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汽車(chē)工業(yè)安全五步法

發(fā)布日期:2022-07-14 點(diǎn)擊率:93

="display: block;">  2008年中國(guó)生產(chǎn)了950萬(wàn)臺(tái)汽車(chē),成為第二大汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)。可惜的是,前幾位的轎車(chē)生產(chǎn)企業(yè)仍以外國(guó)品牌、外方技術(shù)為主,我國(guó)距離成為汽車(chē)強(qiáng)國(guó)依然任重道遠(yuǎn)。我十多年來(lái)一直工作于機(jī)械安全領(lǐng)域,留意到中國(guó)企業(yè)一般先抓生產(chǎn),而把安全放在次要位置。原因不是我們的企業(yè)不關(guān)心員工,而是我國(guó)的機(jī)械安全意識(shí)還相對(duì)比較落后,安全標(biāo)準(zhǔn)老化,標(biāo)齡太長(zhǎng)。本文,我根據(jù)自己十多年的切身經(jīng)驗(yàn)與熟知的行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),向大家簡(jiǎn)單介紹實(shí)現(xiàn)汽車(chē)工業(yè)安全的五個(gè)步驟,希望能夠給廣大用戶(hù)與同行們帶來(lái)些許思考與幫助,期盼大家共同為中國(guó)的汽車(chē)工業(yè)安全領(lǐng)域貢獻(xiàn)一份自己的力量。

第一步進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

     當(dāng)設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)器,工程師應(yīng)該先分析哪里有危險(xiǎn),是否需要一些保險(xiǎn)措施。例如有沒(méi)有夾手的位置,是否需要加裝一個(gè)蓋子?加裝了蓋子以后是否會(huì)產(chǎn)生新的危險(xiǎn)。然后是排除風(fēng)險(xiǎn),最后驗(yàn)證是否已把風(fēng)險(xiǎn)降至可接受的水平。如果不幸的風(fēng)險(xiǎn)不能降至合格的水平,設(shè)計(jì)人員就必須重新為這個(gè)機(jī)器定義它的功能,例如降低它的移動(dòng)速度,取消或限制手動(dòng)操作等。另外,還要考慮操作人員是否有機(jī)會(huì)錯(cuò)誤使用這個(gè)機(jī)器。例如是否容易意外地啟動(dòng)?操作面板是否清晰可見(jiàn)?功能鍵是否會(huì)被產(chǎn)生誤解等等因素。

第二步安全的設(shè)計(jì)

     最安全的機(jī)器是沒(méi)有危險(xiǎn)的機(jī)器。不用光電保護(hù)安全設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員考慮降低風(fēng)險(xiǎn)的第一步,也是最重要最有效的一步。把風(fēng)險(xiǎn)找出來(lái)然后通過(guò)機(jī)器自身的各種設(shè)計(jì)來(lái)消除危險(xiǎn)工位。例如機(jī)械設(shè)計(jì)或者操作人員所站的工位是否遠(yuǎn)離危險(xiǎn)點(diǎn),剎車(chē)功能是怎樣實(shí)現(xiàn)的等。
 
     防止危險(xiǎn)點(diǎn)出現(xiàn)例如避免鋒利的剪切口、沖壓點(diǎn),限制它的功能(速度和重量),考慮人體學(xué)來(lái)降低人員因過(guò)度伸展、彎曲或疲勞操作等因素而引發(fā)的危險(xiǎn)。
 
     統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),維修期間是比較容易發(fā)生重大或致命事故的。我們應(yīng)盡量減少人員暴露于危險(xiǎn)區(qū)域。考慮更多地使用自動(dòng)進(jìn)料和退料裝置,把維修或調(diào)試工作設(shè)在“工作區(qū)外”,使用無(wú)故障壽命比較長(zhǎng)的工件,對(duì)操作有清晰的標(biāo)記,例如急停開(kāi)關(guān)應(yīng)該是紅色開(kāi)關(guān),底色為黃色(EN60204-1).在電器方面,為安全相關(guān)應(yīng)用特定提供一個(gè)穩(wěn)定可靠的電源是重要的。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮連接一個(gè)獨(dú)立的保護(hù)的系統(tǒng)如三種國(guó)標(biāo)認(rèn)可的系統(tǒng)TN/TT/IT。當(dāng)維修結(jié)束機(jī)器送電后不應(yīng)該再產(chǎn)生危險(xiǎn),系統(tǒng)應(yīng)防止意外啟動(dòng)。
     除了正常標(biāo)準(zhǔn)時(shí),停止工作的電器外,還應(yīng)有可能于緊急狀態(tài)停止機(jī)器運(yùn)行的控制。根據(jù)EN60204-1的要求,機(jī)器應(yīng)帶有正常操作時(shí)停止工作的控制,零級(jí)停機(jī)級(jí)別是用于斷開(kāi)主電源與驅(qū)動(dòng)元件,這是必須帶有的。在零級(jí)以下應(yīng)帶有1級(jí)或2級(jí)的級(jí)別功能,應(yīng)用于安全功能相關(guān)的停止。另外,停止指令應(yīng)優(yōu)先于啟動(dòng)指令(EN60204所述的1,2,3級(jí)與EN954-1及EN13849-1所述的安全級(jí)別是完全不同的兩個(gè)定義)。急停開(kāi)關(guān)只在緊急情況下使用,例如有人員被機(jī)器夾著,需要斷開(kāi)機(jī)器的動(dòng)力來(lái)停止動(dòng)作,動(dòng)力包括電源及任何非電  
     源形式的動(dòng)力,氣動(dòng),液壓等并需要考慮釋放壓力的方式。急停開(kāi)關(guān)應(yīng)該觸手可及,使用它應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生別的危險(xiǎn),顏色應(yīng)為紅色陪黃色的底色,驅(qū)動(dòng)部分可以有多種形式型式,包括蘑菇型、無(wú)腳踏開(kāi)關(guān)等。
 
     當(dāng)使用急停開(kāi)關(guān)后,機(jī)器應(yīng)處于停止?fàn)顟B(tài),直至得到一個(gè)明確的復(fù)位命令。根據(jù)我以往的機(jī)器安全鑒定經(jīng)驗(yàn),復(fù)位開(kāi)關(guān)是很容易被忽視的。例如,車(chē)身車(chē)間工人一般戴著厚手套,所以把復(fù)位開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)得比較大,同時(shí)因方便布置把急停和復(fù)位設(shè)在同一個(gè)操作臺(tái)上。急停開(kāi)關(guān)是需要放在一個(gè)工人觸手可及的位置,所以意外地把復(fù)位開(kāi)關(guān)也放在一個(gè)觸手可及的位置,結(jié)果另一位工人搬動(dòng)材料時(shí)就意外地啟動(dòng)了復(fù)位開(kāi)關(guān),差點(diǎn)造成事故。排除的辦法很簡(jiǎn)單,只需要更改復(fù)位開(kāi)關(guān)的方向以減少認(rèn)為碰撞的機(jī)會(huì)。
 
第三步采用技術(shù)性的保護(hù)措施

     如果不能通過(guò)第二步解決風(fēng)險(xiǎn),就必須采用技術(shù)性的保護(hù)措施。實(shí)現(xiàn)機(jī)器安全的保護(hù)裝置有很多品種,包括蓋子門(mén),光電保護(hù),雙手按鈕等。還有一些監(jiān)控裝置包括速度及位置的監(jiān)控等配合實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)。并不是所有的保護(hù)裝置都集成在機(jī)器上,最簡(jiǎn)單有效的固定式機(jī)械護(hù)欄就是獨(dú)立于機(jī)器之外,只要正確設(shè)計(jì)它就是很安全的。
 

     某一特定風(fēng)險(xiǎn)怎樣被排除,根據(jù)第一步風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果,首先要確定需要的安全水平是多少,再根據(jù)ENISO13849定義的A至E級(jí)計(jì)算安全保護(hù)功能(裝置)是否可以達(dá)到或超越此水平。確定安全功能是否達(dá)到所需水平,ENISO13849-1規(guī)定了三個(gè)條件,第一條事故造成的創(chuàng)傷是否嚴(yán)重?第二條人員暴露于風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)間長(zhǎng)不長(zhǎng),頻率高不高?第三條人員逃避風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)會(huì)大不大?
 
     定義了所需的安全水平要求后,就需要構(gòu)建一個(gè)安全保護(hù)功能。一臺(tái)機(jī)械式壓力機(jī)剛剛裝上了一個(gè)進(jìn)口品牌的4級(jí)安全光幕,是否就確保一定安全了?答案是不知道。因?yàn)楣饽恢皇且粋€(gè)傳感器,我們還需要考慮邏輯控制和執(zhí)行單元是否能夠在需要反應(yīng)時(shí)做出正確反應(yīng)。
 
     首先是系統(tǒng)結(jié)構(gòu),單通道或雙通道?其次是可靠性高不高,無(wú)故障壽命是多少?第三是有沒(méi)有故障診斷,報(bào)警功能?第四是共同原因引起系統(tǒng)失效的可能性大不大?第五是操作的程序是否安全(包括軟硬件的綜合表現(xiàn))?
     那么到底是使用安全光幕更好些還是機(jī)械固定護(hù)欄更好些?如果從購(gòu)買(mǎi)保護(hù)裝置的成本來(lái)考慮,應(yīng)該選擇機(jī)械性護(hù)欄,而如果從生產(chǎn)效率來(lái)考慮,應(yīng)該選擇安全光幕。這沒(méi)有絕對(duì)的答案,主要考慮人員進(jìn)入的頻率和勞動(dòng)強(qiáng)度等因素。基本上,每種保護(hù)裝置有相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,例如EN14961-1對(duì)安全光幕、EN61496-2對(duì)激光掃描器、EN61496-3對(duì)安全攝像器、EN1088對(duì)安全門(mén)鎖開(kāi)關(guān)、EN574對(duì)雙手按鈕等。  
     到底安全光幕應(yīng)該安裝在距離危險(xiǎn)點(diǎn)多遠(yuǎn)的位置?應(yīng)該離地面多高?ENISO13855替代舊的標(biāo)準(zhǔn)為大家提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。為什么光幕有安全距離而固定式機(jī)械護(hù)欄是沒(méi)有安全距離的要求呢?因?yàn)楣饽徊划a(chǎn)生障礙物,當(dāng)它檢測(cè)到人的瞬間便發(fā)出一個(gè)剎車(chē)信號(hào),通過(guò)系統(tǒng)處理再發(fā)送到執(zhí)行單元。例如繼電器最終斷開(kāi)電源。把這個(gè)反應(yīng)時(shí)間換成了移動(dòng)空間,我檢查過(guò)一臺(tái)沖機(jī)的標(biāo)定距離是300mm,但因?yàn)楦鼡Q了更大的工具,距離縮短了50mm。我認(rèn)為這個(gè)50mm在最壞的情況下可引起人員被沖掉50mm長(zhǎng)的手指。所以必須保證足夠的安全距離,上述問(wèn)題只需在制定距離時(shí)考慮足以大的工具便可解決。
        在上世紀(jì)80年代還沒(méi)有安全編程技術(shù)前,只有應(yīng)用于觸電的安全繼電器,接線相當(dāng)麻煩。經(jīng)過(guò)行業(yè)專(zhuān)家的努力及標(biāo)準(zhǔn)的更新?lián)Q代,今天已經(jīng)大量地使用安全PLC。在汽車(chē)廠一般需要應(yīng)用到安全總線,今天流行的通行協(xié)議主要是以西門(mén)子為主的profa-safe。美國(guó)羅克韋爾、德國(guó)施克和日本歐姆龍三家行業(yè)領(lǐng)袖一起研發(fā)的Devicenet-safe協(xié)議,安全總線大大節(jié)省了安裝成本,可惜引起了另一個(gè)問(wèn)題就是反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。我們前面討論過(guò)安全距離的重要性了,相信誰(shuí)也不希望人員要走三步才能到達(dá)工位。所以行業(yè)又開(kāi)發(fā)了適用于現(xiàn)場(chǎng)安裝的小型安全PLC,IP67級(jí)別防護(hù)防水防塵,只需7ms便能反應(yīng),大大地縮短了安全距離。
 

第四步安全的管理
     十一年前當(dāng)我還是一個(gè)銷(xiāo)售工程師時(shí),我給一位客戶(hù)推銷(xiāo)安全光幕,他堅(jiān)定地回答,我們工廠非常安全,每個(gè)工人上崗前必須介紹安全培訓(xùn),在機(jī)床前明顯的位置貼有警告標(biāo)語(yǔ)。可是這樣就真的安全了嗎?我們不可能實(shí)現(xiàn)百分之百的安全,但警告標(biāo)語(yǔ)只能在走完前面三步后依然有殘留危險(xiǎn)時(shí)才應(yīng)用的安全管理。我同意操作培訓(xùn)、警告標(biāo)語(yǔ)都是有效防止事故的安全管理模式。
 

第五步整休鑒定

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