Modifioidun sähköisen ohjausjärjestelmän turvallisuusanalyysi

Tiivistelmä

Tiedonsiirron ja tietojenkäsittelyn nopea kehittyminen aiheuttaa myös liikkuvissa metsäkoneissa tarvetta kehittää ja muuttaa olemassa olevia järjestelmiä uusien teknologioiden mukana. Aikaisemmissa selvityksissä esiin tulleita potentiaalisia heikkouksia pystytään nykyisellä tekniikalla korvaamaan luotettavimmilla ja vähemmän vikaantumisherkillä ratkaisuilla. Sähköisen ohjauksen kahdennukseen tehtävät muutokset tähtäävät koneen käyttäjän, huoltohenkilöiden sekä muiden mahdollisesti koneen lähellä liiikkuvien turvallisuuden parantamiseen tilanteissa, joissa primääriohjaus vikaantuu. Muutokset uudistavat väylätopologiaa sisältävän sähköistä ohjausjärjestelmää siinä määrin, että kattava turvallisuusanalyysi muutoksien vaikutuksesta on tarpeen.

Analyysit tehdään VVT:n kanssa yhteistyönä ja analyysimenetelminä käytetään mm. vika- ja vaikutusanalyysiä, vikapuuanalyysiä sekä FMEA:ta. Lisäksi joitain ominaisuuksia ja tilanteita testataan ja varmennetaan John Deeren toimesta oikeilla koneilla.

Tutkimuksen tulokset ja ratkaisut ovat käytössä vuoden 2011 loppupuolella uuden moottorisukupolven metsäkoneissa.

Hankkeen vastuuhenkilö

Jouni Havu

Tiedote

Liikkuvan metsäkoneen turvallisuutta parannettiin

John Deere Forestry Oy ja VTT analysoivat yhteistyössä liikkuvan
metsäkoneen sähköisen ohjausjärjestelmän turvallisuutta.
Analysointia tarvittiin, koska metsäkoneen väylätopologiaa oli
muutettu edellisen turvallisuusanalyysin jälkeen. Työsuojelurahasto
tuki kehittämistyötä.

Kehittämishankkeen tarkoituksena oli varmistaa, että metsäkoneen
uudistettua väylätopologiaa sisältävän sähköisen ohjausjärjestelmän
toiminta ja käyttö on turvallista koko elinkaaren aikana. Jotta
koneen turvallinen toiminta voitiin todeta myös
vikaantumistapauksissa, muutetulle sähköiselle ohjaukselle oli
tehtävä kattava turvallisuusanalyysi.

Kehittämishankkeessa sovellettiin VTT:n tutkimusta
Turvallisuuteen liittyvien toimintojen toteutus ja kunnossapito
kenttäväyliin ja langattomuuteen perustuvissa
koneenohjausjärjestelmissä (101090). Tutkimuksen loppuraportti
on luettavissa Material-välilehdeltä. 

Ongelmien syyt esiin vikapuuanalyysillä

VTT:n tutkijoiden
Marita Hietikon ja
Jarmo Alasen johtamat työryhmät arvioivat ja
selvittivät mahdollisia vikatilanteita sekä niistä seuraavia
vaaratilanteita. Työryhmissä oli henkilöitä John Deere Forestry
Oy:n tuotekehitysorganisaatiosta ja alihankkijoilta.

Metsäkoneen ohjausjärjestelmälle tehtiin vikapuuanalyysi, jolla
tunnistettiin ne syyt ja tapahtumaketjut, jotka voivat aiheuttaa
ongelmia. Lisäksi selvitettiin, miten kone tai sen
ohjausjärjestelmä on varautunut toimimaan kussakin tilanteessa.
Samoin selvitettiin inhimillisten tekijöiden vaikutusta
odottamattomien tapahtumien syntyyn.

Analyysistä nähtiin, voiko yksittäinen vika aiheuttaa
odottamattoman tapahtuman. Analyysin tuloksista määriteltiin
merkittävimmät vika- ja vaikutusanalyysin tarkastelukohteet.
Järjestelmällinen vika- ja vaikutusanalyysi tehtiin niille osille,
jotka todettiin standardien vaatimuksissa ja metsäkoneen
ohjausjärjestelmän vikapuuanalyysissä turvallisuudelle
kriittisimmiksi.

Osa vikaantumisista ja parannuksista todennettiin oikean koneen
ohjausjärjestelmään aiheutetuilla häiriöillä sekä Tampereella että
Joensuussa.

Kunkin osatehtävän tulokset taulukoitiin dokumentiksi, johon
koottiin seuraavat tiedot: osa, vikaantumistavat, vikojen syyt,
vikojen vaikutukset konejärjestelmään, vikojen

paljastumistavat, mahdolliset toimet tai selventävät
huomautukset.

Edellisen analyysin tuloksia päivitettiin ja muutettiin
vastaamaan uuden ohjausjärjestelmän toimintaa.

Kaikki käyttötilanteet turvallisiksi

Analyysistä saatujen tietojen ja tarvittavien korjausten jälkeen
metsäkoneen sähköistä ohjausjärjestelmää muutettiin ja uudistettiin
siten, että se on turvallinen analyysin kaikissa mahdollisissa
eteen tulevissa koneen käyttötilanteissa.

Erityisesti tämä koskee tehtaan ensimmäisiä koeajotilanteita,
joissa saattaa piillä erilaisia vikaantumisia. Koeajojen
puutteellinen varmistus voisi aiheuttaa loukkaantumisvaaran
lähistöllä työskenteleville henkilöille.

Häiriöistä johtuvien vikatilojen poisto ja diagnosointi
parantavat koneturvallisuutta myös muissa poikkeustilanteissa,
esimerkiksi konetta huollettaessa ja huollon jälkeisissä
koeajoissa.

Sähköiseen ohjausjärjestelmään tehdyt muutokset olivat
alkuperäistä suunnitelmaa laajemmat. Osa muutoksista perustui
analyysistä saatuihin löydöksiin ja osa analyysin aikaiseen
normaaliin kehitykseen ja oppimiseen.

Lopputulos palvelee uuden moottorisukupolven metsäkoneita ja
näkyy vaaratilanteiden vähenemisenä sekä työturvallisuuden
parantumisena.

Toimittaja
Liisa Strann

Aineisto

Jarmo Alanen, Marita Hietikko ja Timo Malm: Safety of Digital Communications in Machines. VTT tiedotteita 2265, Espoo 2004, 93 sivua + 1 liitesivu. ISBN 951-38-6502-9, ISSN 1235-0605. http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2004/T2265.pdf Avaa