安全と規格

概要

人の近くで工具を高速に動かせるロボットは、稼働を始める前に安全性の根拠（セーフティケース）を必要とします。その根拠は三つの要素からなります。アプリケーション全体のリスクアセスメント、既知の信頼性レベルで構築された安全機能、そして近年ではネットワーク経由の改ざんに対する保護です。これらをどう進めるかは国際規格に定められています。このハブページでは、主要なロボット規格がそれぞれ何を対象とし、誰に適用され、互いにどう関係するかを説明します。ロボットを統合するエンジニア、ロボットのソフトウェアを書くエンジニア、安全エンジニアと話をする必要があるエンジニアを対象としています。

重要な考え方

リスクアセスメント、ロボット、ロボットセル

すべてのロボット安全規格は、リスクアセスメントを土台にしています。ISO 12100:2010は、機械類に共通する一般的な手法を定めています。機械のライフサイクル全体にわたって危険源を同定し、リスクを見積もって評価し、低減するという手順です。リスク低減の方策は、まず本質的安全設計、次に安全防護と付加保護方策、最後に使用上の情報という順に進めます。本稿執筆時点で、ISOはこの規格を見直し中としています。

ISO 10218シリーズは、この手法を産業用ロボットに適用したものです。ISO 10218-1:2025はロボット本体を半完成機械として扱い、その本質的安全設計、保護方策、使用上の情報を対象とします。ISO 10218-2:2025は、ロボットをアプリケーションやロボットセルに統合する工程を対象とし、設計から立ち上げ、運用、保守までを扱います。2025年版は2011年版を置き換えるものです。ISOのカタログページによれば、主な変更点は、機能安全の要求事項の明確化、機能安全に関するロボットの2つのクラス分け、安全に影響する範囲でのセキュリティの要求事項、そして以前はISO/TS 15066にあった協働アプリケーションの内容の取り込みです。実務上のポイントは、Part 1に適合したロボットを使っても、それだけで安全なロボットセルにはならないことです。Part 2のアセスメントには、工具、ワーク、レイアウト、周囲の人がすべて含まれます。

協働アプリケーション

ISO/TS 15066:2016は、協働産業用ロボットシステムとその作業環境に関する技術仕様書で、ISO 10218を補足するために作成されました。一般には、協働の4つの方式で要約されます。安全適合監視停止、ハンドガイド、速度・間隔監視、動力・力制限です。ISOのページでは、現在も発行済みとされ、改訂予定と表示されています。協働ロボットは、こうしたアプリケーション向けに設計されたロボットです。協働ロボットそのものが安全なわけではありません。ナイフや高温の部品を持った協働ロボットは、力の制限値がどうであれ危険源になります。つまり協働とは、アプリケーションとそのリスクアセスメントの性質です。

パーソナルロボットとサービスロボット

ISO 13482:2014は、産業以外の場面で人の近くで働く生活支援ロボットの安全要求事項を定めており、3種類のロボットを対象としています。対象をパーソナル用途とプロフェッショナル用途のサービスロボットに改めた改訂版が、ISO 13482として作成中です。本稿執筆時点で、当サイトでは発行済みかどうかを確認できませんでした。ISOのページで確認してください。

安全機能とセキュリティ

ライトカーテンが遮られたときの保護停止や、人が近くにいるときの速度制限といった安全機能は、既知の信頼性で動作しなければなりません。こうした機能を担う制御システムの設計と統合の方法は、2つの規格が扱っています。ISO 13849-1:2023は、ソフトウェアを含む制御システムの安全関連部の手法を定め、パフォーマンスレベルで評価します。アプリケーションにどの安全機能が必要か、それぞれにどのレベルが要求されるかは、この規格では決まりません。それはリスクアセスメントと、ISO 10218のような製品規格から導かれます。IEC 62061（2021年の第2.0版と2024年の追補1）は、IEC 61508の下に位置する機械分野のセクター規格として、同じ範囲を扱います。

ロボットセキュリティは、今や安全の一部です。工場ネットワーク上のコントローラ、ティーチペンダント、あるいはどのノードからでも接続できる状態のROS 2グラフは、安全に関わる設定の変更に悪用されるおそれがあります。IEC 62443シリーズは、産業オートメーション・制御システムのセキュリティを扱います。たとえばPart 4-1:2018は、セキュアな製品開発ライフサイクルの要求事項を定めています。ISO 13849-1:2023も、セキュリティの問題が安全機能に影響しうることに触れています。ROS 2では、SROS2が、鍵、証明書、アクセス制御を使ってDDS-Security上で動作させるためのツールを提供しています。

どこから始めるか

まずロボットとは何かで用語を押さえ、次に制御ハブで、安全機能が運動制御に対してどこに位置するかを確認してください。ROS 2とミドルウェアのハブでは、SROS2が保護するグラフについて説明しています。Universal RobotsとFrankaのプラットフォームページでは、2社の協働ロボットメーカーを紹介しています。ISOのロボティクス委員会カタログには、発行済みのロボティクス規格がすべて掲載されています。

ツールとプラットフォーム

よくある間違い

• ロボットの認証だけを取り、ロボットセルを忘れる。アセスメントには工具、部品、レイアウト、人が含まれます。
• 「協働ロボット」を安全性の格付けとして扱う。協働はアプリケーションの性質です。
• リスクアセスメントを設計時に一度だけ行い、工具・レイアウト・プログラムを変更した後に見直さない。
• 安全機能を通常のアプリケーションコードで実装する。安全機能は安全適合のハードウェアとソフトウェアの上で動かします。
• コントローラやROS 2グラフを、共有ネットワーク上で開いたままにする。
• 規格を記憶や二次的な要約から引用する。最新版を購入して読んでください。

さらに深く

• ISOのカタログページ: ISO 12100:2010、ISO 10218-1:2025、ISO 10218-2:2025、ISO/TS 15066:2016、ISO 13482:2014、ISO 13849-1:2023。
• IECウェブストアのページ: IEC 62061、IEC 62443-4-1:2018。
• SROS2のリポジトリとそのチュートリアル。