SISTEMA-Berechnung – FAQ

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SISTEMA dient als Software-Assistent zur Durchführung der Risikobeurteilung für Maschinen. Welche Schritte die SISTEMA-Berechnung umfasst, welche Rolle der Performance Level dabei spielt und Antworten auf weitere häufige Fragen finden Sie im nachfolgenden Text.

Inhaltsverzeichnis
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    Was ist SISTEMA?

    SISTEMA (kurz für: Sicherheit von Steuerungen an Maschinen) ist ein Software-Assistent, der für die Überprüfung der Sicherheit von Maschinen und Anlagen Verwendung findet. Er wird durch das IFA (Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung) herausgegeben und hat letzthin mit dem Update auf „SISTEMA 2.0“ umfassende Neuerungen erfahren.

    SISTEMA unterstützt als Software bei der Sicherheitsbewertung von Maschinensteuerungen. Hierzu trägt die oder der Nutzer:in die wesentlichen technischen Daten aller Bauteile der Sensorik, Logik und Aktorik von Steuerungsfunktionen mit Bezug zur Sicherheit der Maschine oder Anlage in SISTEMA ein. Beispiele für derartige Maschinenbauteile sind:

    • Sensorik: Sensoren für die Drehgeschwindigkeit beweglicher Maschinenteile
    • Logik: Computerbasierte Maschinensteuerungen
    • Aktorik: Pneumatische, hydraulische oder elektronische Zylinder einer Maschine

    SISTEMA ermittelt sodann aus den kombinierten technischen Eckdaten aller relevanten Bauteile eine Einschätzung des allgemeinen von der Maschine oder Anlage ausgehenden Risikos. Daraus ergeben sich konkrete Anforderungen an die Zuverlässigkeit und den Umfang technischer Sicherheitsfunktionen, die einerseits die Maschine oder Anlage selbst sowie andererseits die sie bedienenden Personen gegen potenzielle Gefährdungen absichern sollen.

    Hinweis: Die Risikoermittlung durch SISTEMA ist Grundlage für den angesetzten Umfang technischer Sicherheitsfunktionen, die Mensch und Maschine schützen.

    Wofür wird eine SISTEMA-Berechnung benötigt?

    Eine SISTEMA-Berechnung dient dazu, die Zuverlässigkeit der technischen Schutzfunktionen einer Maschine oder Anlage vor deren Inbetriebnahme zu ermitteln. Sie soll also feststellen, ob und inwieweit die Maschine Unfällen – ausgelöst etwa durch Ausfall zentraler Funktionen oder durch unsachgemäße Bedienung – mittels eigener Schutzmaßnahmen vorbeugen kann. Damit ist die SISTEMA-Berechnung ein zentraler Bestandteil der sogenannten Risikobeurteilung – einem obligatorischen Prüfverfahren für Maschinen und Anlagen auf deren Weg zur CE-Kennzeichnung und zum Inverkehrbringen.

    SISTEMA-Berechnung und Risikobeurteilung

    Die Risikobeurteilung dient dem Zweck, das von einer Maschine oder Anlage ausgehende Risiko zu ermitteln, zu bewerten sowie auf Grundlage dessen gegebenenfalls konkrete Maßnahmen zur Risikominimierung zu treffen. Sie gliedert sich entsprechend in die drei Schritte der Risikoanalyse, der Risikobewertung und der erwähnten risikomindernden Maßnahmen. Die SISTEMA-Berechnung spielt vor allem in den Teilschritten der Risikoanalyse und der Risikobewertung eine Rolle: Im Zuge der Analyse wird auch der sogenannte Performance Level der Maschine oder Anlage ermittelt; er gibt an, wie zuverlässig und in welchem Umfang die steuerungsseitigen Schutzfunktionen funktionieren müssen, um das von der Maschine oder Anlage ausgehende Risiko ausreichend einzudämmen. In der Phase der Bewertung wird dieser ermittelte Performance Level dann mit dem sogenannten Required Performance Level abgeglichen – der offiziellen Vorgabe an den Performance Level einer Maschine der Anlage, der sich aus der Art der Maschine sowie gegebenenfalls äußeren Umständen während des Betriebs ergibt.

    Der folgende Abschnitt liefert ausführlichere Informationen zum Performance Level und zum Required Performance Level. Für eine detaillierte Darstellung siehe auch der umfassende Artikel „Performance Level – FAQ“.

    Was ist der Performance Level (PL) und welche Rolle spielt er?

    Der Performance Level (kurz: PL) ist eine offizielle Kenngröße für die Zuverlässigkeit der technischen Schutzfunktionen einer Maschine oder Anlage. Er gibt den Umfang an, in dem diese Funktionen das Produkt selbst sowie seine Anwender:innen gegen potenzielle Gefährdungen schützen, und wird auf der Grundlage des im Zuge der Risikoanalyse ermittelten Produktrisikos zugewiesen. Er ist in fünf Stufen unterteilt, die mit den Buchstaben a bis e bezeichnet werden, wobei der Performance Level a der geringsten möglichen Sicherheitsanforderung entspricht, der Performance Level e der höchsten.

    Der Performance Level (PL) und der Required Performance Level (PLr)

    Ergänzend zum Performance Level (PL) existiert auf Seiten der konkreten Sicherheitsvorgaben für Maschinen und Anlagen der sogenannte Required Performance Level, für gewöhnlich abgekürzt mit PLr. Er dient als (offizielle und rechtlich bindende) Größe, wenn in der Planungsphase einer Maschine oder Anlage der Umfang der nötigen Sicherheitsfunktionen anzusetzen ist. Im Optimalfall sollten PLr und PL übereinstimmen oder der tatsächliche PL sollte den erforderlichen PLr sogar übertreffen. Wenn der berechnete Performance Level jedoch nicht den geforderten Wert erreicht, sind bereits erwähnte weitere Maßnahmen nötig, die bestehende Risiken weiter minimieren und somit den faktisch gegebenen PL anheben. Bestimmen lässt sich der PLr auf zwei Arten: Einerseits findet sich im Dokument der DIN-Norm EN ISO 13849-1 ein Diagramm, an dem der jeweilige PLr abgelesen werden kann; andererseits kann er aus der für die entsprechende Maschinenart gültigen Norm entnommen werden, der sogenannten C-Norm.

    Welche Schritte umfasst eine SISTEMA-Berechnung?

    SISTEMA sieht eine Reihe konkreter Schritte vor, um die Zuverlässigkeit technischer Sicherheitsfunktionen in Form des Performance Level zu ermitteln und auf Grundlage dessen konkrete Maßnahmen der Risikominderung zu treffen. Ein grober Überblick über diese Schritte gestaltet sich wie folgt:

    1. Definition der Sicherheitsfunktionen: Eine exakte Definition der Sicherheitsfunktionen der Maschine oder Anlage ist unbedingt notwendig. Dabei wird unter anderem festgelegt, welche Maschinenbauteile jeweils für eine bestimmte Sicherheitsfunktion verwendet werden.
    2. Erstellung eines Prinzipschaltbildes mit Funktions- und Testkanälen: Ein Prinzipschaltbild bildet alle für die Maschinensicherheit relevanten Bauteile ab. Als „relevant“ gelten in diesem Kontext solche Teile, deren kritischer Ausfall das Inkrafttreten einer Sicherheitsfunktion eines Funktionskanals beeinträchtigen oder verhindern kann, sowie zugehörige Testfunktionen, die derartige Ausfälle (frühzeitig) erkennen.
    3. Übertragung des Prinzipschaltbildes in ein sicherheitsbezogenes Blockdiagramm: Während ein Prinzipschaltbild die physikalische Verbindung sicherheitsrelevanter Maschinenbauteile abbildet, stellt ein sicherheitsbezogenes Blockdiagramm deren logisch-strukturellen Zusammenhang dar. Hierfür werden die relevanten Bauteile – je nachdem, zu welcher übergeordneten Sicherheitsfunktion sie gehören – in sogenannte Subsysteme geordnet.
    4. Eintragung des Blockdiagramms in SISTEMA: Die Daten des sicherheitsbezogenen Blockdiagramms – die verschiedenen Sicherheitsfunktionen, deren jeweilige Struktur aus Subsystemen sowie die einzelnen zugehörigen Maschinenbauteile – werden sodann in SISTEMA eingetragen und als Projekt angelegt.
    5. Nutzung von Bauteil-Bibliotheken für das in SISTEMA angelegte Projekt: Die in einem Projekt enthaltenen Sicherheitsfunktionen, Subsysteme und Bauteile verfügen über spezifische Kenndaten und Informationen, die es in SISTEMA einzutragen gilt. Neben (analogen) Datenblättern und Katalogen sind auch häufig digitale SISTEMA-Bibliotheken für die jeweiligen Komponenten verfügbar, die sich direkt in ein Projekt kopieren lassen.

    Die genauen Schritte der SISTEMA-Berechnung sind im Detail auch dem „SISTEMA-Kochbuch“ des IFA zu entnehmen, welches auf der Website der DGUV zum freien Download bereitsteht.

    Gibt es Normen zur SISTEMA-Berechnung?

    Die SISTEMA-Berechnung selbst wird nicht durch konkrete Normen geregelt, da es sich bei SISTEMA um eine kostenlose und frei verfügbare Software handelt. Die Nutzung von SISTEMA setzt zwar eine gewisse Expertise in den Themenfeldern der Risikobeurteilung, der Technischen Dokumentation und allgemeiner der Maschinensicherheit voraus, unterliegt jedoch keiner eigenständigen Norm – unter anderem deshalb, weil die Risikobeurteilung für Maschinen und Anlagen potenziell auch mithilfe anderer, zum Teil kostenpflichtiger Programme angefertigt werden könnte. Bei SISTEMA handelt es sich allerdings um ein etabliertes Programm, welches direkt auf der Website der DGUV heruntergeladen werden kann.

    Die korrekte Funktion sicherheitsbezogener Teile von Maschinensteuerungen, wie sie mit der Ermittlung und Einhaltung des PL beziehungsweise PLr angestrebt ist, wird allerdings durch die Norm DIN EN ISO 13849-1 („Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen – Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze“) geregelt. In ihr findet sich also eine „indirekte“ Norm zur Berechnung des PL, die das Resultat (die Einhaltung des PLr und damit die korrekte Funktion sicherheitsbezogener Steuerungsteile), nicht aber die Art und Weise (etwa die Berechnung mittels SISTEMA) vorgibt.

    Warum sollte ich SISTEMA nutzen?

    SISTEMA bietet als kostenlose, zum freien Download verfügbare Software eine Reihe von Funktionen, die den Vorgang der Risikobeurteilung erheblich vereinfachen, beschleunigen und darüber hinaus präzisieren.

    Neben der Möglichkeit, durch die Eintragung bestimmter Werte und Kenngrößen den Performance Level einer Maschine oder Anlage genau bestimmen zu lassen, stellt SISTEMA auch eine Funktion bereit, durch die der errechnete Performance Level mit dem vorgegebenen PLr abgeglichen werden kann.

    Auch aus juristischer Sicht empfiehlt sich die Verwendung von SISTEMA: Da der errechnete Performance Level beziehungsweise der angesetzte Required Performance Level zentrale Richtgrößen der Risikobeurteilung einer Maschine oder Anlage sind, sollten Maschinenhersteller bei deren Ermittlung und Validierung sehr genau vorgehen und sich bestenfalls durch Verwendung geeigneter Software wie SISTEMA absichern, um etwaige Fehler zu vermeiden. Nur so lässt sich das Ziel erfüllen, eine mit allen Sicherheitsanforderungen konforme Maschine oder Anlage in Verkehr zu bringen.

    Wer kann eine SISTEMA-Berechnung erstellen?

    Eine SISTEMA-Berechnung kann (wie auch der übergeordnete Schritt der Risikobeurteilung) von jeder und jedem durchgeführt werden, die oder der über das nötige Know-how verfügt. Grund dafür ist unter anderem, dass SISTEMA als freie Software wie erwähnt keiner spezifischen Normierung unterliegt, wie sie etwa für andere Schritte des Konformitätsbewertungsverfahrens bis zur CE-Kennzeichnung teilweise gilt.

    Aufgrund der Komplexität des Prozesses der Risikobeurteilung sowie des Umfangs der in SISTEMA einzupflegenden Maschinendaten lohnt es sich dennoch, einen Experten wie zum Beispiel einen CE-Koordinator hinzuzuziehen, der den Prozess der Risikobeurteilung begleitet und die dafür notwendige SISTEMA-Berechnung durchführt. Auch lästige Fehlberechnungen und Folgefehler können durch diese Form der Absicherung vermieden werden.

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