安全理念在機械設計中的有效融入

閆常祿

摘要：通過對機械設備在設計時提出應考慮安全性的問題，以及從設計時就注重融入安全理念，使機械設備在生產運行中盡量減少可能存在的安全隱患，最終達到使機械設備本質安全化的目標。

關鍵詞：機械工程；安全應用；設計

機械設備安全，是指從人的安全需要出發(fā)，在使用機械設備全過程的各種狀態(tài)下，達到使人的身免受外界因素危害的存在狀態(tài)和保障條件。機械設備的安全性，是指機器在按預定的使用條件下，執(zhí)行其預定功能，或在運輸、安裝、調整、維修、拆卸以及報廢處理時，不產生損傷或危害健康的能力。機械設備的安全，由其組成部分及整機的安全狀態(tài)來保證，由使用機械設備人員的安全行為來保證，由機械和人的和諧關系來保證。機械設備安全性的任務，就是以人的安全為出發(fā)點，用安全系統(tǒng)的觀點和方法，以機械設備系統(tǒng)在壽命期間全過程的安全問題為對象，通過立法監(jiān)察、監(jiān)督檢查、督促指導、培訓教育、建議咨詢等，來實現機械系統(tǒng)的安全。機械設備的安全狀態(tài)，是實現機械系統(tǒng)安全的基本前提和物質基礎。

1 機械設備安全性設計的要件

要搞好機械設備設計的安全性，首先要了解安全系統(tǒng)各要素的關系，以及安全系統(tǒng)與機械系統(tǒng)的關系。通常機械設備設計的安全性，分為機械安全、電氣安全和作業(yè)人員安全三大要件。例如作業(yè)人員安全性問題，為了便于對一臺大型機器的控制，需要人登上高處的操作臺進行操作。如果僅僅從完成機械設備生產目的的角度來看，操作者可以從地面通過梯子登上平臺，去操縱機器，實現機器的應用功能，這就足夠了。但是從安全的角度看，這種“物”的狀態(tài)，對人來說，顯然是不安全的。只要有作業(yè)高度存在，人就有可能因為心理、生理或其他主觀因素，造成動作失誤，因而發(fā)生墜落事故。如果存在某種客觀危險因素（如溫度高、自然光線不足、立足平面很小，使操作者無法維持正常姿勢等），那么發(fā)生墜落事故的可能性就會增大，而且離墜落基面越遠，墜落造成的傷害就越嚴重。人的這種存在狀態(tài)，決定了要實現安全必須協(xié)調“物”與“人”的關系，通過一系列的安全技術措施來解決。例如：在墜落臨邊加設欄桿，將人與危險隔離；均勻梯級，防止人攀登時腳踏空；在比較高的梯子上，設置安全護圈，解決防止人員仰翻墜地的保護等。

2 安全人機工程在汽車制造中的應用

現代機電產品往往自己的標榜設計符合人機工程學原理，并以此為賣點。汽車產品也不例外，幾乎每一款新車的宣傳資料都印有“人機工程”的字眼，人機工程學在對人的特性進行詳細研究的基礎上設計了一系列的設計準則，用來指導機械產品的設計，主要是人和機器之間的界面設計。

3 安全人機工程發(fā)展趨勢

現代人機系統(tǒng)中，作業(yè)人員是在特定環(huán)境中操作和管理復雜系統(tǒng)和各種數字化設備，當人在這種環(huán)境工作時，既要靠眼睛來觀察環(huán)境，又要靠細致的注視來完成精確的控制動作，通過安全人機工程技術分析，就可知道人在操作時如何分配注意力，體力、同時了解儀表、屏幕以及外視景如何設計和合理分配才能獲得良好的人機交互，既減輕操作人員的工作負荷又避免出錯，切實提高人機工效，這對于機械安全設計有著重要的參考價值。雖然目前許多機械在安全設計方面已有比較成熟的理論與方法，但是隨著科學技術的進步與發(fā)展，又有新的課題需要解決，符合人機工程，人性化的設計是最實在的，同時也是最前沿的潮流與趨勢，是一種人文精神的體現，與人與產品完美和諧的結合。

4 安全性設計的標準化

保證人體的安全與健康，是我們國家的一貫政策，國家標準化法明確規(guī)定：人身、財產安全的標準，為強制性標準。安全標準是保護勞動者安全健康的技術依據。世界上所有工業(yè)發(fā)達國家，都非常重視產品的安全衛(wèi)生問題，涉及安全衛(wèi)生、環(huán)境保護的標準，要求強制執(zhí)行。一些國家還以法律的形式，規(guī)定了產品設計的安全衛(wèi)生要求。世界各國尤其是工業(yè)發(fā)達國家，都形成了較嚴格而完備的法規(guī)，如美國、日本、俄羅斯等國，都十分重視機械產品標準化工作，有關設備設計方面的安全衛(wèi)生標準已經系列化。

隨著國際貿易的發(fā)展和以經濟為背景的國際市場競爭日益激烈，為避免國家之間和國家與地區(qū)之間的立法差別，盡快消除國際范圍內可能產生的機械產品貿易技術問題、各國都在考慮建立可以普遍接受的法規(guī)———標準體系。

為了保障勞動者的生命安全和健康，滿足生產設備安全生產的需要，提高我國工業(yè)產品在國際市場上的競爭能力，順應國際上安全衛(wèi)生標準化工作的發(fā)展形勢，本著“基礎標準、安全、衛(wèi)生、環(huán)保標準優(yōu)先采用國際標準”的原則，根據“國際標準中有關人身安全、衛(wèi)生和環(huán)境保護等標準，要采取措施盡可能予以等效采用”的精神，在機械設備設計時，應參照全國機械安全標準化技術委員會初步制定的我國機械安全標準體系表，采用國際標準的劃分A（安全基礎標準）、B（安全通用標準）、C（專業(yè)機械安全標準）三大類進行安全標準化設計的前提。

從機械機構設計、安全防護、使用信息三方面來考慮機械的安全性，亦即對人的直覺顯示、操作控制、人機系統(tǒng)的設計及其布置和作業(yè)系統(tǒng)的組合進行有效的而研究，科學技術日新月異的發(fā)展，，給機械設備行業(yè)的發(fā)展提供了源源不斷的動力，這種動力不但使生產效率不斷提高，更重要的是，基于裝備制造業(yè)的人類的工業(yè)化進程得以以一種迅猛的速度向前推進，隨著工業(yè)自動化越來越重視安全設計和安全裝置的考慮，工業(yè)生產逐漸積淀了深入人心的工業(yè)人文精神和“以人為本”的思想精髓，機械設備的安全性設計問題和各項安全措施，必將在科技發(fā)展中得到進一步的落實及完善。