2008年中國生產(chǎn)了950萬(wàn)臺汽車(chē)，成為第二大汽車(chē)生產(chǎn)大國?？上У氖?，前幾位的轎車(chē)生產(chǎn)企業(yè)仍以外國品牌、外方技術(shù)為主，我國距離成為汽車(chē)強國依然任重道遠。我十多年來(lái)一直工作于機械安全領(lǐng)域，留意到中國企業(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，而是我國的機械安全意識還相對比較落后，安全標準老化，標齡太長(cháng)。本文，我根據自己十多年的切身經(jīng)驗與熟知的行業(yè)規范標準，向大家簡(jiǎn)單介紹實(shí)現汽車(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的汽車(chē)工業(yè)安全領(lǐng)域貢獻一份自己的力量。

　　第一步進(jìn)行風(fēng)險評估

    當設計一臺機器，工程師應該先分析哪里有危險，是否需要一些保險措施。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。然后是排除風(fēng)險，最后驗證是否已把風(fēng)險降至可接受的水平。如果不幸的風(fēng)險不能降至合格的水平，設計人員就必須重新為這個(gè)機器定義它的功能，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會(huì )錯誤使用這個(gè)機器。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。

　　第二步安全的設計

    最安全的機器是沒(méi)有危險的機器。不用光電保護安全設計是設計人員考慮降低風(fēng)險的第一步，也是最重要最有效的一步。把風(fēng)險找出來(lái)然后通過(guò)機器自身的各種設計來(lái)消除危險工位。例如機械設計或者操作人員所站的工位是否遠離危險點(diǎn)，剎車(chē)功能是怎樣實(shí)現的等。

    防止危險點(diǎn)出現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。

    統計數據發(fā)現，維修期間是比較容易發(fā)生重大或致命事故的。我們應盡量減少人員暴露于危險區域?？紤]更多地使用自動(dòng)進(jìn)料和退料裝置，把維修或調試工作設在“工作區外”，使用無(wú)故障壽命比較長(cháng)的工件，對操作有清晰的標記，例如急停開(kāi)關(guān)應該是紅色開(kāi)關(guān)，底色為黃色（EN60204-1）.在電器方面，為安全相關(guān)應用特定提供一個(gè)穩定可靠的電源是重要的。設計人員應該考慮連接一個(gè)獨立的保護的系統如三種國標認可的系統TN/TT/IT。當維修結束機器送電后不應該再產(chǎn)生危險，系統應防止意外啟動(dòng)。

    除了正常標準時(shí)，停止工作的電器外，還應有可能于緊急狀態(tài)停止機器運行的控制。根據EN60204-1的要求，機器應帶有正常操作時(shí)停止工作的控制，零級停機級別是用于斷開(kāi)主電源與驅動(dòng)元件，這是必須帶有的。在零級以下應帶有1級或2級的級別功能，應用于安全功能相關(guān)的停止。另外，停止指令應優(yōu)先于啟動(dòng)指令（EN60204所述的1，2，3級與EN954-1及EN13849-1所述的安全級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，例如有人員被機器夾著(zhù)，需要斷開(kāi)機器的動(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)應該觸手可及，使用它應不會(huì )產(chǎn)生別的危險，顏色應為紅色陪黃色的底色，驅動(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。

    當使用急停開(kāi)關(guān)后，機器應處于停止狀態(tài)，直至得到一個(gè)明確的復位命令。根據我以往的機器安全鑒定經(jīng)驗，復位開(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(zhù)厚手套，所以把復位開(kāi)關(guān)設計得比較大，同時(shí)因方便布置把急停和復位設在同一個(gè)操作臺上。急停開(kāi)關(guān)是需要放在一個(gè)工人觸手可及的位置，所以意外地把復位開(kāi)關(guān)也放在一個(gè)觸手可及的位置，結果另一位工人搬動(dòng)材料時(shí)就意外地啟動(dòng)了復位開(kāi)關(guān)，差點(diǎn)造成事故。排除的辦法很簡(jiǎn)單，只需要更改復位開(kāi)關(guān)的方向以減少認為碰撞的機會(huì )。

　　第三步采用技術(shù)性的保護措施

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

    某一特定風(fēng)險怎樣被排除，根據第一步風(fēng)險評估的結果，首先要確定需要的安全水平是多少，再根據ENISO13849定義的A至E級計算安全保護功能（裝置）是否可以達到或超越此水平。確定安全功能是否達到所需水平，ENISO13849-1規定了三個(gè)條件，第一條事故造成的創(chuàng )傷是否嚴重？第二條人員暴露于風(fēng)險的時(shí)間長(cháng)不長(cháng)，頻率高不高？第三條人員逃避風(fēng)險的機會(huì )大不大？

    定義了所需的安全水平要求后，就需要構建一個(gè)安全保護功能。一臺機械式壓力機剛剛裝上了一個(gè)進(jìn)口品牌的4級安全光幕，是否就確保一定安全了？答案是不知道。因為光幕只是一個(gè)傳感器，我們還需要考慮邏輯控制和執行單元是否能夠在需要反應時(shí)做出正確反應。

    首先是系統結構，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，報警功能？第四是共同原因引起系統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）？

    那么到底是使用安全光幕更好些還是機械固定護欄更好些？如果從購買(mǎi)保護裝置的成本來(lái)考慮，應該選擇機械性護欄，而如果從生產(chǎn)效率來(lái)考慮，應該選擇安全光幕。這沒(méi)有絕對的答案，主要考慮人員進(jìn)入的頻率和勞動(dòng)強度等因素?；旧?，每種保護裝置有相應的安全標準規范，例如EN14961-1對安全光幕、EN61496-2對激光掃描器、EN61496-3對安全攝像器、EN1088對安全門(mén)鎖開(kāi)關(guān)、EN574對雙手按鈕等。   

    到底安全光幕應該安裝在距離危險點(diǎn)多遠的位置？應該離地面多高？ENISO13855替代舊的標準為大家提供了一個(gè)標準。為什么光幕有安全距離而固定式機械護欄是沒(méi)有安全距離的要求呢？因為光幕不產(chǎn)生障礙物，當它檢測到人的瞬間便發(fā)出一個(gè)剎車(chē)信號，通過(guò)系統處理再發(fā)送到執行單元。例如繼電器最終斷開(kāi)電源。把這個(gè)反應時(shí)間換成了移動(dòng)空間，我檢查過(guò)一臺沖機的標定距離是300mm,但因為更換了更大的工具，距離縮短了50mm。我認為這個(gè)50mm在最壞的情況下可引起人員被沖掉50mm長(cháng)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80年代還沒(méi)有安全編程技術(shù)前，只有應用于觸電的安全繼電器，接線(xiàn)相當麻煩。經(jīng)過(guò)行業(yè)專(zhuān)家的努力及標準的更新?lián)Q代，今天已經(jīng)大量地使用安全PLC。在汽車(chē)廠(chǎng)一般需要應用到安全總線(xiàn)，今天流行的通行協(xié)議主要是以西門(mén)子為主的profa-safe。美國羅克韋爾、德國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(xiàn)大大節省了安裝成本，可惜引起了另一個(gè)問(wèn)題就是反應時(shí)間過(guò)長(cháng)。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工位。所以行業(yè)又開(kāi)發(fā)了適用于現場(chǎng)安裝的小型安全PLC，IP67級別防護防水防塵，只需7ms便能反應，大大地縮短了安全距離。

　　第四步安全的管理

    十一年前當我還是一個(gè)銷(xiāo)售工程師時(shí)，我給一位客戶(hù)推銷(xiāo)安全光幕，他堅定地回答，我們工廠(chǎng)非常安全，每個(gè)工人上崗前必須介紹安全培訓，在機床前明顯的位置貼有警告標語(yǔ)?？墒沁@樣就真的安全了嗎？我們不可能實(shí)現百分之百的安全，但警告標語(yǔ)只能在走完前面三步后依然有殘留危險時(shí)才應用的安全管理。我同意操作培訓、警告標語(yǔ)都是有效防止事故的安全管理模式。

　　第五步整休鑒定

    當一臺新的設備剛剛使用，我相信生產(chǎn)廠(chǎng)家已經(jīng)把安全考慮了。但一臺已經(jīng)用了幾年的老設備，它是否還是安全的？在德國規定了危險機器例如機械壓力機必須在使用一年后通過(guò)合格認定檢測員對它進(jìn)行整休鑒定。這是需要一筆支出的，但保險公司會(huì )對有鑒定資格的企業(yè)收取比較低的保險費。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)現安全生產(chǎn)的必要措施。 

    SICK憑借在安全設備上的設計，生產(chǎn)和運行的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗，已逐漸成為工業(yè)安全領(lǐng)域的領(lǐng)航者。