2008年中國(guó)生產(chǎn)了950萬(wàn)臺(tái)汽車，成為第二大汽車生產(chǎn)大國(guó)?？上У氖?，前幾位的轎車生產(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)汽車工業(yè)安全的五個(gè)步驟，希望能夠給廣大用戶與同行們帶來(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?？紤]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，車身車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，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)銷售工程師時(shí)，我給一位客戶推銷安全光幕，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)?？墒沁@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

      當(dāng)一臺(tái)新的設(shè)備剛剛使用，我相信生產(chǎn)廠家已經(jīng)把安全考慮了。但一臺(tái)已經(jīng)用了幾年的老設(shè)備，它是否還是安全的？在德國(guó)規(guī)定了危險(xiǎn)機(jī)器例如機(jī)械壓力機(jī)必須在使用一年后通過(guò)合格認(rèn)定檢測(cè)員對(duì)它進(jìn)行整休鑒定。這是需要一筆支出的，但保險(xiǎn)公司會(huì)對(duì)有鑒定資格的企業(yè)收取比較低的保險(xiǎn)費(fèi)。大企業(yè)都很重視自己的企業(yè)形象，都希望成為公民敬重的企業(yè)。所以，整休鑒定是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的必要措施。