汽車工業(yè)安全性

1、汽車工業(yè)安全性楊勝利2008年中國生產了950萬臺汽車，成為第二大汽車生產大國?？上У氖牵皫孜坏霓I車生產企業(yè)仍以外國品牌、外方技術為主，我國距離成為汽車強國依然任重道遠。我十多年來一直工作于機械安全領域，留意到中國企業(yè)一般先抓生產，而把安全放在次要位置。原因不是我們的企業(yè)不關心員工，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。根據(jù)自己十多年的切身經驗與熟知的行業(yè)規(guī)范標準，向大家簡單介紹實現(xiàn)汽車工業(yè)安全的五個步驟，希望能夠給廣大用戶與同行們帶來些許思考與幫助，期盼大家共同為中國的汽車工業(yè)安全領域貢獻一份自己的力量。第一步進行風險評估當設計一臺機器，工程師應該先分析哪里有危險，

2、是否需要一些保險措施。例如有沒有夾手的位置，是否需要加裝一個蓋子？加裝了蓋子以后是否會產生新的危險。然后是排除風險，最后驗證是否已把風險降至可接受的水平。如果不幸的風險不能降至合格的水平，設計人員就必須重新為這個機器定義它的功能，例如降低它的移動速度，取消或限制手動操作等。另外，還要考慮操作人員是否有機會錯誤使用這個機器。例如是否容易意外地啟動？操作面板是否清晰可見？功能鍵是否會被產生誤解等等因素。第二步安全的設計最安全的機器是沒有危險的機器。不用光電保護安全設計是設計人員考慮降低風險的第一步，也是最重要最有效的一步。把風險找出來然后通過機器自身的各種設計來消除危險工位。例如機械設計或者操作人

3、員所站的工位是否遠離危險點，剎車功能是怎樣實現(xiàn)的等。防止危險點出現(xiàn)例如避免鋒利的剪切口、沖壓點，限制它的功能（速度和重量），考慮人體學來降低人員因過度伸展、彎曲或疲勞操作等因素而引發(fā)的危險。統(tǒng)計數(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。我們應盡量減少人員暴露于危險區(qū)域。考慮更多地使用自動進料和退料裝置，把維修或調試工作設在工作區(qū)外”，使用無故障壽命比較長的工件，對操作有清晰的標記，例如急停開關應該是紅色開關，底色為黃色(EN60204-1).在電器方面，為安全相關應用特定提供一個穩(wěn)定可靠的電源是重要的。設計人員應該考慮連接一個獨立的保護的系統(tǒng)如三種國標認可的系統(tǒng)TN/TT/IT。當維修

4、結束機器送電后不應該再產生危險，系統(tǒng)應防止意外啟動。除了正常標準時，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(jù)EN60204-1的要求，機器應帶有正常操作時停止工作的控制，零級停機級別是用于斷開主電源與驅動元件，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的停止。另外，停止指令應優(yōu)先于啟動指令(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定義)。急停開關只在緊急情況下使用，例如有人員被機器夾著，需要斷開機器的動力來停止動作，動力包括電源及任何非電源形式的動力，氣動，液壓等并需要考慮釋放壓力的方

5、式。急停開關應該觸手可及，使用它應不會產生別的危險，顏色應為紅色陪黃色的底色，驅動部分可以有多種形式型式，包括蘑菇型、無腳踏開關等。當使用急停開關后，機器應處于停止狀態(tài)，直至得到一個明確的復位命令。根據(jù)我以往的機器安全鑒定經驗，復位開關是很容易被忽視的。例如，車身車間工人一般戴著厚手套，所以把復位開關設計得比較大，同時因方便布置把急停和復位設在同一個操作臺上。急停開關是需要放在一個工人觸手可及的位置，所以意外地把復位開關也放在一個觸手可及的位置，結果另一位工人搬動材料時就意外地啟動了復位開關，差點造成事故。排除的辦法很簡單，只需要更改復位開關的方向以減少認為碰撞的機會。第三步采用技術性的保護措

6、施如果不能通過第二步解決風險，就必須采用技術性的保護措施。實現(xiàn)機器安全的保護裝置有很多品種，包括蓋子門，光電保護，雙手按鈕等。還有一些監(jiān)控裝置包括速度及位置的監(jiān)控等配合實現(xiàn)安全保護。并不是所有的保護裝置都集成在機器上，最簡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。某一特定風險怎樣被排除，根據(jù)第一步風險評估的結果，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(guī)定了三個條件，第一條事故造成的創(chuàng)傷是否嚴重？第二條人員暴露于風險的時間長不長，頻

7、率高不高？第三條人員逃避風險的機會大不大？定義了所需的安全水平要求后，就需要構建一個安全保護功能。一臺機械式壓力機剛剛裝上了一個進口品牌的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時做出正確反應。首先是系統(tǒng)結構，單通道或雙通道？其次是可靠性高不高，無故障壽命是多少？第三是有沒有故障診斷，報警功能？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械固定護欄更好些？如果從購買保護裝置的成本來考慮，應該選擇機械性護欄，而如果從生產效率來考慮，應

8、該選擇安全光幕。這沒有絕對的答案，主要考慮人員進入的頻率和勞動強度等因素?；旧希糠N保護裝置有相應的安全標準規(guī)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對安全門鎖開關、EN574對雙手按鈕等。到底安全光幕應該安裝在距離危險點多遠的位置？應該離地面多高？ENISO13855替代舊的標準為300mm,但大家提供了一個標準。為什么光幕有安全距離而固定式機械護欄是沒有安全距離的要求呢？因為光幕不產生障礙物，當它檢測到人的瞬間便發(fā)出一個剎車信號，通過系統(tǒng)處理再發(fā)送到執(zhí)行單元。例如繼電器最終斷開電源。把這個反應時間換成了移動空間，我

9、檢查過一臺沖機的標定距離是因為更換了更大的工具，距離縮短了50mm。我認為這個50mm在最壞的情況下可引起人員被沖掉50mm長的手指。所以必須保證足夠的安全距離，上述問題只需在制定距離時考慮足以大的工具便可解決。在上世紀80年代還沒有安全編程技術前，只有應用于觸電的安全繼電器，接線相當麻煩。經過行業(yè)專家的努力及標準的更新?lián)Q代，今天已經大量地使用安全PLCo在汽車廠一般需要應用到安全總線，今天流行的通行協(xié)議主要是以西門子為主的profa-safe。美國羅克韋爾、德國施克和日本歐姆龍三家行業(yè)領袖一起研發(fā)的Devicenet-safe協(xié)議，安全總線大大節(jié)省了安裝成本，可惜引起了另一個問題就是反應時間過長。我們前面討論過安全距離的重要性了，相信誰也不希望人員要走三步才能到達工位。所以行業(yè)又開發(fā)了適用于現(xiàn)場安裝的小型安全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銷售工程師時，我給一位客戶推銷安全光幕，他堅定地回答，我們工廠非常安全，每個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?？墒沁@樣就真的安全了嗎？我們不可能實現(xiàn)百分之百的安全，但警告標語只能在走完前面三步后依然有殘留危險時才應用的安全管理。我同意操作培訓、警告標語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，我相信生產廠