機(jī)械產(chǎn)品的安全性分析

機(jī)械產(chǎn)品的安全性分析 隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和自動化裝備復(fù)雜程度的提高，裝備安全性問題越來越受到廣泛重視，安全標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。據(jù)統(tǒng)計全球范圍內(nèi)機(jī)械事故約占事故總數(shù)的1/3，機(jī)械安全的研究成為必不可少的重要課題。 美國在20世紀(jì)70年代成立了機(jī)械故障預(yù)防小組（MFPG），自此便開始了針對機(jī)械故障的研究工作。我國對機(jī)械安全的研究起步相對較晚，到70年代末開始接觸和了解機(jī)械診斷技術(shù)，在80年代時正式地對機(jī)械安全領(lǐng)域展開研究，在90年代得到了真正的應(yīng)用。目前我國不斷通過政策法規(guī)的發(fā)布以及機(jī)械安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對機(jī)械安全規(guī)范引導(dǎo)，使其走上了健康發(fā)展的道路，并且在機(jī)械安全科學(xué)技術(shù)學(xué)者的不斷努力下，機(jī)械安全在裝備制造領(lǐng)域內(nèi)取得了顯著的進(jìn)步。 機(jī)械產(chǎn)品GS的安全認(rèn)證 1.GS安全認(rèn)證 認(rèn)證指的是由可以充分信任的第三方證實某一經(jīng)鑒定的產(chǎn)品或服務(wù)符合特定標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范性文件的活動。安全認(rèn)證則是從產(chǎn)品安全的角度出發(fā)，對產(chǎn)品的安全性能的鑒定。 GS認(rèn)證源自德語“Geprufte Sicherheit”（安全性已認(rèn)證），也有“Germany Safety”（德國安全）的意思。以德國產(chǎn)品安全法（SGS）為依據(jù)，按照歐盟統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)EN或德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN進(jìn)行檢測的一種自愿性認(rèn)證，是歐洲市場公認(rèn)的德國安全認(rèn)證標(biāo)志。 首次會議 通過首次會議，檢測機(jī)構(gòu)或代理機(jī)構(gòu)將向申請者的產(chǎn)品工程師解釋認(rèn)證的具體所需程序和所執(zhí)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并提供所需要遞交的文件的清單表格。 項目申請 由申請者提交符合要求的文件。公司提交了在首次會議中提到的要求文件，對于電器部分，提交了電氣產(chǎn)品的總裝配圖，電氣原理圖，電器元件材料清單，產(chǎn)品使用及安裝說明書，系列型號及其之間差異的說明等具體文件。 技術(shù)會議 在檢測機(jī)構(gòu)檢查過申請者的文件資料之后，將會安排與申請者的技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)會議。 樣品測試 測試將依照所適用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，可以在制造商的實驗室或檢驗機(jī)構(gòu)的任何一個駐在各國的實驗室進(jìn)行。 工廠檢查 GS認(rèn)證要求對生產(chǎn)的場所進(jìn)行與安全相關(guān)的程序檢查，主要分為三部分： 機(jī)械部分：對機(jī)器存在安全隱患的部分進(jìn)行分等級的防護(hù)處理； 電氣部分：對電器柜、人機(jī)界面HMI、操作面板、復(fù)位按鈕、接線盒和機(jī)器的走線布局等部分的位置和功能進(jìn)行安全性檢查； 機(jī)器跑車檢查：對機(jī)器在使用時的運轉(zhuǎn)情況及影響進(jìn)行檢測。 簽發(fā)證書 GS證書以德文為主并附有英文版本，通過GS認(rèn)證的產(chǎn)品同時會得到CE證明。 機(jī)械安全風(fēng)險評價 機(jī)械安全性的提高是產(chǎn)品層次和流通程度的提高過程，如何最大程度地實現(xiàn)和保障機(jī)器的安全性能成為首要問題，產(chǎn)品安全性能的提升方法有很多，最有效的方法是對產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)械風(fēng)險評價，提出消除和減少隱患的安全解決方案。 1.風(fēng)險評價的概念 風(fēng)險評價是指確定危害事件發(fā)生的概率和模擬事件的危害程度，計算其風(fēng)險值的大小，對其可接受性作出評價。以系統(tǒng)方式對機(jī)械危險進(jìn)行考察的一系列邏輯步驟并提出風(fēng)險預(yù)防、減控措施及應(yīng)急預(yù)案，運用安全系統(tǒng)工程原理對系統(tǒng)中存在的風(fēng)險因素進(jìn)行辨識與分析從而實現(xiàn)系統(tǒng)安全。判斷系統(tǒng)發(fā)生事故和職業(yè)危害的可能性及其嚴(yán)重程度，從而為制定防范措施和管理決策提供科學(xué)依據(jù)。 2.安全風(fēng)險評價 風(fēng)險矩陣法 是根據(jù)兩個風(fēng)險參數(shù)方向（危害程度和危險發(fā)生概率），將危險事件劃分出等級，形成一個風(fēng)險矩陣（二維或多維表格），定性的去對風(fēng)險大小進(jìn)行衡量。傷害的嚴(yán)重程度可以分為災(zāi)難性的、嚴(yán)重的、中等的、輕微。傷害發(fā)生的概率可以分為高、中、低、無?；蛘呖梢愿鼮榧?xì)致的劃分，使用數(shù)字110或字母AZ。這種安全風(fēng)險評價方法雖然具有快速，簡單的優(yōu)點。并且可以直觀的在二維風(fēng)險圖（如圖2所示）或風(fēng)險打分系統(tǒng)表上找出風(fēng)險等級。 定量風(fēng)險評價 定量風(fēng)險評價是一種純數(shù)學(xué)計算的方法?？梢杂嬎愠鎏囟ǖ陌踩珕栴}的發(fā)生概率。但是定量風(fēng)險評價需要一系列由下到上能反映因果關(guān)系的因素，和具體數(shù)值（如：設(shè)備發(fā)生故障或操作人員操作不當(dāng)?shù)母怕剩?。一般使用定量風(fēng)險評價方法時，多使用故障樹來分析和說明。一般分析過程如下：某安全問題故障樹的建立，將問題作為頂事件找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的各原因作為中間事件再次細(xì)分找出導(dǎo)致中間事件的原因作為基本事件根據(jù)基本事件的發(fā)生概率逐級計算直至計算出頂事件的概率。 機(jī)械安全風(fēng)險評價的過程 機(jī)械安全風(fēng)險評價方法的使用目的一般有二：首先是對現(xiàn)有的安全問題進(jìn)行評估，確定出問題的風(fēng)險水平（發(fā)生概率和傷害程度）。其次是對機(jī)器所采取的多個安全防護(hù)措施或者安全解決方案進(jìn)行評估，通過對減少風(fēng)險的多少來進(jìn)行比較后擇優(yōu)選取。然而，無論是用于哪種目的，都必須要對評價的過程有詳細(xì)的了解。尤其是對所進(jìn)行風(fēng)險評價的機(jī)器設(shè)備的基本信息要有全面且具體的了解。識別機(jī)械在一個完整過程中的性能、時間、空間、環(huán)境和涉及的有關(guān)人員， 每個階段需要執(zhí)行的任務(wù)等相關(guān)參數(shù)，確定限制/分析的范圍， 有的放矢地進(jìn)行風(fēng)險評價。圖3為一個機(jī)械安全風(fēng)險評價的完整流程圖。 3.MK1060模切機(jī)安全風(fēng)險評價 根據(jù)評價方法和具體評價過程，針對天津長榮印刷設(shè)備有限公司MK1060模切機(jī)的部分安全問題進(jìn)行具體評價。 第一步，首先是對機(jī)器的各種限制的確定。MK1060全自動平壓平模切機(jī)是一個高速自動化設(shè)備。對其各種資料的搜索不難完成。以下是對其限制的確定（部分）： MK1060平壓平模切所依照的標(biāo)準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO，機(jī)械和電氣設(shè)計部分分別采用ISO12100、ISO13849/50/51/54/55/56/57、ISO14118/19/20/21/22等，大部分的ISO標(biāo)準(zhǔn)都有相對應(yīng)的歐盟標(biāo)準(zhǔn)和中國國標(biāo)，在國標(biāo)中，產(chǎn)品執(zhí)行GB/T 25680-2010。然而歐盟標(biāo)準(zhǔn)相比國際標(biāo)準(zhǔn)更完整，嚴(yán)格，因此GS安全認(rèn)證在進(jìn)行機(jī)械安全風(fēng)險評價是所依照的是歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN。 機(jī)器工作的環(huán)境：海拔高度不超過1000米；周圍介質(zhì)溫度為-1045；環(huán)境溫度為1035；空氣相對濕度不大于85%；周圍介質(zhì)中沒有易燃、易爆及腐蝕性物質(zhì)。 各種操作說明：機(jī)器的所有概況，機(jī)器的安裝說明，機(jī)器的控制說明，機(jī)器各部分詳細(xì)說明和操作說明，機(jī)器的潤滑和保養(yǎng)維護(hù)。 第二步，危險識別。經(jīng)過對機(jī)器各個階段了解和運轉(zhuǎn)觀察，以個別安全風(fēng)險綜合較高的單元為例列出4個危險示例： A.讓紙板（擋紙板）下壓與輸紙平臺形成的擠壓動作是否會對人的手指造成傷害。 B.收紙部的牙排所經(jīng)過的地方在機(jī)器運轉(zhuǎn)（牙排轉(zhuǎn)動時），是否牙排會打到手，造成傷害（在不停機(jī)取樣時，操作者需把手伸進(jìn)收紙部）。 C.主開關(guān)（空開）的控制桿沒有突出色澤標(biāo)記（控制桿為銀灰色，與電器柜內(nèi)部大部分顏色相近），人在電器柜處操作時是否會因不注意而被打到任何部位。 D.給紙上限光電為高等級激光，為水平直射飛達(dá)操作處，是否會對人的眼睛造成傷害。 第三步，初始風(fēng)險評價首先是評價方法的選擇，在4個評價方法中選擇一個合適的方法進(jìn)行評價。根據(jù)本次評價機(jī)器及識別出的危險的特點，選擇風(fēng)險矩陣法。 按照風(fēng)險打分評分系統(tǒng)對風(fēng)險a、風(fēng)險b、風(fēng)險c和風(fēng)險d進(jìn)行評估預(yù)測。得到如圖4所示的風(fēng)險等級排列順序。對機(jī)器采取風(fēng)險a的模擬測試，當(dāng)機(jī)器運轉(zhuǎn)時，經(jīng)過實際測試，其危險傷害程度為輕微級別，且發(fā)生概率較小，風(fēng)險a等級為“可忽略”。 通過對牙排各項數(shù)據(jù)的了解，包括其運行時產(chǎn)生的速度和力，同時牙排為金屬制品，在高速轉(zhuǎn)動下會產(chǎn)生的較大的沖擊，若傷及人身，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此通過對具體數(shù)據(jù)的分析，其危險嚴(yán)重程度為嚴(yán)重級別。此危險的發(fā)生的可能性為很可能級別，風(fēng)險b的綜合級別為“高”。 因為控制桿為靜止?fàn)顟B(tài)，有時候會發(fā)生不小心的碰撞，根據(jù)現(xiàn)場觀察和歷史經(jīng)驗得出此危險造成的傷害程度為“適中”級別，且發(fā)生的概率“可能”，因此風(fēng)險c的等級為“中”。 給紙?zhí)幨褂弥械囊粚怆姷募す獾燃墳閏lass II（屬于中等輸出激光，如果照射到人眼將會造成傷害），通過對所使用光電的產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行評價危險d，得到風(fēng)險d為嚴(yán)重級別，根據(jù)現(xiàn)場實地調(diào)查和理論上的分析得出此危險發(fā)生的概率為“可能”級別。因此風(fēng)險d的等級為“高”。 總結(jié) 本文主要介紹了GS認(rèn)證以及認(rèn)證的流程，重點介紹了矩陣風(fēng)險評估和定量風(fēng)險評估在機(jī)械安全領(lǐng)域的應(yīng)用，簡單地描述了機(jī)械安全風(fēng)險評價的流程。