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Risikobeurteilung von Maschinen: Die ISO 12100-Methode in der Praxis

Risikobeurteilung von Maschinen: Die ISO 12100-Methode in der Praxis

Wie ISO 12100 tatsächlich funktioniert: Bestimmung der Grenzen der Maschine, Erfassung von Gefahren nach Lebenszyklusphase, Abschätzung des Risikos anhand der Schwere und dreier Wahrscheinlichkeitsangaben und die drei Schritte in ihrer vorgeschriebenen Reihenfolge.
Risikobeurteilung von Maschinen: Die ISO 12100-Methode in der Praxis

Kernaussagen

  • ISO 12100 ist die übergeordnete Norm: sie liefert die Risikobeurteilung und das Risikominderungsverfahren. ISO 13849 legt fest, wie zuverlässig eine Sicherheitsfunktion sein muss, ISO 14119 die Verriegelungseinrichtungen, die sie umsetzen.
  • Risikominderung ist eine dreistufige Methode in fester Reihenfolge: von vornherein sichere Gestaltung, dann Schutzeinrichtungen und ergänzende Schutzmaßnahmen, dann Gebrauchsinformationen.
  • Risiko wird geschätzt aus der Schwere der Schädigung kombiniert mit der Wahrscheinlichkeit dieses Schadens, wobei die Wahrscheinlichkeit in drei separate Eingaben zerlegt wird: Häufigkeit und Dauer der Exposition, Wahrscheinlichkeit des gefährdenden Ereignisses und Möglichkeit der Vermeidung oder Begrenzung.
  • Die Gefährdungserkennung muss alle Lebenszyklusphasen erfassen, nicht nur den Normalbetrieb. Rüsten, Reinigen, Beseitigen von Störungen, Instandhaltung und Stilllegung sind die Fälle, in denen die Schutzeinrichtungen offenstehen.
  • Verändern einer Maschine setzt Sie wieder in die Verantwortung und kann dazu führen, dass die Anlage rechtlich zum Hersteller wird. Eine nachträglich eingebaute Beschickung, ein neuer Schutz, ein überbrückter Verriegelungsschalter oder ein geändertes Steuerungssystem öffnen die Beurteilung und die technischen Unterlagen wieder.

Was ISO 12100 ist und was nicht

ISO 12100 (Allgemeine Gestaltungsleitsätze: Risikobeurteilung und Risikominderung) ist eine Typ-A-Norm. Sie sagt Ihnen nicht, dass ein Schutz 1.400 mm hoch sein muss. Abmessungen stehen in den Typ-B- und Typ-C-Normen unterhalb dieser Norm.

ISO 13849-1 ist die Zuverlässigkeitsschicht: sobald 12100 sagt, Sie benötigen eine Sicherheitsfunktion, quantifiziert 13849, wie vertrauenswürdig diese Funktion sein muss, ausgedrückt als erforderlicher Performance Level (PLr). ISO 14119 ist die Geräteschicht für Verriegelungen mit und ohne Schutztürverriegelung. Klären Sie wie Verriegelungseinrichtungen ausgewählt und montiert werden, bevor Sie etwas spezifizieren.

In der EU stammen die wesentlichen Anforderungen an Gesundheit und Sicherheit bis zum 20. Januar 2027 aus der Richtlinie 2006/42/EG, danach ersetzt Verordnung (EU) 2023/1230 sie und bringt wesentliche Änderungen ausdrücklich in den Geltungsbereich. Was sich geändert hat, ist in der neuen Maschinenverordnung dargestellt.

Die iterative Schleife

ISO 12100 beschreibt eine Schleife, keine Checkliste: Sie bestimmen die Grenzen der Maschine (Raum, Zeit, Verwendung), identifizieren Gefährdungen, schätzen das Risiko, bewerten, ob Risikominderung erforderlich ist, wenden eine Maßnahme an und gehen dann wieder von vorn los. Disziplinkritisch ist das Rückstück: nach Anwendung einer Schutzmaßnahme müssen Sie die Gefährdungsidentifikation und die Schätzung erneut durchführen, weil Maßnahmen neue Gefährdungen schaffen. Die Bestimmung der Grenzen ist der Schritt, den Teams oft übergehen: bestimmungsgemäße Verwendung, vernünftigerweise vorhersehbarer Missbrauch, Anzahl der Bediener, Ausbildungsstand, Schichtmuster, Umgebungsbedingungen, erwartete Nutzungsdauer.

Die dreistufige Methode, in der vorgeschriebenen Reihenfolge

Schritt 1: grundsätzlich sichere Gestaltung. Beseitigen Sie die Gefährdung oder vermindern Sie das Risiko durch Konstruktion. Verkleinern Sie den Spalt so, dass kein Finger eindringen kann, oder vergrößern Sie ihn über das ISO-13854-Mindestmaß, sodass ein Finger nicht zerquetscht wird. Halten Sie jeden in Schritt 1 erwogenen und verworfenen Option mit Begründung fest, bevor Sie zu Schritt 2 übergehen.

Schritt 2: Schutzeinrichtungen und ergänzende Schutzmaßnahmen. Feste Schutzvorrichtungen, verriegelte bewegliche Schutzeinrichtungen, Lichtvorhänge, Zweihandbedienung, druckempfindliche Matten, Auslösevorrichtungen, plus ergänzende Maßnahmen: Notausschaltung, Mittel zur Trennung und Energieableitung, Vorkehrungen für sichere manuelle Eingriffe, Hebe- und Zugangsregelungen. Die Art des Schutzes richtet sich danach, wie oft ein Zugang tatsächlich erforderlich ist: ein fester Schutz, wo der Zutritt selten ist und als Werkzeug-aus-Aufgabe geplant werden kann, eine verriegelte bewegliche Schutzeinrichtung, wo Bediener routinemäßig Zutritt benötigen. Keine Norm legt eine numerische Zutrittsschwelle fest, also dokumentieren Sie die tatsächlich gezählte Häufigkeit und die Begründung für die Wahl. Die Geometrie der Schutzeinrichtung hingegen hat normative Grenzen, von den Reichweiten und Öffnungstabellen der ISO 13857, und die Regeln zur Auswahl und Geometrie von Schutzeinrichtungen legen die Abmessungen fest.

Schritt 3: Informationen für den Gebrauch. Warnzeichen und Kennzeichnungen, akustische und visuelle Signale sowie das Benutzerhandbuch. Es steht am Ende, weil es die schwächste Maßnahme ist: es hängt davon ab, dass ein Mensch unter Produktionsdruck um 03:00 Uhr liest, sich erinnert und sich daran hält.

Systematische Gefährdungsidentifikation

Zwei Achsen, die sich kreuzen. Erfassen Sie die Lebenszyklusphasen: Transport und Installation, Inbetriebnahme, Rüsten und Umstellen, Normalbetrieb, Fehlersuche, Reinigen, Beseitigen von Blockaden, geplante Wartung und Stilllegung. Durchlaufen Sie dann die Gefährdungsarten in jeder Phase: mechanisch (Quetschen, Scheren, Schneiden, Verheddern, Einziehen, Aufprall, Auswurf), elektrisch, thermisch, Lärm, Vibration, Strahlung, Materialien und Stoffe, ergonomisch sowie Gefährdungen aus der Umgebung und durch Steuerungsausfall.

Führen Sie es als Gitter aus und die Auslassungen werden offensichtlich: Reinigen ist fast immer die schlimmste Zeile, Schutzeinrichtungen offen, Maschine am Jog-Betrieb, ein Bediener, der es 400 Mal gemacht hat.

Wie Risiko geschätzt wird

Risiko ist eine Funktion aus Schwere der Schädigung und Wahrscheinlichkeit des Auftretens dieser Schädigung. Die Schwere wird nach Art und Ausmaß der Verletzung gestuft. Die Wahrscheinlichkeit zerlegt sich in drei Eingaben, die Sie getrennt bewerten sollten:

  • Häufigkeit und Dauer der Exposition: wie oft betritt eine Person die Gefahrenzone und wie lange?
  • Wahrscheinlichkeit eines gefährdenden Ereignisses: Ausfallhistorie von Komponenten, Zuverlässigkeit der Steuerung, Fehlerraten von Menschen, vorhersehbarer Missbrauch.
  • Möglichkeit der Vermeidung oder Begrenzung: Geschwindigkeit der gefährlichen Bewegung, Bewusstsein für die Gefahr, Ausweichraum, Fertigkeit des Bedieners.

ISO 12100 schreibt kein Bewertungswerkzeug vor. Jede Methode ist akzeptabel, wenn sie konsistent angewendet und die Begründung dokumentiert wird. Nicht akzeptabel ist eine einzelne Zahl ohne erkennbare Eingaben.

Restrisiko und wo Gebrauchsinformationen hingehören

Restrisiko ist das Risiko, das nach Anwendung aller Schutzmaßnahmen verbleibt, und es ehrlich zu benennen ist verpflichtend. Informationen für den Gebrauch sind eine echte Maßnahme der Risikominderung in Schritt 3, aber nur für das Restrisiko, das durch Schritt 1 und 2 nicht beseitigt werden konnte. Der Fehlermodus ist, Informationen für den Gebrauch zu verwenden, um Schritt 1 und 2 zu ersetzen: ein Warnaufkleber an einer Gefahrenstelle, die für 180 Euro hätte geschützt werden können, ist keine angemessene Risikominderung, wenn Konstruktion oder Schutz praktikabel gewesen wären.

Wer die Beurteilung besitzt: gekauft versus verändert

Bei einer neu gekauften Maschine mit Konformitätserklärung besitzt der Hersteller die Risikobeurteilung und die technischen Unterlagen. Ihre Verpflichtung als Betreiber ist die standortspezifische Beurteilung dafür, wie sie verwendet, installiert und angebunden wird, sowie das Instandhalten der Schutzmaßnahmen.

In dem Moment, in dem Sie sie verändern, ändert sich das. Ein neuer Schutz, eine nachgerüstete Zuführeinrichtung, eine geänderte Steuerung oder eine überbrückte Sicherheitsfunktion öffnen die Schleife wieder. Führt die Änderung zu einer neuen Gefährdung oder erhöht sie ein bestehendes Risiko, und hat der ursprüngliche Hersteller das nicht bewertet, kann die Anlage rechtlich zum Hersteller der veränderten Maschine werden, mit der vollen Verpflichtung: Risikobeurteilung, technische Unterlagen, Konformität, Kennzeichnung, Anleitung.

Was die Wartung erhalten muss

  • Die aktuelle Risikobeurteilung pro Maschine, mit Revisionshistorie und dem Auslöser für jede Revision.
  • Nachweise, dass Sicherheitsfunktionen in den angegebenen Intervallen geprüft werden, mit Methode und Ergebnis, gebunden an das Asset.
  • Aufzeichnungen über Änderungen und Überbrückungen, jeweils gebunden an die Neubewertung und den Verifizierungstest, der sie geschlossen hat.
  • Integritätsprüfungen von Verriegelungen und Schutzvorrichtungen mit gemessenen Werten: Überfahrt, Stillstandszeit, Spaltmaße.

Die Verknüpfung der Verifikation von Sicherheitsfunktionen mit dem präventiven Wartungsplan macht den Nachweis fortlaufend statt retrospektiv.

In Fabrico läuft die Sicherheitsverifikation als wiederkehrende PM-Aufgaben mit Checklisten, und jedes Ergebnis wird dem spezifischen Asset zugeordnet, sodass die pro-Asset- und pro-Funktion-Aufzeichnung bereitsteht, wenn ein Auditor fragt. Eine fehlgeschlagene Prüfung kann eine Folgeaufgabe auslösen. Wenn Ihnen dieser Nachweis fehlt, buchen Sie eine kurze Demo.

Ein durchgerechnetes Beispiel mit realen Zahlen

Maschine: ein Bandförderer versorgt eine Kartonaufrichterin. Gefährdung: Einziehen an der Einlauf-Niederhaltezone zwischen Band und angetriebener Kopfrolle, zugänglich durch eine 220 mm hohe seitliche Öffnung, die zum Richten schräg laufender Kartons genutzt wird.

Grenzen bestimmen. Bandgeschwindigkeit 0,42 m/s. Niederhaltezone liegt 160 mm hinter der Öffnungskante. Zwei Schichten à 8 Stunden, 5 Tage. Bediener geschult, kein formales Zutrittsgenehmigungsverfahren für den Eingriff.

Risiko schätzen. Schwere: Einziehen bei 0,42 m/s mit angetriebener Rolle und ohne Drehmomentbegrenzer führt zu Finger- oder Handeinklemmung, Hautabriss (Degloving), plausibel Amputation. Schwere ist schwerwiegend und irreversibel. Häufigkeit und Dauer der Exposition: das Log zeigt Schrägkorrekturen mit 14 Mal pro Schicht, jeweils etwa 4 Sekunden, also etwa 56 s pro Schicht Hand-in-Öffnung-Zeit, 28 Eingriffe pro Tag. Wahrscheinlichkeit des gefährdenden Ereignisses: außer dem Zurückhalten der Hand verhindert nichts das Eindringen in die Niederhaltezone, also reicht ein Ausrutscher, ein gerissenes Paket oder eine falsch getimte Bewegung als Auslöser, und es gibt keinen Drehmomentbegrenzer, keine Stillstandserkennung und keinen Genehmigungsschritt hinter diesem einzigen menschlichen Fehler. Bewerten Sie diesen Input hoch. Möglichkeit der Vermeidung: eine Hand, die mit 0,42 m/s eingezogen wird, legt die 160 mm bis zur Niederhaltezone in etwa 380 ms zurück, das ist kürzer als die Zeit, die ein Bediener benötigt, den Hänger zu registrieren und die Hand wegzuziehen. Vermeidung ist kaum möglich. Bewertung: Risikominderung ist erforderlich, am oberen Ende der Skala.

Schritt 1, grundsätzlich sichere Gestaltung. Ein fester V-Profil-Führungsbügel 900 mm stromaufwärts der Kopfrolle richtet Kartons mechanisch. Ein Versuch über 6 Schichten reduziert manuelle Korrekturen von 14 auf 2 pro Schicht und senkt die Exposition auf etwa 8 s pro Schicht. Die Schwere bleibt unverändert, und 2 Ereignisse pro Schicht sind immer noch etwa 1.000 Ereignisse pro Jahr, also reicht Schritt 1 allein nicht aus.

Schritt 2, Schutzeinrichtungen. Schließen Sie die Öffnung mit einer angeschlagenen, verriegelten Schutzvorrichtung. Die Sicherheitsfunktion ist: Öffnen des Schutzes trennt die Antriebsenergie und bringt das Band zum Stillstand. Messen Sie die Gesamtstoppleistung T als die Reaktionszeit der Verriegelungseinrichtung aus dem Datenblatt plus das Abfallen des Schützs plus das Nachlaufen von Band und Last. Der Maschinenanteil allein beträgt 310 ms, gemessen ab dem Schaltzustandswechsel, was bei 0,42 m/s 130 mm Bandlauf entspricht, und die Geräteantwortzeit wird darauf addiert, bevor T in die Berechnung eingeht.

Machen Sie die Geometrieberechnung so wie ISO 13855 es vorsieht: vergleichen Sie die verfügbare Distanz mit der erforderlichen Distanz, nicht die menschliche Reichweite gegen den Restlauf des Bandes. Die erforderliche Distanz ist S = K x T + C. Beginnen Sie mit der Hand- und Arm-Annäherungsgeschwindigkeit K von 2.000 mm/s, mit T von 310 ms plus der Geräteantwortzeit: 2.000 mm/s mal 0,31 s ergibt 620 mm nur durch den Maschinenanteil. Da das 500 mm übersteigt, erlaubt ISO 13855 eine Wiederholung der Rechnung bei K = 1.600 mm/s, was 496 mm für denselben Maschinenanteil ergibt, und das Hinzufügen der Geräteantwortzeit verschiebt den Wert wieder auf oder über 500 mm. So oder so setzt die Norm 500 mm als Mindestwert von S fest. Die erforderliche Distanz ist also mindestens 500 mm vor Hinzufügen der Eindringtiefe C, gegenüber den tatsächlich vorhandenen 160 mm. Die gewählte Lösung ist eine verriegelnde Einrichtung nach ISO 14119, sodass der Schutz nicht geöffnet werden kann, bevor das Band als stillstehend nachgewiesen ist. Die Verriegelung nimmt die Stoppdistanzrechnung vollständig aus dem Sicherheitsargument heraus.

Übergabe an den Designer der Sicherheitsfunktion. Die Verwendung des ISO 13849-1 Anhang A Risiko-Diagramms mit S2 (schwer, meist irreversibel), F2 (konservativ gewählt: jeder Zutritt dauert nur ca. 4 s, aber die Intervention wiederholt sich in jeder Schicht für die gesamte Lebensdauer der Maschine, und F1 ließe keinen Spielraum, falls die Anzahl der Korrekturen wieder steigt) und P2 (Vermeidung kaum möglich: P1 würde bedeuten, dass Vermeidung unter bestimmten Bedingungen möglich ist, was bei 380 ms Einzugszeit nicht gegeben ist) ergibt einen erforderlichen Performance Level von PLr e. Das treibt die Architektur: Kategorie 4, oder Kategorie 3 mit hoher Diagnoseabdeckung und hoher MTTFD, unter Verwendung einer codierten RFID-Verriegelung mit Türverriegelung, verdrahtet an ein Sicherheitsrelais mit Querfehlersuche. Die Details zu ISO 13849 Performance Levels beschreiben, wie dieser PLr erreicht und verifiziert wird.

Urteil und Restrisiko. Nach Schritt 1 und 2 ist das Restrisiko: die Verriegelungseinrichtung fällt in einen überbrückten Zustand oder eine Person überbrückt sie absichtlich. Maßnahmen: überbrückungsresistenter codierter Wirker und eine Wartungs-PM, die die Verriegelungsfunktion alle 3 Monate verifiziert und das Ergebnis dem Asset zuordnet.

Häufige Fehler

  • Nur den Normalbetrieb bewerten, sodass Reinigen, Beseitigen von Blockaden und Rüsten nie eine Zeile im Gitter erhalten.
  • Direkt zu Schritt 3 springen, ein Warnhinweis im Handbuch, für eine Gefahr, die ein Schutz entfernt hätte.
  • Die Wahrscheinlichkeit als ein vages Einzelurteil bewerten statt Exposition, gefährdendes Ereignis und Vermeidung zu trennen.
  • Die SOP-Zahl für die Expositionshäufigkeit verwenden statt die tatsächlichen Eingriffe pro Schicht zu zählen.
  • Eine Änderung als Wartungsaufgabe behandeln, sodass die Beurteilung und die technischen Unterlagen nie wieder geöffnet werden.
  • "Risiko auf akzeptabel reduziert" dokumentieren ohne Spur davon, welche Schritt-1-Optionen erwogen und warum sie verworfen wurden.
  • Eine Schutzmaßnahme anwenden und dort stehen bleiben, ohne die Rückschleife auszuführen, um zu prüfen, welche neue Gefährdungen die Maßnahme selbst eingeführt hat.

Häufig gestellte Fragen

Sagt mir ISO 12100, welche Schutzhöhe oder welchen Sicherheitsabstand ich verwenden soll?

Nein. ISO 12100 ist eine Typ-A-Norm, die nur die Methode vorgibt. Dimensionale Anforderungen kommen aus Typ-B-Normen: ISO 13857 für Sicherheitsabstände und Reichweiten durch Öffnungen, ISO 13855 für Positionierung in Bezug auf Annäherungsgeschwindigkeit, ISO 14120 für den Bau von Schutzvorrichtungen und ISO 13850 für die Notausschaltung.

Wir haben eine CE-gekennzeichnete Maschine gekauft. Brauchen wir trotzdem unsere eigene Risikobeurteilung?

Ja, eine andere. Der Hersteller hat die Maschine so beurteilt, wie sie konstruiert ist und wie sie bestimmungsgemäß verwendet werden soll. Sie müssen sie so bewerten, wie sie installiert und tatsächlich auf Ihrem Standort verwendet wird: die Schnittstellen zu Zu- und Abfolgegeräten, Ihre Zugangswege und Reinigungsmethode sowie jeden vorhersehbaren Missbrauch, der spezifisch für Ihren Prozess ist.

Wann macht uns eine Änderung zum Hersteller?

Großflächig: wenn die Änderung eine neue Gefährdung einführt oder ein bestehendes Risiko über das vom ursprünglichen Hersteller Beurteilte hinaus erhöht; die Auslöserliste steht im Abschnitt zur Verantwortlichkeit oben. Ein routinemäßiger, gleichwertiger Austausch eines Bauteils tut dies nicht.

Ist ein überbrückter Verriegelungsschalter eine Änderung?

In der Praxis ja, und meist eine nicht dokumentierte. Ein Überbrücker über einen Türschalter ändert die Sicherheitsfunktionen der Maschine und damit ihr Risikoprofil. Behandeln Sie Überbrückungen als autorisiert, zeitlich begrenzt, dokumentiert und mit einem Abschlussverifizierungstest.

Wie oft sollte eine Risikobeurteilung überprüft werden?

Bei jedem Auslöser sowie periodisch. Auslöser sind: Änderung, neue bestimmungsgemäße Verwendung, ein Unfall oder Beinaheunfall, wiederholtes Versagen einer Schutzeinrichtung, Änderung der anwendbaren Norm und Änderung des Betriebsbildes. Ein periodisches Überprüfungsintervall von 12 bis 36 Monaten je nach Risikoniveau ist gängige Praxis.

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