（高清版）GBT 41344.3-2022 機(jī)械安全 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警 第3部分：分級(jí)

機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警第3部分：分級(jí)2022-03-09發(fā)布IGB/T41344.3—2022前言 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14預(yù)警分級(jí)流程 l5模型確定 25.1風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算模型 25.2基本要求 25.3要素確定 36權(quán)重確定 36.1權(quán)重確定方法 36.2權(quán)重確定考慮因素 37預(yù)警級(jí)別界限確定 48監(jiān)測值輸入 49風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算 410預(yù)警級(jí)別輸出 4附錄A(資料性)分級(jí)過程的應(yīng)用示例 5參考文獻(xiàn) 9Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T41344《機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警》的第3部分。GB/T41344已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：通則；——第2部分：監(jiān)測；——第3部分：分級(jí)；——第4部分：措施。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由全國機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC208)提出并歸口。本文件起草單位：南京理工大學(xué)、四川語璐科技有限公司、安徽中捷礦山運(yùn)輸設(shè)備有限責(zé)任公司、廈門雷尼自動(dòng)化科技有限公司、深圳國技儀器有限公司、蘇州澳昆智能機(jī)器人技術(shù)有限公司、中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心、南京林業(yè)大學(xué)、金華萬得福日用品股份有限公司、廣東黎麥檢測科技有限公司、皮爾磁電子(常州)有限公司、蘇州安高智能安全科技有限公司、雅礱江流域水電開發(fā)有限公司、廣東成信科技有限公司、漳州宏展新材料科技股份有限公司、福建省閩旋科技股份有限公司、陜西協(xié)佳亞光軟件有限公司、廣東昂益新科技有限公司、義烏市卡一模具有限公司、山東伽達(dá)檢測有限公司、陜西泛標(biāo)軟件有限公司、廣東盈德數(shù)字科技有限公司、江蘇強(qiáng)凱檢測有限公司、廣東當(dāng)家人智能電器有限公司、泉州市標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)IV機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警通?？紤]人、機(jī)器、環(huán)境及其復(fù)合效應(yīng)等要素，針對(duì)這些要素可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，通過在線數(shù)據(jù)監(jiān)測與評(píng)估對(duì)其發(fā)展趨勢作出預(yù)測，對(duì)可能發(fā)生的不安全狀態(tài)按等級(jí)發(fā)出警告，并及時(shí)采取相應(yīng)防范措施，以達(dá)到人、機(jī)器及環(huán)境的安全狀態(tài)。GB/T41344從風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警角度出發(fā)，為安全預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、監(jiān)測、分級(jí)及措施提供可操作的指導(dǎo)。GB/T41344由四個(gè)部分構(gòu)成?！?部分：通則。規(guī)定了機(jī)械設(shè)計(jì)過程或使用過程中，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警一般原則及要求、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警流程、預(yù)警監(jiān)測、預(yù)警分級(jí)及預(yù)警措施，旨在明確風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的概念、一般原則和流程以及與GB/T15706—2012《機(jī)械安全設(shè)計(jì)通則風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)減小》的關(guān)系。——第2部分：監(jiān)測。規(guī)定了機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的監(jiān)測流程、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)輸出等內(nèi)容，旨在監(jiān)測機(jī)械自身因素、環(huán)境因素、操作人員因素等多方面的數(shù)據(jù)，為預(yù)警分級(jí)及采取相應(yīng)的措施提供有效依據(jù)?！?部分：分級(jí)。規(guī)定了預(yù)警分級(jí)流程、風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算模型、要素確定、權(quán)重確定等，并給出了分級(jí)過程具體示例，旨在對(duì)風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行量化分級(jí)，輸出預(yù)警信息以便采取相應(yīng)預(yù)警措施。——第4部分：措施。規(guī)定了預(yù)警措施流程、預(yù)警措施類型、預(yù)警措施升級(jí)、措施評(píng)估以及預(yù)警解除等，旨在根據(jù)對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警分級(jí)，發(fā)出信號(hào)、警報(bào)等預(yù)警信息或采取應(yīng)對(duì)措施，進(jìn)而預(yù)防事故發(fā)生。機(jī)械領(lǐng)域安全標(biāo)準(zhǔn)體系由以下幾類標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成：——A類標(biāo)準(zhǔn)(基礎(chǔ)安全標(biāo)準(zhǔn)),給出適用于所有機(jī)械的基本概念、設(shè)計(jì)原則和一般特征；—B類標(biāo)準(zhǔn)(通用安全標(biāo)準(zhǔn)),涉及機(jī)械的一種安全特征或使用范圍較寬的一類安全裝置： -C類標(biāo)準(zhǔn)(機(jī)械產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)),對(duì)一種特定的機(jī)器或一組機(jī)器規(guī)定出詳細(xì)的安全要求的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)GB/T15706,本文件屬于B類標(biāo)準(zhǔn)。本文件尤其與下列與機(jī)械安全有關(guān)的利益相關(guān)方有關(guān)：——機(jī)器制造商；——健康與安全機(jī)構(gòu)。其他受到機(jī)械安全水平影響的利益相關(guān)方有：——機(jī)器使用人員；——機(jī)器所有者；——服務(wù)提供人員；——消費(fèi)者(針對(duì)預(yù)定由消費(fèi)者使用的機(jī)械)。上述利益相關(guān)方均有可能參與本文件的起草。此外，本文件預(yù)定用于起草C類標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)。本文件規(guī)定的要求可由C類標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充或修改。對(duì)于在C類標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，且已按照C類標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和制造的機(jī)器，優(yōu)先采用C類標(biāo)準(zhǔn)中的要求。1機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警第3部分：分級(jí)本文件適用于與機(jī)械安全相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警分級(jí)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于GB3096—2008聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T30174—2013機(jī)械安全術(shù)語GB/T41344.1—2022機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警第1部分：通則GB/T41344.2—2022機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警第2部分：監(jiān)測GB/T41344.4—2022機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警第4部分：措施3術(shù)語和定義GB/T30174—2013和GB/T41344.1—2022界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。使人員暴露于危險(xiǎn)的機(jī)械內(nèi)部和(或)其周圍的任何空間。人員處于其中不會(huì)暴露于危險(xiǎn)的空間。介于安全區(qū)域與危險(xiǎn)區(qū)域之間的空間。違反規(guī)定或不符合工作流程的動(dòng)作。4預(yù)警分級(jí)流程機(jī)械/機(jī)器風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警分級(jí)流程一般包括模型確定、權(quán)重確定2GB/T41344.3—2022值計(jì)算、預(yù)警級(jí)別輸出等，示意見圖1。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)包含人、機(jī)器、環(huán)境等預(yù)警監(jiān)測要素在內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)值量化計(jì)算模型，確定其權(quán)重，并界定預(yù)警級(jí)別。根據(jù)監(jiān)測值，實(shí)時(shí)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值，確定風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警級(jí)別并輸出。模型確定模型確定人工完成權(quán)重確定預(yù)警級(jí)別界限確定監(jiān)測值輸入系統(tǒng)自動(dòng)完成預(yù)警級(jí)別輸出風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算圖1預(yù)警分級(jí)流程5模型確定5.1風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算模型考慮人、機(jī)器、環(huán)境要素的風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算模型見公式(1)。Rv=AZa;a?G;+BEb;β?G;+CEcYG…………(1)式中：Rv——風(fēng)險(xiǎn)值；a;——人的要素指標(biāo)值，對(duì)應(yīng)的權(quán)重為α;,G;為監(jiān)測值，Za;=1,Za;=1,系統(tǒng)監(jiān)測到該要素時(shí)G;=1,未監(jiān)測到時(shí)G;=0;b;——機(jī)器的要素指標(biāo)值，對(duì)應(yīng)的權(quán)重為β;,G;為監(jiān)測值，Eb;=1,Zβ;=1,系統(tǒng)監(jiān)測到該要素時(shí)G;=1,未監(jiān)測到時(shí)G;=0;ck——環(huán)境的要素指標(biāo)值，對(duì)應(yīng)的權(quán)重為Y?,G,為監(jiān)測值，Zc?=1,∑γ?=1,系統(tǒng)監(jiān)測到該要素時(shí)G=1,未監(jiān)測到時(shí)G=0。5.2基本要求應(yīng)根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場合及需求，選取人、機(jī)器、環(huán)境等方面合適的要素。各要素權(quán)重是動(dòng)態(tài)變化的，應(yīng)根據(jù)更新的歷史數(shù)據(jù)，采用6.1所述權(quán)重確定方法優(yōu)化權(quán)重值。風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算模型要素及權(quán)重確定后，應(yīng)計(jì)算出公式(1)的最大值和最小值。在風(fēng)險(xiǎn)值實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)應(yīng)3根據(jù)最大值與最小值，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值(Rv)進(jìn)行歸一化處理，歸一化后的風(fēng)險(xiǎn)值為Rvx(0≤Rvx≤1)。在特定情況下，人、機(jī)器、環(huán)境的部分要素具有最高層級(jí)，如這些要素達(dá)到預(yù)設(shè)值，則歸一化風(fēng)險(xiǎn)值(Rvx)達(dá)到最大值1.應(yīng)根據(jù)歸一化風(fēng)險(xiǎn)值(Rvx)所在的區(qū)間范圍確定預(yù)警級(jí)別。5.3要素確定GB/T41344.2—2022中附錄A給出了人的狀態(tài)信息、機(jī)器的狀態(tài)信息和環(huán)境的狀態(tài)信息監(jiān)測要素示例，這些要素中的一種或多種可作為風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算要素。6權(quán)重確定6.1權(quán)重確定方法可采用德爾菲法、主成分分析法、層次分析法、優(yōu)序圖法、熵權(quán)法等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定各要素權(quán)重值。選用不同的方法獲得的權(quán)重值會(huì)有所差異。6.2權(quán)重確定考慮因素人的要素權(quán)重確定主要考慮人的作業(yè)的空間限制、人的異常行為發(fā)生頻次和持續(xù)時(shí)間等。人的活動(dòng)范圍分為安全區(qū)、預(yù)警區(qū)、危險(xiǎn)區(qū)三部分。人在預(yù)警區(qū)時(shí)根據(jù)人與危險(xiǎn)源的距離，將其分為預(yù)警I區(qū)、預(yù)警Ⅱ區(qū)、預(yù)警Ⅲ區(qū)，權(quán)重值依次增大。安全區(qū)、預(yù)警區(qū)、危險(xiǎn)區(qū)可根據(jù)GB/T23821和GB/T19876中安全距離的計(jì)算方法確定。6.2.1.3異常行為發(fā)生頻次和持續(xù)時(shí)間異常行為發(fā)生頻次——人的異常行為在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的次數(shù)，如在一段時(shí)間內(nèi)操作人員未按規(guī)定穿戴防護(hù)用具操作機(jī)器的次數(shù)。頻次由低到高，權(quán)重值依次增大。異常行為持續(xù)時(shí)間——人的異常行為持續(xù)時(shí)間，如人在進(jìn)入預(yù)警區(qū)域后的暴露時(shí)間。持續(xù)時(shí)間由短到長，權(quán)重值依次增大。機(jī)器的要素權(quán)重確定主要考慮機(jī)器異常行為發(fā)生頻次和持續(xù)時(shí)間等。機(jī)器的異常行為發(fā)生頻次——機(jī)器異常行為在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的次數(shù)，如機(jī)器未按設(shè)定的動(dòng)作流程工作的次數(shù)，頻次由低到高，權(quán)重值依次增大。機(jī)器的異常行為持續(xù)時(shí)間——機(jī)器異常行為持續(xù)的時(shí)間，如機(jī)器未按設(shè)定的動(dòng)作流程進(jìn)行工作的持續(xù)時(shí)間，持續(xù)時(shí)間由短到長，權(quán)重值依次增大。生產(chǎn)環(huán)境要素主要考慮但不限于以下方面。4噪聲——過強(qiáng)噪聲會(huì)對(duì)人身心健康產(chǎn)生不良影響，噪聲限值應(yīng)符合GB3096—2008的要求，依據(jù)工作現(xiàn)場要求確定不同噪聲值時(shí)的權(quán)重值。照明——作業(yè)環(huán)境中照明不足會(huì)導(dǎo)致工作人員的誤操作。依據(jù)工作現(xiàn)場要求確定不同照明情況下的權(quán)重值。色彩——車間環(huán)境色彩會(huì)影響操作者作業(yè)時(shí)的反應(yīng)速度和準(zhǔn)確度。依據(jù)工作現(xiàn)場要求確定不同色彩時(shí)的權(quán)重值。粉塵——工作場所空氣中的粉塵超過容許濃度會(huì)影響安全生產(chǎn)。依據(jù)工作現(xiàn)場要求確定不同粉塵濃度時(shí)的權(quán)重值。自然環(huán)境要素主要考慮但不限于以下方面。溫度——包括作業(yè)環(huán)境溫度和機(jī)器自身溫度。依據(jù)工作現(xiàn)場要求確定不同溫度值時(shí)的權(quán)重值。濕度——作業(yè)環(huán)境的濕度。依據(jù)工作現(xiàn)場要求確定不同濕度值時(shí)的權(quán)重值。7預(yù)警級(jí)別界限確定預(yù)警級(jí)別界限用于確定各級(jí)預(yù)警的初始條件。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算結(jié)果，從小到大將預(yù)警級(jí)別分為IV級(jí)預(yù)警、Ⅲ級(jí)預(yù)警、Ⅱ級(jí)預(yù)警、I級(jí)預(yù)警，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或大數(shù)據(jù)分析等方法設(shè)置不同預(yù)警級(jí)別的風(fēng)險(xiǎn)值界限值分別為Rvv、Rvv,Rvv,預(yù)警級(jí)別劃分如表1。預(yù)警級(jí)別界限值應(yīng)隨時(shí)間迭代優(yōu)化。表1預(yù)警級(jí)別劃分風(fēng)險(xiǎn)值預(yù)警級(jí)別特征0<Rvx≤Rvv采取最低級(jí)別預(yù)警措施減小風(fēng)險(xiǎn)的低風(fēng)險(xiǎn)Rvve<Rvy≤RvxⅢ需要在合適的時(shí)機(jī)采取警示措施減小風(fēng)險(xiǎn)的一般風(fēng)險(xiǎn)Rvw<Rvy≤RvxⅡ要求立即采取相應(yīng)警示措施減小風(fēng)險(xiǎn)的較大風(fēng)險(xiǎn)Rvva<Rvy≤1I需要立即采取消除危險(xiǎn)或減小風(fēng)險(xiǎn)措施的重大風(fēng)險(xiǎn)8監(jiān)測值輸入輸入GB/T41344.2—2022中監(jiān)測到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)。9風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算根據(jù)輸入的監(jiān)測值，采用公式(1)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值。10預(yù)警級(jí)別輸出根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算結(jié)果確定預(yù)警級(jí)別(即IV級(jí)預(yù)警、Ⅲ級(jí)預(yù)警、Ⅱ級(jí)預(yù)警、I級(jí)預(yù)警中的一種),并將預(yù)警級(jí)別信息實(shí)時(shí)輸出至預(yù)警措施。機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警措施應(yīng)符合GB/T41344.4—2022的要求。分級(jí)過程的應(yīng)用示例見附錄A。5(資料性)分級(jí)過程的應(yīng)用示例A.1概述本附錄旨在依據(jù)本文件規(guī)定的原則，簡要說明分級(jí)過程在碼垛機(jī)器人搬運(yùn)環(huán)境中的應(yīng)用。本附錄不準(zhǔn)備成為供人仿效的范例，本附錄僅試圖給出足夠的信息，以便于使用者對(duì)本文件所規(guī)定的原則的可能應(yīng)用方式有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。A.2機(jī)械限制的確定某機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖見圖A.1,工作范圍見圖A.2,部分技術(shù)參數(shù)見表A.1。標(biāo)引序號(hào)說明：B——底座；L1～L5——機(jī)械臂；F——機(jī)械手。圖A.1機(jī)械臂結(jié)構(gòu)組成6單位為毫米表A.1某機(jī)械臂部分技術(shù)參數(shù)內(nèi)容值本體重量工作范圍高度環(huán)境溫度(機(jī)器人本體)5℃~45℃環(huán)境相對(duì)濕度環(huán)境噪聲水平A.3監(jiān)測要素確定根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估確定監(jiān)測要素包含人距離機(jī)器人底座中心距離(L)、機(jī)器人緊固螺釘振動(dòng)加速度值a)人距離機(jī)器人底座中心距離(L),L值越小，人受到機(jī)器人擠壓/撞擊的風(fēng)險(xiǎn)越高，可通過激光掃描儀監(jiān)測人距離機(jī)器人底座中心距離；b)機(jī)器人緊固螺釘振動(dòng)加速度值(a),安裝機(jī)器人基座的緊固螺釘松動(dòng)，機(jī)器人存在傾覆風(fēng)險(xiǎn)，可通過監(jiān)測緊固螺釘振動(dòng)加速度間接判斷螺釘松緊情況；c)機(jī)器人夾具供氣壓力(P),機(jī)器人夾具供氣壓力異常會(huì)導(dǎo)致工件飛出擊傷人，可通過監(jiān)測夾具供氣壓力判斷夾持力大小；d)工作場所環(huán)境溫度(θ)與濕度(H),θ和H異常會(huì)加速機(jī)器人零部件磨損程度，導(dǎo)致機(jī)器人故障的發(fā)生，可通過溫濕度傳感器監(jiān)測工作場所環(huán)境溫度與濕度。A.4模型與權(quán)重確定采用公式(1)風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算模型。通過分析歷史數(shù)據(jù)，采用專家咨詢權(quán)數(shù)法，確定各要素權(quán)重如表A.2。其中，如監(jiān)測到人機(jī)距離為0mm<L<1000mm,機(jī)器人緊固螺釘振動(dòng)加速度值a≥10×10-3m/s2,夾具供氣壓力為