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机器安全合规性的考量

作者:Al Manzer2014.03.24阅读 2569

        在机器设计的时候考虑安全性,最重要的第一步就是要理解将要设计交付的机器的构成。设计中的安全,对于最终产品而言,是和机器的利润一样重要的问题。无论这台设备是设计用于输送压缩气体、切割或是焊接金属零件、装配零件,还是制造加工小元件,都是如此。设计中的安全包括在设计过程中理解机器产出(每小时多少零件),评估机器装载和卸载过程是简单还是复杂(人工还是自动化)、进给和输出的要求(原材料如何进入机器控制工程网版权所有,以及产成品如何从机器输出)。
        空间上的要求最好在设计阶段就确定。考虑到机器的体积,比如这台机器和机器的操作员需要多大的空间,物料处理设备如何接入(比如叉车、传送带等等)、生产元件编组、物料储存,以及如何移出制成品、打包和处理废料等等。需要哪些服务对机器供电以及运行机器的环境是什么:空气、电力、水或者真空?考虑需要哪些服务以及现有可供使用的资源。
        在设计阶段要考虑到工效学。应该使用任何人都能够操作的设备。操作员面板和输入设备必须要设计可调整功能CONTROL ENGINEERING China版权所有,这样才能做到免于风险、界面友好并且高效操作。


E-stop(紧急停机按钮)的设计必须简易且标识清楚,以便在失控的情况下实现快速停机。图片和表格来源:Optimation公司

        推荐一本人体工程学解决方案的参考书——《柯达实用工效学设计》。现在在工效学领域还没有美国职业安全与健康管理局(OSHA)或者欧洲ISO 18001标准。未来,OSHA将会通过其一般责任条款,要求雇主必须要为员工提供能够避免已识别危险的工作环境。由于重复活动导致职业病,比如腕管综合征,就属于OSHA识别的危险。在设计环节中还要考虑所在国家的相关法律,比如美国残疾人法案(ADA)。
        法规方面的考虑
        除了安全的机器设计之外,健康、安全和环境(HSE)计划也是必须的。机器设计的完整规划预防性方法,可以帮助人们提前做好周密的安排。完整的HSE计划能够提升安全方案的完善度www.cechina.cn,这样很多问题就可以在早期阶段加以解决。使用HSE计划,还可以加快运营场所的建设,在工程阶段解决很多问题。OSHA的29 CFR 1910一般工业、29 CFR 1926建筑行业和ISO 18001都没有对HSE计划的要求。它们只是需要识别所有的危险,并且在开始建设和设备启动之前处理掉这些危险。
        OSHA在29 CFR 1910.33到1910.39的E子部分中对于出口路径、紧急行动计划(紧急出口、一般出口和紧急响应信号等等)以及火灾防护计划有明确的要求。因为安全标准各国都有所不同,设计人员需要考虑机器将会在哪个国家安装和运行。如果机器中存在需要防护的运动部件,就必须要遵循29 CFR 1910.211到29 CFR 1910.219中子部分O的规定。
        在设计期间需要识别出所有的运行危险,这样才能纳入互锁防护装置,保护那些操作机器的人员,同时还需要机器能够进行维护。还需要设计和标注出电子制动装置,这样如果有失控的状况发生,就可以立即停机。OSHA在29 CFR 1910.147子部分J中给出了上锁/挂牌(LOTO)以及危险能量控制的指南。在29 CFR 1910.132子部分I中,OSHA要求新设备必须要设计装备人员防护设备(PPE),这样才能保证机器操作员安全。标准要求新设备应该尽可能排除所有的严重到需要PPE的危险,另外它也指出如果有成本和便捷性的原因控制工程网版权所有,也不必要完全排除。


时刻牢记工效学:任何人都应该能够操作机器。设计可调控制让机器更加高效,对用户也更加友好。

        29 CFR 1910.301到399中的子部分S是与电气安全相关的安全标准。这些标准是OSHA绩效标准的示例,描述了如果要实现合规需要完成哪些工作。ISO 18001是一份基于更高等级的指南,并没有给出具体的工作方法。


机器安全合规需要遵循很多标准,以上是其中的一部分。

        OSHA并不是唯一的强制标准。其它标准组织的文件也可以融入到OSHA规则当中。很多美国国家标准学会(ANSI)的标准,以及国家防火协会(NFPA)的标准都已经成为OSHA标准的参考控制工程网版权所有,并且被OSHA强制执行。除了这两个标准之外,在机器设计阶段合规需要考虑的标准还有很多。
        操作与维护
        机器功能的关键一环是操作员工作站的设计和性能,以及修理机器的维修人员是否能够方便地接触到机器零件。
        很多机器在设计的时候只考虑了生产速度的需求,一旦开始运行和维护,就会导致重新设计。因为操作人员和其它工作人员有很多复杂的问题,重新设计成本高昂,可能还会造成人员受伤、产品质量问题、生产速度降低以及机器停机等等。如果在设计的时候没有考虑机器应该如果保养、修理和维护,也会出现同样的问题。一些设计人员对于维修技师如何接触电机、齿轮箱、链条、链轮这些元件并不太理解,因此很多情况下设计就会有问题,保养必须要停机才能进行。


要了解维修技师是如何维护和修理你的机器。如果很难接触到相关元件,就会延长停机时间,并可能导致人员伤亡。

        如果维护人员无法轻易快捷地接触到响应的元件,那么保养或者修理就会需要更长的停机时间。修正这些设计错误的返修和重新设计工作都是十分繁重并且代价高昂。如果没有进行重新设计,而是任由这些问题存在(在初始设计中没有考虑的问题),就会导致相关工作人员士气低落,客户满意度降低,进而在长期蒙受经济损失。
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