plusieurs éléments. Les pratiques exemplaires suivantes résument les leçons tirées de l'expérience de l'industrie et des directives réglementaires.

Adopter une culture de la sécurité

La sécurité doit être une valeur organisationnelle fondamentale, et non pas seulement un exercice de conformité. L'engagement du leadership en matière de sécurité, l'affectation de ressources adéquates et la reconnaissance que la sécurité et la productivité sont complémentaires plutôt que des objectifs concurrents créent les fondements de programmes de sécurité efficaces.

La mise en oeuvre de protocoles de sécurité appropriés permet d'éviter les temps d'arrêt coûteux, de réduire au minimum les blessures en milieu de travail et de veiller à ce que les organisations respectent les exigences de conformité.

Engager des équipes multidisciplinaires

Les ingénieurs de production comprennent les exigences opérationnelles, les techniciens de maintenance connaissent les défis pratiques de l'entretien, les professionnels de la sécurité apportent une expertise en évaluation des risques et les opérateurs fournissent une vue d'ensemble des conditions de travail réelles.

Les intégrateurs, les opérateurs d'applications de robots, les travailleurs de maintenance et d'autres qui travaillent à proximité des applications de robots doivent avoir une compréhension non seulement de la nature et de la gravité du danger, mais aussi de la façon dont ces dangers sont traités et protégés. Les intégrateurs et les travailleurs sont susceptibles de choisir des contrôles et des mesures de protection et de mettre en oeuvre des systèmes qui fonctionnent bien avec leurs applications et processus particuliers.

Planifiez la sécurité dès le début

La planification de la sécurité précoce permet de choisir des configurations de robots intrinsèquement plus sûres, de placer au mieux les travailleurs pour réduire au minimum l'exposition et d'intégrer les systèmes de sécurité lors de la conception initiale plutôt que de procéder à des rénovations coûteuses.

L'OSHA définit une approche de la sécurité qui comporte trois facteurs qui confie la responsabilité au concepteur/fabricant de robots, à l'intégrateur de systèmes et à l'employeur. La conception et la fabrication comprennent la conception en toute sécurité, la limitation des interactions humaines et l'élimination (ou le remplacement) des dangers. L'intégration du système comprend les éléments liés à la sécurité du système de contrôle (SRP/CS) et d'autres systèmes de prévention, comme les fonctions et les dispositifs d'arrêt d'urgence; les garde-corps, les plates-formes, les autres mesures de protection contre les chutes; la planification des évacuations et des sauvetages; et les protocoles de dissipation et d'isolement de l'énergie.

Tirer parti de l'expertise externe

Les organisations ne devraient pas hésiter à engager des consultants externes en sécurité, des professionnels de la sécurité certifiés ou des intégrateurs de robots possédant une expertise en matière de sécurité éprouvée. En faisant appel à des spécialistes de la sécurité au début du projet, les organisations assurent une production sûre et sans heurts des applications robots collaboratives.

L'expertise externe offre des perspectives précieuses, aide à cerner les risques que les équipes internes pourraient négliger et apporte une connaissance des pratiques exemplaires de toutes les industries.

Restez à jour avec les normes et la technologie

Les normes de sécurité des robots continuent d'évoluer, en fonction des progrès technologiques et des leçons tirées de l'expérience de l'industrie.

La robotique est toujours un domaine en développement, de sorte que les règlements de sécurité continueront d'évoluer à mesure que la technologie progressera. Il est essentiel de se tenir au courant de ces développements pour que les robots soient utilisés de façon sûre et efficace sur le lieu de travail.

Amélioration continue

Les programmes de sécurité devraient englober l'amélioration continue, l'apprentissage des quasi-incidents, les incidents et l'expérience opérationnelle.

Les organisations qui privilégient la sécurité dès la conception et qui maintiennent une surveillance, une documentation et une formation continues peuvent réduire considérablement les incidents en milieu de travail tout en améliorant le rendement du système.

Liste de contrôle de sécurité essentielle pour les opérations de robots industriels

Les organisations qui mettent en œuvre ou exploitent des robots industriels devraient s'assurer que les éléments de sécurité suivants sont pris en compte :

  • Évaluation globale des risques[ réalisée pour chaque application robot, portant sur toutes les phases opérationnelles
  • Commandes techniques appropriées[ comprenant des barrières physiques, des dispositifs de détection de la présence et des arrêts d'urgence
  • Systèmes de contrôle de sécurité[ avec des capacités de redondance et de diagnostic répondant aux niveaux de performance requis
  • Politiques de sécurité écrites claires définissant les procédures de personnel et les procédures opérationnelles autorisées
  • Programmes de formation complets[ pour tout le personnel qui interagit avec des robots ou travaille à proximité
  • Procédures de verrouillage/d'arrêt[ pour les activités d'entretien et d'entretien
  • Entretien et inspection réguliers des robots et des systèmes de sécurité avec des résultats documentés
  • Validation périodique des évaluations des risques et des mesures de sécurité
  • Modification des processus de gestion[ pour les modifications apportées aux systèmes ou applications robotisés
  • Procédures de réponse d'urgence[ et exercices de sécurité réguliers
  • Signalisation claire et avertissements[ identifiant les zones de travail des robots et les dangers
  • Vérification de la conformité[ avec les normes applicables (ISO 10218, ANSI/A3 R15.06, etc.)
  • Systèmes de documentation[ pour l'évaluation des risques, les dossiers de formation, les registres de maintenance et les rapports d'incident
  • Processus d'amélioration continue[ intégrant les leçons apprises et les meilleures pratiques de l'industrie

Conclusion : Établir un cadre de sécurité global

La mise en oeuvre de protocoles de sécurité efficaces pour les opérations de robots industriels nécessite une approche globale et multiforme qui intègre des contrôles techniques, des systèmes de sécurité sophistiqués, une évaluation rigoureuse des risques et un personnel bien formé.

Les récentes mises à jour des normes internationales de sécurité reflètent la maturation de la technologie robotique et l'expérience croissante de l'industrie avec les robots industriels traditionnels et les nouvelles applications collaboratives. Avec l'automatisation en évolution sans précédent, il est essentiel que les normes de sécurité suivent les dernières avancées. C'est une étape essentielle pour faire en sorte que l'automatisation augmente, la sécurité des travailleurs demeure une priorité absolue.

Les organisations qui s'attaquent de façon proactive à ces exigences en matière de sécurité – par une évaluation complète des risques, des contrôles techniques appropriés, des systèmes de sécurité robustes et de la formation continue – se positionnent pour réaliser la productivité et les avantages de la robotique tout en protégeant leur atout le plus précieux : leur main-d'oeuvre.

La sécurité n'est pas une destination, mais un parcours continu qui exige vigilance, adaptation et engagement. Au fur et à mesure que la technologie robotique continue de progresser, les protocoles de sécurité doivent évoluer en parallèle, en intégrant de nouvelles connaissances, en abordant les dangers émergents et en tirant parti de technologies de sécurité améliorées.

Pour plus d'information sur les normes de sécurité des robots et les directives de mise en oeuvre, consultez les ressources de l'Association pour l'automatisation de l'avancement (A3)[, de l'Organisation internationale de normalisation (ISO)[, ainsi que les professionnels de la sécurité agréés spécialisés dans les systèmes robotiques, qui fournissent des normes, des rapports techniques, des programmes de formation et des services de consultation pour appuyer la mise en oeuvre de programmes de sécurité des robots de calibre mondial.

En privilégiant la sécurité par l'excellence en ingénierie, la gestion systématique des risques et l'engagement organisationnel, les fabricants peuvent exploiter la puissance de transformation de la robotique industrielle tout en veillant à ce que chaque travailleur rentre chez lui en toute sécurité à la fin de chaque quart de travail.