|
ZAGROŻENIA MECHANICZNE
|
 |
Metodyka budowy zintegrowanych systemów komputerowo wspomaganego projektowania maszyn ze szczególnym uwzględnieniem bezpieczeństwa pracy i ergonomii.
Celem zadania badawczego było opracowanie metodyki budowy zintegrowanych systemów komputerowo wspomaganego projektowania maszyn, ze szczególnym uwzględnieniem bezpieczeństwa pracy i ergonomii.
W ramach 1. punktu kontrolnego opracowano koncepcję integracji baz danych z zakresu bezpieczeństwa pracy i ergonomii z innymi bazami do wspomagania prac inżynierskich i dobrano
formaty dla potrzeb tej integracji na podstawie wyników analizy charakterystyk krajowych i zagranicznych komputerowych baz danych z obydwu tych zakresów. Opracowano także
wstępną, koncepcję zintegrowanego środowiska głównie do wspomagania prac projektowych z uwzględnieniem modelowania sytuacji niebezpiecznych.
W ramach 2. punktu kontrolnego:
- dokonano analizy, niezbędnych do uwzględniania w procesie projektowania
maszyn, kryteriów oraz wymagań bezpieczeństwa i ergonomii
- opracowano projekt szkieletowego systemu CAD, uwzględniającego wymienione
kryteria i wymagania
- zbudowano relacyjna bazę danych do rejestracji sytuacji niebezpiecznych
- wykonano oprogramowanie systemu do wspomagania analizy bezpieczeństwa
pracy i ergonomii przy pracach projektowych, z uwzględnieniem modelowania
sytuacji niebezpiecznych
- zaproponowano organizację dialogu między projektantem a systemem CAD, z
uwzględnieniem kryteriów i wymagań bezpieczeństwa i ergonomii
- opracowano instrukcję obsługi oprogramowania do wspomagania analizy
bezpieczeństwa pracy i ergonomii przy projektowaniu obrabiarek do drewna.
Opracowano projekt metodyki budowy zintegrowanych systemów CAD uwzględniających kryteria i wymagania bezpieczeństwa i ergonomii.
W ramach 3. punktu kontrolnego: zweryfikowano, opracowany w 2. punkcie kontrolnym, projekt metodyki budowy zintegrowanych systemów CAD na przykładzie: pilarki tarczowej,
strugarki, frezarki do obróbki drewna, których obsługa wiąże się z wysokim poziomem ryzyka. Zweryfikowano również opracowany w poprzednim punkcie kontrolnym system CAD i opracowano metodyki budowy systemu CAD do projektowania obrabiarek do drewna.
Modyfikacji poddano modele projektowanej maszyny i modele komputerowe człowieka oraz modele sytuacji wynikających ze współdziałania człowieka z maszyna.
Modele człowieka pracującego na obrabiarce wybrano z programu Anthropos wersja 5. Modele obrabiarki były generowane przez projektanta za pomocą aplikacji zbudowanej w ramach
tego punktu kontrolnego. Aplikację napisano w języku Visual Basic, pewne fragmenty w języku Autolisp, ponieważ Visual Basic daje efektywniejsze działanie. Ze względu na specjalizowany charakter aplikacji przyjęto, że będzie ona zawierała narzędzia umożliwiające przede wszystkim modelowanie takich obiektów, z którymi człowiek ma bezpośredni kontakt.
Obiekty te są przygotowane w postaci sparametryzowanych danych do modelowania obrabiarek do drewna. Pozostałe obiekty, które należy do wewnętrznej struktury maszyny, mogą być modelowane za pomocy ogólnych narzędzi dostępnych w systemie AutoC
W ramach 4. punktu kontrolnego:
- zmodyfikowano relacyjna bazę danych do rejestracji sytuacji niebezpiecznych,
dostosowując ja do bezpośredniego uzyskiwania danych ze zmienionego w 1998 r.
rozporządzenia Rady Ministrów dotyczącego ustalania okoliczności i przyczyn
wypadków przy pracy i sposobów ich dokumentowania
- zbudowano aplikację KREATOR MASZYN, służąca projektantowi do szybkiego
analizowania struktury maszyny
- zbudowano aplikację GENERATOR MASZYN, służącą projektantowi do generowania
różnorodnych modeli maszyny
- rozszerzono i uzupełniono system CAD do projektowania obrabiarek do drewna o
wymienione aplikacje
- przedstawiono przykłady optymalizacji następujących maszyn do obróbki drewna:
strugarki-wyrówniarki, frezarki i pilarki poziomej
- przedstawiono wizualizację wygenerowanych struktur, wykonując ruchome zdjęcia
w postaci plików filmowych.
Na tej podstawie zbudowano zintegrowany system CAD, realizujący komputerowo wspomagane projektowanie maszyn ze szczególnym uwzględnieniem bezpieczeństwa pracy i ergonomii. Zbudowany system został wykorzystany do budowy przykładowych modeli obrabiarek do obróbki drewna.
Zakład Techniki Bezpieczeństwa
Pracownia Zagrożeń Mechanicznych
|
Określenie wpływu parametrów procesu frezowania drewna na zagrożenie odrzutem materiału obrabianego.
Do większości wypadków ciężkich i śmiertelnych przy obsłudze obrabiarek do drewna dochodzi w wyniku bezpośredniego kontaktu ciała operatora z pracującym narzędziem lub wskutek uderzenia odrzuconym przedmiotem obróbki albo jego fragmentem.
Odrzut występuje zwłaszcza przy cięciu wzdłużnym na pilarkach tarczowych oraz przy struganiu i frezowaniu drewna.
Z dotychczasowych badań dotyczących wpływu prędkości frezowania na zagrożenie odrzutem wynika, że poniżej pewnej granicznej wartości tej prędkości zagrożenie odrzutem wzrasta.
Znalazło to wyraz w normie europejskiej EN 848-1:1998, dotyczącej frezarek pionowych dolnowrzecionowych do drewna, w której określono optymalne zakresy prędkości skrawania dla narzędzi stosowanych we frezarkach.
Celem zadania jest eksperymentalne zbadanie wpływu prędkości i głębokości frezowania, z uwzględnieniem stępienia krawędzi tnących narzędzia, na zagrożenie stwarzane odrzutem
obrabianego przedmiotu. Planowane badania szerzą, dotychczasowa wiedzę dotycząca zjawiska odrzutu, a uzyskane w czasie badań wyniki umożliwia określenie zakresów prędkości i
głębokości skrawania, przy których zagrożenie odrzutem jest najmniejsze a także tych, których należy unikać ze względu na podwyższony poziom ryzyka. Umożliwi to opracowanie wskazówek takiego doboru parametrów, który będzie uwzględniał minimalizowaniem zagrożenia odrzutem.
W 1. punkcie kontrolnym opracowano metodykę badania energii odrzutu, polegającą, na pomiarze prędkości odrzucanej na stanowisku do badania odrzutu standardowej listwy
testowej, przy zmiennych wartościach prędkości i głębokości skrawania oraz ustalonych pozostałych parametrach. W opracowanym programie badań:
- określono optymalne cechy narzędzia przeznaczonego do badań
- opracowano plan badań, obejmujący między innymi wybór kojarzonych wzajemnie
wartości głębokości skrawania i prędkości obrotowych oraz określenie całkowitej
liczby prób wynoszącej minimum 240
- wytypowano wyposażenie pomiarowe i pomocnicze, umożliwiające pomiary
głębokości skrawania, promienia stępienia krawędzi tnących narzędzia oraz
obróbkę i opracowanie graficzne wyników badań
- przeprowadzono wstępna analizę niepewności wyników badań dla kilku modeli
pomiarowych, uwzględniających albo pomijających zjawiska przypadkowe oraz
wpływ uwzględnienia zmienności masy listwy testowej, używanej do prób jako
odrzucany przedmiot.
Zakład Techniki Bezpieczeństwa
Pracownia Zagrożeń Mechanicznych
|
"Opracowanie zasad i metod określania poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa dla programowalnych systemów sterowania maszyn"
Nowoczesne urządzenia przemysłowe, w tym również urządzenia ochronne, coraz częściej wyposażane są w programowalne systemy sterowania. Systemy takie muszą spełniać szczególne wymagania dotyczące ich zdolności do realizacji założonych funkcji. Systemy złożone i programowalne mogą być oceniana jedynie w aspekcie funkcjonalnym. Ocena taka obejmuje analizę postępowania osób związanych z projektowaniem, obsługą i konserwacją urządzenia we wszystkich etapach jego cyklu życia. Celem zadania badawczego jest opracowanie zasad i metod oceny programowalnych systemów sterowania maszyn. Ocena polegać będzie na sprawdzeniu, czy zastosowano właściwe środki zapobiegające defektom lub ich niebezpiecznym następstwom. Istotnym elementem oceny będzie audit projektu. W szczególności ustalić trzeba zakres niezbędnych rozwiązań organizacyjnych, które muszą być stosowane podczas projektowania systemów o różnych poziomach nienaruszalności bezpieczeństwa oraz rodzaj i formę dokumentów, potwierdzających właściwe zarządzanie projektem. Przeprowadzanie auditu ułatwi opracowana w ramach projektu sformalizowania lista pytań. Następnym, po audicie projektu, etapem oceny urządzenia jest sprawdzenie osiągniętego poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa (SIL). Metody jakościowe oceny bazują na analizie zastosowanych rozwiązań konfiguracyjnych i systemów testowania sprawności działania urządzeń. Metody ilościowe polegają na analizie probabilistycznej zastosowanych rozwiązań. W zakresie zadania badawczego znajduje się zaadoptowanie wyników uzyskanych przez inne ośrodki naukowo-badawcze, a także opracowanie nowych metod obliczania prawdopodobieństwa błędu w działaniu programów komputerowych. Wynikiem przeprowadzonych prac będą więc opracowane zasady i metody sprawdzania poprawności ustalania minimalnego koniecznego poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa oraz poziomu uzyskanego w zaprojektowanych i zbudowanych systemach, które umożliwiać będą przeprowadzenie badań certyfikacyjnych urządzeń ochronnych oraz maszyn wyposażonych w systemy programowalne. Metody te będą zharmonizowane z metodami opracowywanymi obecnie w różnych instytutach badawczych Unii Europejskiej.
Zakład Techniki Bezpieczeństwa
Pracownia Elektronicznych Systemów Ochronnych
|
"Metodyka doboru właściwej kategorii elementów systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem (ESSZB) z zastosowaniem oceny ryzyka"
Celem projektu jest opracowanie metodyki umożliwiającej właściwy dobór elementów systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem (ESSZB), w które wyposażane są maszyny stwarzające duże zagrożenie dla zdrowia i życia człowieka. Metodyka pozwoli na określenie relacji między ryzykiem, na które narażeni są ludzie znajdujący się w strefie zagrożenia maszyny, a kategoriami elementów systemów sterowania maszyn związanych z bezpieczeństwem mającymi zapewnić akceptowalny poziom ryzyka w strefie zagrożenia.
Przykładami elementów systemów sterowania są urządzenia ochronne, takie jak urządzenia oburęcznego sterowania, kurtyny świetlne, czy urządzenia realizujące funkcje bezpieczeństwa np. stop awaryjny, czy też elementy krytyczne dla bezpieczeństwa w systemach sterowania np. czujnik położenia suwaka prasy.
Podział na kategorie (B, 1, 2, 3 i 4) stanowi klasyfikację elementów systemu sterowania związanych z bezpieczeństwem w odniesieniu do ich odporności na defekty i ich późniejszego zachowania w stanie defektu, co jest osiągane przez strukturę elementów i/lub ich niezawodność.
W chwili obecnej nie ma jednoznacznie określonych metod doboru kategorii ESSZB w zależności od poziomu istniejącego ryzyka.
Na metodykę doboru właściwej kategorii ESSZB składać się będą:
- wytyczne doboru właściwej kategorii ESSZB w zależności od określonego
poziomu ryzyka,
- przewodnik stosowania metodyki z przykładami doboru właściwej kategorii ESSZB
dla wybranych stanowisk pracy,
- przykłady stosowania wybranych metod oceny ryzyka dla prowadzenia doboru
właściwej kategorii ESSZB.
Zakład Techniki Bezpieczeństwa
Pracownia Elektronicznych Systemów Ochronnych
|
Zbadanie wybranych właściwości nieliniowych i chaosu deterministycznego w sztucznej sieci neuronowej o strukturze sieci neuronowej - pr. stat. CIOP, 15.IX. 2000-15.XII.2001
Zbadano dynamikę sieci neuronowej z neuronami o wartościach ciągłych, z połączeniami synaptycznymi każdego neuronu w sąsiedztwie k, pod wpływem zewnętrznego periodycznego pobudzenia z okresem T. Stwierdzono, że dynamika sieci zależy od wartości k. Dla k = 1 w całej sieci powstają oscylacje o okresie T, z wyjątkiem małych fragmentów sieci o ewolucji quasiperiodycznej. Ze wzrostem k fragmenty te rozrastają się i zwiększa się ilość fragmentów sieci z ewolucją quasiperiodyczną, ewolucją okresową o okresie równym 3T, oraz z ewolucją chaotyczną. Dla k ł 4 cała sieć ewoluuje chaotycznie. Znaleziono więc drogę do chaosu typu mieszanego - przez ruch quasiperiodyczny i potrojenie okresu. Oraz stwierdzono, że wzrost gęstości połączeń synaptycznych prowadzi do ewolucji chaotycznej sieci.
Zakład Techniki Bezpieczeństwa
|
"Opracowanie modelu sztucznej sieci neuronowej do analizy sytuacji niebezpiecznych na zautomatyzowanym stanowisku pracy" SPR-1, zad.03.8.2, 1.III.1998- 31.XII.1999
Opracowano układ sztucznych sieci neuronowych służący do wykrywania sytuacji niebezpiecznych na stanowisku pracy z robotem przemysłowym. Kaskadowo połączone neuronowe sieci komórkowe połączone są z systemem wizyjnym składającym się z kamery TV i frame grabbera. Nadsyłane z kamery obrazy otoczenia robota są porównywane przez układ sieci i jest dokonywana ekstrakcja cech obiektów, które pojawiły się w sąsiedztwie robota. Wykrywane są obiekty o rozmiarze D większym od D0 i prędkości v z zakresu [vmin, Vmax], które pojawiły się w tym sąsiedztwie. Są one uznawane za potencjalnie niebezpieczne i może być wysłany sygnał wyłączający robota.
Prędkość analizy obrazów (ok. 100 ms) umożliwia pracę układu w czasie rzeczywistym.
Zakład Techniki Bezpieczeństwa
|
"Opracowanie systemu do wykrywania sytuacji niebezpiecznych na stanowiskach pracy opartego na sztucznych sieciach neuronowych", proj. PCz16-21, Zad.2-10,
Temat jest kontynuacją prac wcześniejszych. Planuje się opracowanie systemu bezpieczeństwa dla zautomatyzowanych stanowisk pracy, który inteligentnie analizuje sąsiedztwo takiego stanowiska (robota). Składa się on z układu wizyjnego (kamera TV i frame grabber), który dostarcza sekwencji obrazów z sąsiedztwa robota i z układu neuronowego. Układ ten analizuje obrazy z kamery i dokonuje ekstrakcji cech obiektów pojawiających się w sąsiedztwie robota. Ponadto układ ten powinien wykrywać położenie ramienia robota, toteż tylko obiekty zbliżające się do robota w sektorze pracy ramienia będą mogły być uznane za potencjalnie niebezpieczne. Pozwoli to na redukcję pola bezpieczeństwa. Duża prędkość analizy obrazów powinna umożliwić pracę w czasie rzeczywistym, a dobór najważniejszych parametrów pracy systemu przez użytkownika umożliwi jego pracę na rozmaitych zautomatyzowanych stanowiskach pracy.
Zakład Techniki Bezpieczeństwa
|
"Symulacyjny model rozprzestrzeniania się epidemii w populacji oparty na układzie neuronopodobnym" - pr. stat. CIOP 1.III.2002 - 31.V.2003
Opracowywany model opiera się na neuronopodobnym układzie o strukturze sieci komórkowej, w którym będą modelowane kontakty między jednostkami (zmienne w czasie i w przestrzeni) oraz przenoszenie czynnika zarażającego (bakterii, wirusa). Ewolucja czasowa takiego układu pozwoli badać modele epidemii różnego rodzaju i określać takie parametry jak: zasięg epidemii, ilość osób zmarłych i uodpornionych, czas trwania epidemii itp. Zmienna wielkość układu neuronopodobnego umożliwi badanie rozchodzenia się epidemii (infekcji) w populacjach różnej wielkości (100 - 10 000 jednostek) oraz efekt ochronny szczepień profilaktycznych.
Zakład Techniki Bezpieczeństwa
|
|
