橫幅事故安全

兒童類

56. 事故預防

56. 事故預防 (13)

橫幅8

 

56. 事故預防

章節編輯: 喬瑪薩里


目錄

表格和數字

簡介
喬瑪薩里

事故分析的概念
克爾斯滕·喬根森

事故原因理論
阿都拉烏夫

事故建模中的人為因素
Anne-Marie Feyer 和 Ann M. Williamson

事故模型:風險穩態
杰拉德 JS 王爾德

事故建模
安德魯·黑爾

事故序列模型
拉格納·安德森

事故偏差模型
城市謝倫

MAIM:默西塞德郡事故信息模型
哈利·香農和約翰·戴維斯

預防原則:減少工作場所傷害的公共衛生方法
Gordon S. Smith 和 Mark A. Veazie

工作安全的理論原則
雷納德斯基巴

預防原則:安全信息
Mark R. Lehto 和 James M. Miller

工傷事故費用
迭戈·安德雷奧尼

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1. 偏差分類的分類法
2. 哈登矩陣適用於機動車傷害
3. 哈頓建設十大對策
4. 映射到事故序列的安全信息
5. 選定預警系統內的建議

人物

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ACC150F1ACC150F2ACC150F3ACC150F4ACC140F1ACC140F2ACC160F1

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57. 審計、檢查和調查

57. 審計、檢查和調查 (7)

橫幅8

 

57. 審計、檢查和調查

章節編輯: 喬瑪薩里


目錄

表格和數字

安全審計和管理審計
約翰范德科克霍夫

危害分析:事故因果模型
喬普·格羅內維格

硬件危害
卡斯滕·D·格羅伯格

危害分析:組織因素
城市謝倫

工作場所檢查和監管執法
安東尼·萊恩漢

分析和報告:事故調查
米歇爾·蒙托

報告和編制事故統計
克爾斯滕·喬根森

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1. 質量和安全政策的分層
2. PAS安全審核要素
3. 行為控制方法的評估
4. 一般故障類型和定義
5. 事故現象的概念
6. 表徵事故的變量

人物

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DIS010F2 DIS010F1 DIS010T2 DIS020F1 DIS080F1 DIS080F2 DIS080F3 DIS080F4  DIS080F5DIS080F6 DIS080F7 DIS095F1  DIS095F1

 

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58. 安全應用

58. 安全應用 (17)

橫幅8

 

58. 安全應用

章節編輯: Kenneth Gerecke 和 Charles T. Pope


目錄

表格和數字

系統分析
何孟忠  

手持和便攜式電動工具安全
美國勞工部——職業安全與健康管理局; 肯尼斯·格瑞克編輯

機器的運動部件
Tomas Backström 和 Marianne Döös

機器防護
美國勞工部——職業安全與健康管理局; 肯尼斯·格瑞克編輯

存在檢測器
保羅·施賴伯

用於控制、隔離和轉換能量的設備
勒內特羅克斯勒

安全相關應用
Dietmar Reinert 和 Karlheinz Meffert

軟件和計算機:混合自動化系統
Waldemar Karwowski 和 Jozef Zurada

安全控制系統設計原則
格奧爾格·馮德拉克

CNC 機床安全原則
Toni Retsch、Guido Schmitter 和 Albert Marty

工業機器人安全原則
Toni Retsch、Guido Schmitter 和 Albert Marty

電氣、電子和可編程電子安全相關控制系統
羅恩·貝爾

基於電氣、電子和可編程電子設備的安全相關係統的技術要求
約翰·布拉贊代爾和羅恩·貝爾

翻轉
本特·斯普林菲爾德

從高處墜落
讓·阿爾托

密閉空間
尼爾·麥克馬納斯

預防原則:材料處理和內部交通
卡里·哈基寧

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1. 雙按鈕控制電路可能出現的功能障礙
2. 機器護罩
3. 設備
4. 進料和出料方式
5. 機械控制中的電路結構組合
6. 保護系統的安全完整性等級
7. 軟件設計與開發
8. 安全完整性等級:B 類組件
9. 完整性要求:電子系統架構
10. 從高處墜落:魁北克 1982-1987
11.典型的防墜落和防墜落系統
12. 防墜落與防墜落的區別
13. 評估危險情況的樣本表格
14. 樣品入境許可證

人物

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MAC080F1MAC080F2MAC080F3MAC080F4MAC080F5MAC080F6MAC080F7MAC080F8MAC080F9MAC80F10MAC80F11MAC80F12MAC80F13MAC80F14MAC80F15MAC80F16MAC80F17MAC80F18MAC80F19MAC80F20MAC80F21MAC80F23MAC80F24MAC80F25MAC80F26MAC80F27MAC80F28MAC80F29MAC80F30MAC80F31MAC80F32MAC80F33MAC80F34MAC80F35MAC80F36MAC80F37

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59. 安全政策和領導

59. 安全政策和領導 (7)

橫幅8

 

59. 安全政策和領導

章節編輯: 喬瑪薩里


 

目錄

表格和數字

安全政策、領導力和文化
丹彼得森

安全文化與管理
馬塞爾西馬德

組織氛圍和安全
Nicole Dedobbeleer 和 François Béland

參與式工作場所改進流程
喬瑪薩里

安全決策方法
特耶斯登

風險認知
Bernhard Zimolong 和 Rüdiger Trimpop

風險接受
Rüdiger Trimpop 和 Bernhard Zimolong

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1. 安全氣候措施
2. Tuttava 和其他程序/技術差異
3. 最佳工作實踐示例
4. 印刷油墨廠的績效目標

人物

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60. 安全計劃

60. 安全計劃 (8)

橫幅8

 

60. 安全計劃

章節編輯:Jorma Saari


 

目錄

表格和數字

職業安全研究:概述
Herbert I. Linn 和 Alfred A. Amendola

政府服務
安東尼·萊恩漢

安全服務:顧問
丹彼得森

實施安全計劃
湯姆·利蒙

成功的安全計劃
湯姆·利蒙

安全激勵計劃
杰拉德 JS 王爾德

安全宣傳
托馬斯·W·普拉內克

案例研究:印度國家層面的職業健康與安全運動
KC古普塔

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1. OBM 與員工激勵的 TQM 模型
2. 印度工廠:就業與傷害

人物

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PRO01FEPRO02FEPRO03FEPRO04FEPRO05FEPRO06FEPRO07FE

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週一,4月04 2011 18:20

安全控制系統設計原則

人們普遍認為控制系統在使用過程中必須是安全的。 考慮到這一點,大多數現代控制系統的設計如圖 1 所示。

圖 1. 控制系統的一般設計

SAF062F1

使控制系統安全的最簡單方法是在其周圍建造一堵堅不可摧的牆,以防止人員進入或乾擾危險區域。 這樣的系統將非常安全,儘管不切實際,因為不可能獲得訪問權限以執行大多數測試、維修和調整工作。 因為在某些條件下必須允許進入危險區域,所以需要除牆壁、柵欄等之外的保護措施來促進生產、安裝、維修和維護。

 

其中一些保護措施可以部分或全部集成到控制系統中,如下所示:

  • 如果有人進入危險區域,可以通過緊急停止 (ES) 按鈕立即停止運動。
  • 按鈕控制僅在激活按鈕時才允許移動。
  • 雙手控制 (DHC) 只有在雙手同時按下兩個控制元件時才允許移動(從而確保雙手遠離危險區域)。

 

這些類型的保護措施由操作員激活。 然而,由於人類通常是應用程序中的弱點,因此許多功能(例如以下)都是自動執行的:

  • 維修或“示教”期間機器人手臂的運動非常緩慢。 儘管如此,速度仍受到持續監控。 如果由於控制系統故障,自動機械臂的速度在維修或示教期間意外增加,監控系統將啟動並立即終止運動。
  • 提供光柵以防止進入危險區域。 如果光束被中斷,機器將自動停止。

 

控制系統的正常運行是生產最重要的前提。 如果生產功能因控制故障而中斷,那至多是不便但不會造成危險。 如果不執行與安全相關的功能,可能會導致生產損失、設備損壞、人身傷害甚至死亡。 因此,與安全相關的控制系統功能必須比普通控制系統功能更可靠、更安全。 根據歐洲委員會指令 89/392/EEC(機器指南),控制系統的設計和構造必須安全可靠。

控件由許多連接在一起的組件組成,以執行一項或多項功能。 控件被細分為通道。 通道是執行特定功能(例如,啟動、停止、緊急停止)的控件的一部分。 從物理上講,通道是由一串組件(晶體管、二極管、繼電器、門等)創建的,通過這些組件,從一個組件到下一個組件,代表該功能的(主要是電氣)信息從輸入傳輸到輸出。

在為安全相關功能(涉及人的功能)設計控制通道時,必須滿足以下要求:

  • 具有安全相關功能的控制通道中使用的組件必須能夠承受正常使用的嚴酷條件。 一般來說, 他們必須足夠可靠.
  • 邏輯錯誤不得導致危險情況。 一般來說, 與安全相關的通道應具有足夠的故障證明.
  • 外部影響(因素)不應導致安全相關通道的暫時或永久故障。

 

可靠性

可靠性 是控制通道或組件在給定時間段的指定條件下執行所需功能的能力 沒有失敗. (可以使用合適的方法計算特定組件或控制通道的概率。)必須始終為特定時間值指定可靠性。 通常,可靠性可以用圖2中的公式表示。

圖 2. 可靠性公式

SAF062F2

複雜系統的可靠性

系統是由組件構建的。 如果已知組件的可靠性,則可以計算整個系統的可靠性。 在這種情況下,以下適用:

串行系統

總可靠性 R合計 由具有相同可靠性 R 的 N 個組件組成的串聯繫統C 計算如圖 3 所示。

圖 3. 串聯組件的可靠性圖

SAF062F3

總可靠性低於最不可靠組件的可靠性。 隨著串聯組件數量的增加,鏈條的總可靠性會顯著下降。

並行系統

總可靠性 R合計 由具有相同可靠性 R 的 N 個組件組成的並聯繫統C 計算如圖 4 所示。

圖 4. 並聯組件的可靠性圖

SAF062F4

通過並聯兩個或多個組件可以顯著提高總體可靠性。

圖 5 說明了一個實際示例。 請注意,電路將更可靠地關閉電機。 即使繼電器 A 或 B 未能打開其觸點,電機仍會關閉。

圖 5. 圖 4 的實際示例

SAF062F5

如果所有必要的組件可靠性已知且可用,則計算通道的總可靠性很簡單。 對於復雜組件(集成電路、微處理器等),如果製造商未發布必要信息,則總可靠性的計算是困難的或不可能的。

安全指引

當專業人士談論安全並呼籲安全機器時,他們指的是整個機器或系統的安全。 然而,這種安全性過於籠統,並且對於控制設計者而言定義不夠精確。 下面的定義 安全 對控制電路的設計者可能是實用的和有用的:安全是控制系統在規定的限制內,在給定的持續時間內執行所需功能的能力,即使發生預期的故障。 因此,在設計過程中必須明確安全相關通道必須有多“安全”。 (設計者可以開發一個安全的通道,防止第一次故障、任何一次故障、兩次故障等。)此外,執行用於防止事故的功能的通道可能本質上是可靠的,但它沒有不可避免地避免失敗。 以下示例可以最好地解釋這一點:

例如1

圖 6 中所示的示例是執行所需安全功能的安全相關控制通道。 第一個組件可以是一個開關,用於監控例如通往危險區域的通道門的位置。 最後一個組件是電機,它驅動危險區域內的移動機械部件。

圖 6. 執行所需安全功能的安全相關控制通道

SAF062F6

在這種情況下所需的安全功能是雙重的:如果門關閉,電機可能會運行。 如果門打開,則必須關閉電機。 了解可靠性 R1 到R6, 可以計算可靠性 R早期的。 設計者應該使用可靠的組件,以保持整個控制系統足夠高的可靠性(即,在設計中應該考慮到即使在 20 年內該功能仍然可以執行的可能性)。 因此,設計人員必須完成兩項任務:(1) 電路必須執行所需的功能,以及 (2) 組件和整個控制通道的可靠性必須足夠。

現在應該問以下問題:即使系統發生故障(例如,如果繼電器觸點粘住或組件發生故障),上述通道是否會執行所需的安全功能? 答案是不”。 原因是僅由串聯連接的組件組成並使用靜態信號的單個控制通道對於一次故障是不安全的。 通道只能具有一定的可靠性,這保證了功能被執行的可能性。 在這種情況下,安全始終意味著 故障相關.

例如2

如果控制通道既可靠又安全,則必須如圖 7 所示修改設計。所示示例是一個安全相關的控制通道,由兩個完全獨立的子通道組成。

圖 7. 具有兩個完全獨立子通道的安全相關控制通道

SAF062F7

這種設計對於第一次故障(以及同一子通道中可能的進一步故障)是安全的,但對於可能發生在兩個不同子通道中(同時或不同時間)的兩次故障是不安全的,因為沒有故障檢測電路。 因此,最初兩個子通道都以高可靠性工作(參見並行系統),但在第一次故障後只有一個子通道將工作,可靠性降低。 如果在仍在工作的子通道中發生第二次故障,則兩者都將失效,並且將不再執行安全功能。

例如3

圖 8 中所示的示例是一個安全相關的控制通道,由兩個完全獨立的子通道組成,它們相互監控。

圖 8. 一個安全相關的控制通道,帶有兩個相互監控的完全獨立的子通道

SAF062F8

這種設計是故障安全的,因為在發生任何故障後,只有一個子通道將不起作用,而另一個子通道仍然可用並將執行安全功能。 此外,該設計具有故障檢測電路。 如果由於故障,兩個子通道無法以相同方式工作,則“異或”電路將檢測到這種情況,結果機器將自動關閉。 這是設計機器控制的最佳方法之一——設計與安全相關的子通道。 它們對一次故障是安全的,同時提供足夠的可靠性,因此同時發生兩次故障的可能性微乎其微。

冗餘

顯然,設計者可以通過多種方法提高可靠性和/或安全性(防止故障)。 前面的示例說明瞭如何通過各種解決方案實現功能(即,門關閉,電機可以運行;門打開,電機必須停止)。 有些方法非常簡單(一個子通道),而另一些方法則比較複雜(兩個相互監督的子通道)。 (見圖 9。)

圖 9. 有或沒有故障檢測的冗餘系統的可靠性

SAF062F9

與簡單電路和/或組件相比,複雜電路和/或組件存在一定的冗餘。 冗餘 可以定義如下: (1) 冗餘是指存在比簡單實現所需功能所需的更多的手段(組件、通道、更高的安全係數、額外的測試等); (2) 冗餘顯然不會“改善”功能,無論如何都會執行。 冗餘隻會提高可靠性和/或安全性。

一些安全專業人士認為,冗餘隻是系統的兩倍或三倍等。 這是一個非常有限的解釋,因為冗餘可以被更廣泛和靈活地解釋。 冗餘可能不僅包含在硬件中; 它也可能包含在軟件中。 提高安全係數(例如,更強的繩索而不是更弱的繩索)也可以被視為一種冗餘形式。

,一個主要出現在熱力學和天文學中的術語,可以定義如下:一切都傾向於衰變。 因此,可以肯定的是,無論使用何種技術,所有組件、子系統或系統總有一天會出現故障。 這意味著沒有 100% 可靠和/或安全的系統、子系統或組件。 根據結構的複雜性,所有這些都或多或少是可靠和安全的。 不可避免地較早或較晚發生的故障證明了熵的作用。

設計人員應對熵的唯一方法是冗餘,這是通過 (a) 為組件引入更多可靠性和 (b) 在整個電路架構中提供更多安全性來實現的。 只有充分提高所需功能在所需時間段內執行的概率,設計人員才能在某種程度上抵禦熵。

風險評估

潛在風險越大,所需的可靠性和/或安全性(針對故障)就越高(反之亦然)。 以下兩個案例說明了這一點:

案例1

固定在註塑機中的模具由門保護。 如果門關閉,機器可以工作,如果門打開,所有危險動作都必須停止。 在任何情況下(即使在安全相關通道發生故障的情況下)都不得發生任何運動,尤其是那些操作工具的運動。

案例2

在氣動壓力下組裝小型塑料部件的自動控制裝配線的入口由一扇門保護。 如果打開這扇門,就必須停止生產線。

情況1,如果門監控系統發生故障,工具意外關閉,可能會造成嚴重傷害。 在情況2中,如果門監控系統發生故障,則可能造成輕微傷害或輕微傷害。

很明顯,在第一種情況下,必須引入更多的冗餘以獲得防止極端高風險所需的可靠性和/或安全性(防止故障)。 事實上,根據歐洲標準EN 201,注塑機門的監控系統必須具有三個通道; 其中兩個是電氣的,相互監督,其中一個主要配備液壓系統和測試電路。 所有這三個監督功能都與同一扇門有關。

相反,在案例 2 中描述的應用程序中,由具有正向動作的開關激活的單個通道適合於風險。

控制類別

由於上述所有考慮通常都基於信息論,因此適用於所有技術,因此控制系統是否基於電子、機電、機械、液壓或氣動組件(或它們的混合)並不重要,或其他一些技術。 一方面是設計師的創造力,另一方面是經濟問題,是影響關於如何實現安全相關通道的幾乎無數解決方案的主要因素。

為防止混淆,設置某些排序標準是實用的。 用於執行安全相關功能的機器控制中最典型的通道結構分類如下:

  • 可靠性
  • 失敗時的行為
  • 故障披露時間。

 

它們的組合(並未顯示所有可能的組合)如表 1 所示。

表 1. 機器控制中用於安全相關功能的一些可能的電路結構組合

標準(問題)

基本攻略

 

通過提高可靠性(故障的發生是否轉移到可能遙遠的未來?)

通過合適的電路結構(架構),故障將至少被檢測到(類別 2)或故障對通道的影響將被消除(類別 3)或故障將被立即披露(類別 4)

 

分類

 

這個解決方案基本上是錯誤的

B

1

2

3

4

電路元件能否承受預期的影響; 它們是根據最先進的技術建造的嗎?

沒有

是否使用了久經考驗的組件和/或方法?

沒有

沒有

能否自動檢測故障?

沒有

沒有

沒有

故障是否會阻止安全相關功能的執​​行?

沒有

沒有

何時會檢測到故障?

決不

決不

決不

早(最遲在不長於一個機器週期的區間結束時)

立即(當信號失去動態
字符)

   

在消費品中

用於機器

 

適用於特定機器及其安全相關控制系統的類別大多在新的歐洲標準 (EN) 中指定,除非國家當局、用戶和製造商相互同意應適用另一個類別。 然後,設計人員開發了一個滿足要求的控制系統。 例如,管理控制通道設計的考慮因素可能包括以下內容:

  • 組件必須能夠承受預期的影響。 (是/否)
  • 它們的建造應符合最先進的標準。 (是/否)
  • 使用久經考驗的組件和方法。 (是/否)
  • 失敗 必須檢測. (是/否)
  • 即使發生故障,安全功能也會執行嗎? (是/否)
  • 何時會檢測到故障? (從不、早期、立即)

 

這個過程是可逆的。 使用相同的問題,可以確定現有的、以前開發的控制通道屬於哪一類。

類別示例

B類

主要用於消費品的控制通道組件必須能夠承受預期的影響,並根據最先進的技術進行設計。 一個設計良好的開關可以作為一個例子。

八類佈線系統

使用久經考驗的組件和方法是類別 1 的典型做法。類別 1 的示例是具有正向動作的開關(即,需要強制打開觸點)。 該開關採用堅固的部件設計,由相對較大的力啟動,因此僅在觸點斷開時才具有極高的可靠性。 儘管觸點粘連甚至焊接,這些開關仍會打開。 (注意:晶體管和二極管等元件不被視為經過充分試驗的元件。)圖 10 將用作類別 1 控制的圖示。

圖 10. 具有正向動作的開關

SAF62F10

該通道採用正動作開關S。 接觸器 K 由指示燈 L 監控。操作員通過指示燈 L 提示常開 (NO) 觸點粘住。接觸器 K 具有強制導向觸點。 (注意:與通常的繼電器或接觸器相比,具有強制引導觸點的繼電器或接觸器具有由絕緣材料製成的特殊籠子,因此如果常閉(NC)觸點閉合,則必須打開所有 NO 觸點,反之反之亦然。這意味著通過使用 NC 觸點,可以進行檢查以確定工作觸點沒有粘在一起或焊接在一起。)

八類佈線系統

類別 2 提供故障的自動檢測。 必須在每次危險動作之前生成自動故障檢測。 只有在測試呈陽性時才能進行運動; 否則機器將停止。 自動故障檢測系統用於光柵以證明它們仍在工作。 原理如圖 1 所示。

圖 11. 包含故障檢測器的電路

SAF62F11

通過向輸入註入脈衝來定期(或偶爾)測試該控制系統。 在一個正常工作的系統中,這個脈衝將被傳輸到輸出並與來自測試發生器的脈衝進行比較。 當兩種衝動都存在時,系統顯然有效。 否則,如果沒有輸出脈衝,系統就失敗了。

八類佈線系統

之前已在本文安全部分的示例 3 下描述了電路,圖 8。

要求——即自動故障檢測和執行安全功能的能力,即使在任何地方發生一個故障——可以通過雙通道控制結構和兩個通道的相互監督來實現。

僅對於機器控制,必須調查危險故障。 需要注意的是有兩種故障:

  • 非危險品 故障是指在故障發生後通過關閉電機而使機器進入“安全狀態”的故障。
  • 危險的 故障是指在故障發生後導致機器處於“不安全狀態”的故障,因為電機無法關閉或電機意外啟動。

八類佈線系統

類別 4 通常用於在輸入端應用動態、連續變化的信號。 輸出裝置上存在動態信號 運行 (“1”),並且沒有動態信號意味著 停止 (“0”)。

對於此類電路,通常在任何組件出現故障後,動態信號將不再在輸出端可用。 (注意:輸出端的靜態電位無關緊要。)此類電路可稱為“故障安全”。 所有故障將立即披露,而不是在第一次更改後(如第 3 類電路)。

關於控制類別的進一步評論

表 1 是為常用機器控制開發的,僅顯示基本電路結構; 根據機器指令,應該在一個機器週期內只發生一次故障的假設下進行計算。 這就是為什麼在兩個同時發生故障的情況下不必執行安全功能的原因。 假定將在一個機器週期內檢測到故障。 機器將停止,然後進行維修。 然後控制系統再次啟動,完全可操作,沒有故障。

設計者的第一個意圖應該是不允許出現“常設”故障,這些故障在一個週期內不會被檢測到,因為它們以後可能會與新出現的故障(故障累積)結合在一起。 這種組合(持續故障和新故障)甚至會導致 3 類電路發生故障。

儘管採用了這些策略,但有可能在同一機器週期內同時發生兩個獨立的故障。 這是非常不可能的,特別是如果使用了高度可靠的組件。 對於非常高風險的應用程序,應使用三個或更多子通道。 這種理念基於這樣一個事實,即平均故障間隔時間比機器週期長得多。

然而,這並不意味著該表不能進一步擴展。 表 1 基本上和結構上與 EN 2-954 中使用的表 1 非常相似。 但是,它不會嘗試包含太多排序標準。 這些要求是根據嚴格的邏輯法則定義的,因此只能得到明確的答案(是或否)。 這允許對提交的電路(安全相關通道)進行更準確的評估、分類和分類,最後但並非最不重要的一點是,顯著提高評估的可重複性。

如果風險可以分為不同的風險級別,然後在風險級別和類別之間建立明確的聯繫,這將是理想的,而這一切都與所使用的技術無關。 然而,這並非完全可能。 在創建類別後的早期,很明顯即使使用相同的技術,也無法充分回答各種問題。 哪個更好:非常可靠且設計良好的第 1 類組件,還是滿足第 3 類要求但可靠性較差的系統?

要解釋這一困境,必須區分兩種品質:可靠性和安全性(防止故障)。 它們沒有可比性,因為這兩種品質具有不同的特徵:

  • 具有最高可靠性的組件具有令人不快的特徵,即在發生故障時(即使極不可能)功能將停止執行。
  • 類別 3 系統即使在發生一次故障的情況下仍會執行功能,但在同時發生兩種故障時並不安全(可能重要的是是否使用了足夠可靠的組件)。

考慮到上述情況,最好的解決方案(從高風險的角度來看)可能是使用高度可靠的組件並對其進行配置,以便電路能夠安全應對至少一次(最好是多次)故障。 很明顯,這樣的解決方案不是最經濟的。 實際上,優化過程主要是所有這些影響和考慮的結果。

實際使用這些類別的經驗表明,設計一個始終只使用一個類別的控制系統幾乎是不可能的。 兩個甚至三個部分的組合,每個部分屬於不同的類別,是典型的,如以下示例所示:

許多安全光柵設計為 4 類,其中一個通道使用動態信號。 在這個系統的末端通常有兩個相互監督的子通道,它們使用靜態信號。 (這滿足類別 3 的要求。)

根據 EN 50100,此類光柵被歸類為 類型 4 電敏保護裝置, 儘管它們由兩部分組成。 不幸的是,對於如何命名由兩個或多個部分組成的控制系統,每個部分屬於另一個類別,還沒有達成一致。

可編程電子系統 (PES)

用於創建表 1 的原則,當然有一定的限制,通常也適用於 PES。

PES-only系統

在使用 PES 進行控制時,信息通過大量組件從傳感器傳輸到激活器。 除此之外,它甚至“通過”軟件。 (見圖 12)。

圖 12. PES 系統電路

SAF62F14

儘管現代 PES 非常可靠,但可靠性沒有處理安全功能所需的那麼高。 除此之外,通常的 PES 系統不夠安全,因為它們在發生故障時不會執行與安全相關的功能。 因此,不允許在沒有任何附加措施的情況下使用 PES 來處理安全功能。

極低風險應用:具有一個 PES 和附加措施的系統

當使用單個 PES 進行控制時,系統由以下主要部分組成:

輸入部分

傳感器的可靠性和 PES 的輸入可以通過將它們加倍來提高。 這樣的雙系統輸入配置可以由軟件進一步監督,以檢查兩個子系統是否正在傳遞相同的信息。 因此可以檢測到輸入部分的故障。 這幾乎與類別 3 所要求的理念相同。但是,由於監督是通過軟件完成的並且只有一次,因此這可能被命名為 3-(或不如 3 可靠)。

中部

這部分雖然不能很好的翻倍,但是可以測試一下。 開機時(或運行期間),可以對整個指令集進行檢查。 在相同的時間間隔內,還可以通過合適的位模式檢查內存。 如果進行此類檢查沒有失敗,則 CPU 和內存這兩個部分顯然工作正常。 中間部分具有第 4 類(動態信號)的某些典型特徵和第 2 類的其他典型特徵(以適當的時間間隔定期進行測試)。 問題是,儘管這些測試範圍廣泛,但它們並不能真正完成,因為 one-PES 系統本身就不允許進行這些測試。

輸出部分

與輸入類似,輸出(包括激活器)也可以加倍。 兩個子系統都可以針對相同的結果進行監督。 將檢測到故障並執行安全功能。 但是,存在與輸入部分相同的弱點。 因此,在這種情況下選擇類別 3。

在圖 13 中,繼電器具有相同的功能 AB. 控制觸點 ab, 然後通知兩個輸入系統兩個繼電器是否在做同樣的工作(除非其中一個通道發生故障)。 監督由軟件再次完成。

圖 13. 帶有故障檢測系統的 PES 電路

SAF62F13

整個系統可以被描述為類別 3-/4/2/3- 如果正確和廣泛地完成。 然而,不能完全消除上述系統的弱點。 事實上,改進後的 PES 僅在風險相當低的情況下才用於與安全相關的功能(Hölscher 和 Rader 1984)。

使用一個 PES 的中低風險應用程序

今天幾乎每台機器都配備了 PES 控制單元。 為了解決可靠性不足和通常對故障安全性不足的問題,通常採用以下設計方法:

  • 在電梯等相對簡單的機器中,功能分為兩組: (1) 與安全無關的功能由 PES 處理; (2) 安全相關功能組合在一條鏈(安全電路)中並在 PES 外部處理(見圖 14)。

 

圖 14. 停止類別 0 的最新技術水平

SAF62F15

  • 上面給出的方法不適用於更複雜的機器。 原因之一是此類解決方案通常不夠安全。 對於中等風險的應用,解決方案應滿足類別 3 的要求。圖 15 和圖 16 顯示了此類設計的一般概念。

 

圖 15. 停止類別 1 的最新技術水平

SAF62F16

 

圖 16. 停止類別 2 的最新技術水平

SAF62F17

高風險應用:具有兩個(或更多)PES 的系統

除了複雜性和費用外,沒有其他因素會阻止設計人員使用完全雙倍的 PES 系統,例如 Siemens Simatic S5-115F、3B6 Typ CAR-MIL 等。 這些通常包括兩個具有同質軟件的相同 PES,並假設使用“久經考驗”的 PES 和“久經考驗”的編譯器(一個久經考驗的 PES 或編譯器可以被認為在 3 年或更長時間的許多實際應用中表明系統性故障已明顯消除)。 雖然這些雙PES系統沒有單PES系統的弱點,但這並不意味著雙PES系統可以解決所有問題。 (見圖 17)。

圖 17. 具有兩個 PES 的複雜系統

SAF62F18

系統故障

系統故障可能由規格、設計和其他原因中的錯誤引起,並且可能存在於硬件和軟件中。 雙 PES 系統適用於安全相關應用。 這樣的配置允許檢測隨機硬件故障。 通過硬件多樣性,例如使用兩種不同類型或兩個不同製造商的產品,可以揭示系統硬件故障(在兩個 PES 中發生相同硬件系統故障的可能性很小)。

軟體

軟件是安全考慮中的一個新元素。 軟件要么正確要么不正確(關於故障)。 一旦正確,軟件就不會立即變得不正確(與硬件相比)。 目的是消除軟件中的所有錯誤或至少識別它們。

有多種方法可以實現這一目標。 一個是 驗證 程序的錯誤(第二個人試圖在隨後的測試中發現錯誤)。 另一種可能性是 多樣 軟件,其中兩個不同的程序,由兩個程序員編寫,解決同一個問題。 如果結果相同(在一定範圍內),則可以假定兩個程序部分都是正確的。 如果結果不同,則認為存在錯誤。 (注意, 建築 硬件的自然也必須考慮。)

總結

使用 PES 時,通常需要考慮以下相同的基本注意事項(如前幾節所述)。

  • 一個沒有任何冗餘的控制系統可以劃為 B 類。一個帶有附加措施的控制系統可以是 1 類甚至更高,但不高於 2 類。
  • A two-part control system with mutual comparison of results may be allocated to Category 3. A two-part control system with mutual comparison of results and more or less diversity may be allocated to Category 3, 適用於較高風險的應用。

一個新的因素是,對於具有 PE​​S 的系統,即使是軟件也應該從正確性的角度進行評估。 軟件,如果正確,是 100% 可靠的。 在技​​術發展的這個階段,最好的和已知的技術解決方案可能不會被使用,因為限制因素仍然是經濟的。 此外,各種專家組正在繼續制定 PES(例如 EC、EWICS)的安全應用標準。 儘管已經有各種標準可用(VDE0801、IEC65A 等),但這個問題是如此廣泛和復雜,以至於沒有一個可以被視為最終標準。

 

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週一,4月04 2011 18:33

CNC 機床安全原則

每當簡單和傳統的生產設備(如機床)實現自動化時,都會產生復雜的技術系統和新的危險。 這種自動化是通過在機床上使用計算機數字控制 (CNC) 系統來實現的,稱為 數控機床 (例如,銑床、加工中心、鑽頭和磨床)。 為了能夠識別自動工具中固有的潛在危險,應對每個系統的各種操作模式進行分析。 先前進行的分析表明,應區分兩種類型的操作:正常操作和特殊操作。

通常不可能以具體措施的形式規定數控機床的安全要求。 這可能是因為提供具體解決方案的特定於設備的法規和標準太少。 只有通過進行危害分析系統地識別可能的危害,才能確定安全要求,特別是如果這些複雜的技術系統配備了可自由編程的控制系統(如 CNC 機床)。

對於新開發的 CNC 機床,製造商有義務對設備進行危險分析,以確定可能存在的任何危險,並通過建設性的解決方案表明所有對人身的危險,在所有不同的操作模式,被淘汰。 所有已識別的危害都必須進行風險評估,其中事件的每項風險都取決於損害的範圍和可能發生的頻率。 要評估的危險也被賦予一個風險類別(最小化、正常、增加)。 如果根據風險評估無法接受風險,則必須找到解決方案(安全措施)。 這些解決方案的目的是減少計劃外和潛在危險事件(“事件”)的發生頻率和損害範圍。

在間接和直接安全技術中可以找到解決正常風險和增加風險的方法; 為了將風險降至最低,可以在轉診安全技術中找到它們:

  • 直接安全技術. 在設計階段注意消除任何危險(例如,消除剪切點和誘捕點)。
  • 間接安全技術. 危險依然存在。 然而,增加技術安排可以防止危險變成事件(例如,此類安排可能包括通過物理安全罩防止接近危險的運動部件,提供關閉電源的安全裝置,防止飛行使用安全防護裝置等的部件)。
  • 推薦安全技術. 這僅適用於殘留危險和最小化風險,即可能因人為因素導致事件的危險。 相關人員採取適當的行為(例如,操作和維護手冊中的行為說明、人員培訓等)可以防止此類事件的發生。

 

國際安全要求

89 年的 EC 機械指令 (392/1989/EEC) 規定了機器的主要安全和健康要求。 (根據機械指令,一台機器被認為是相互連接的部件或設備的總和,其中至少有一個可以移動並具有相應的功能。)此外,國際標準化機構制定了單獨的標準來說明可能的解決方案(例如,通過關注基本安全方面,或通過檢查安裝在工業機械上的電氣設備)。 這些標準的目的是指定保護目標。 這些國際安全要求為製造商在上述危害分析和風險評估中指定這些要求提供了必要的法律依據。

操作模式

使用機床時,會區分正常操作和特殊操作。 統計數據和調查表明,大多數事件和事故都不是在正常運行中發生的(即,在相關任務的自動完成過程中)。 對於這些類型的機器和裝置,強調特殊的操作模式,例如調試、設置、編程、試運行、檢查、故障排除或維護。 在這些操作模式下,人員通常處於危險區域。 安全概念必須保護人員在這些類型的情況下免受有害事件的影響。

普通手術

以下適用於進行正常操作的自動機器:(1) 機器完成其設計和構造的任務,無需操作員的任何進一步干預,以及 (2) 適用於簡單的車床,這意味著工件被車削成正確的形狀並產生切屑。 如果手動更換工件,則更換工件是一種特殊的操作方式。

特殊操作模式

特殊操作模式是允許正常操作的工作過程。 例如,在這個標題下,可以包括工件或工具更換、生產過程中的故障排除、機器故障排除、設置、編程、試運行、清潔和維護。 在正常操作中,自動系統獨立完成它們的任務。 然而,從工作安全的角度來看,當操作員不得不干預工作過程時,自動正常運行變得至關重要。 在任何情況下,干預此類過程的人員都不得暴露於危險之中。

工作人員

在保護機床時,必須考慮到在各種操作模式下工作的人員以及第三方。 第三方還包括與機器間接相關的人員,例如主管、檢查員、運輸材料和拆卸工作的助理、訪客等。

機械配件要求及安全措施

對特殊操作模式下的工作進行干預意味著必須使用特殊附件才能確保工作能夠安全進行。 這 第一類 配件包括用於乾預自動過程而無需操作員進入危險區域的設備和物品。 這種類型的附件包括 (1) 切屑鉤和夾鉗,其設計可以通過安全防護裝置上提供的孔去除或拉走加工區域的切屑,以及 (2) 工件夾緊裝置,用於生產材料可以手動插入或從自動循環中移除

各種特殊的操作模式——例如,補救工作或維護工作——使得人員干預系統成為必要。 在這些情況下,也有一系列旨在提高工作安全性的機器配件——例如,在磨床上更換重型砂輪時用於搬運重型砂輪的裝置,以及在更換重型砂輪時用於拆卸或安裝重型部件的特殊起重機吊索。機器被檢修。 這些設備是 第二種 用於提高特種作業工作安全性的機器附件。 特殊操作控制系統也可以被認為是代表第二種類型的機器附件。 使用這些附件可以安全地執行特定的活動——例如,當需要在安全防護裝置打開的情況下進行進給運動時,可以在機器軸上安裝一個裝置。

這些特殊的操作控制系統必須滿足特定的安全要求。 例如,他們必須確保只有請求的移動才能按照請求的方式執行,並且只執行請求的時間。 因此,特殊操作控制系統的設計必須能夠防止任何錯誤動作轉變為危險運動或狀態。

提高安裝自動化程度的設備可以被認為是 第三類 用於提高工作安全性的機器配件。 以前手動執行的動作在正常操作中由機器自動完成,例如包括龍門式裝載機在內的設備可以自動更換機床上的工件。 自動正常操作的保障幾乎不會引起問題,因為操作員在事件過程中的干預是不必要的,並且因為安全裝置可以防止可能的干預。

機床自動化的要求和安全措施

不幸的是,自動化並沒有消除生產工廠中的事故。 調查僅顯示事故發生從正常操作轉變為特殊操作,這主要是由於正常操作的自動化,因此不再需要在生產過程中進行干預,人員也因此不再面臨危險。 另一方面,高度自動化的機器是複雜的系統,在發生故障時難以評估。 即使是受雇來糾正故障的專家,也並非總能在不發生事故的情況下這樣做。 操作日益複雜的機器所需的軟件數量在數量和復雜性上都在增加,結果導致越來越多的電氣和調試工程師遭遇事故。 沒有完美無瑕的軟件,軟件的變化通常會導致其他地方發生既不期望也不想要的變化。 為了防止安全受到影響,由外部影響和組件故障引起的危險故障行為必須是不可能的。 僅當安全電路設計得盡可能簡單並且與其餘控件分開時,才能滿足此條件。 安全電路中使用的元件或子組件也必須是故障安全的。

設計人員的任務是開發滿足安全要求的設計。 設計者不可避免地必須非常仔細地考慮必要的工作程序,包括特殊的操作模式。 必須進行分析以確定哪些安全工作程序是必要的,並且操作人員必須熟悉這些程序。 在大多數情況下,需要用於特殊操作的控制系統。 控制系統通常會觀察或調節一個動作,同時不必啟動其他動作(因為這項工作不需要其他動作,因此操作員也不會期望有其他動作)。 控制系統不必在各種特殊操作模式下執行相同的任務。

正常和特殊操作模式的要求和安全措施

普通手術

安全目標的規範不應阻礙技術進步,因為可以選擇合適的解決方案。 CNC 機床的使用對危險分析、風險評估和安全概念提出了最高要求。 下面更詳細地描述了幾個安全目標和可能的解決方案。

安全目標

  • 必須防止在自動運動期間手動或物理進入危險區域。

 

可能的解決方案

  • 通過機械屏障防止人工或物理進入危險區域。
  • 提供在有人接近時做出反應的安全裝置(光柵、安全墊),並在干預或進入期間安全地關閉機器。
  • 僅當整個系統處於安全狀態時(例如,通過在檢修門上使用帶有關閉機制的聯鎖裝置),才允許手動或物理訪問機器(或其附近)。

 

安全目標

  • 應消除因釋放能量(飛行部件或能量束)而導致人員受傷的可能性。

 

可能的解決方案

  • 防止能量從危險區域釋放——例如,通過相應尺寸的安全罩。

 

專項行動

正常操作和特殊操作(例如,門聯鎖裝置、光柵、安全墊)之間的接口對於使安全控制系統能夠自動識別人員的存在是必要的。 下面描述了 CNC 機床上的某些特殊操作模式(例如,設置、編程),這些模式需要必須在操作現場直接評估的運動。

安全目標

  • 移動必須以不會對相關人員造成危害的方式進行。 此類動作必須僅以預定的方式和速度執行,並且只能按照指示持續進行。
  • 只有在可以保證人體的任何部位都不在危險區域時才可以嘗試。

 

可能的解決方案

  • 安裝特殊的操作控制系統,僅允許通過“確認型”按鈕使用指尖控制進行可控和可管理的運動。 因此可以安全地降低運動速度(前提是通過隔離變壓器或類似監控設備降低了能量)。

 

對安全控制系統的要求

安全控制系統的特徵之一必須是保證安全功能在任何故障出現時都起作用,以便將過程從危險狀態引導到安全狀態。

安全目標

  • 安全控制系統中的故障不得觸發危險狀態。
  • 必須(立即或定期)識別安全控制系統中的故障。

 

可能的解決方案

  • 設置機電控制系統的冗餘和多樣化佈局,包括測試電路。
  • 設置由不同團隊開發的冗餘且多樣化的微處理器控制系統。 這種方法被認為是最先進的,例如,在安全光柵的情況下。

 

結論

很明顯,如果沒有清晰無誤的安全概念,就無法阻止正常和特殊操作模式下事故的增加趨勢。 在製定安全法規和指南時必須考慮到這一事實。 為了允許先進的解決方案,安全目標形式的新指南是必要的。 這一目標使設計人員能夠為特定案例選擇最佳解決方案,同時通過描述每個安全目標的解決方案,以相當簡單的方式展示其機器的安全特性。 然後可以將該解決方案與其他現有和公認的解決方案進行比較,如果它更好或至少具有同等價值,則可以選擇一個新的解決方案。 這樣,進展就不會受到狹隘制定的法規的阻礙。


EEC 機械指令的主要特點

14 年 1989 月 89 日關於成員國機械相關法律的近似值的理事會指令 (392/XNUMX/EEC) 適用於每個單獨的州。

  • 每個州都必須將該指令納入其立法。
  • 自 1 年 1993 月 XNUMX 日起生效。
  • 要求所有製造商堅持最先進的技術。
  • 製造商必須製作一份技術結構文件,其中包含有關安全和保健所有基本方面的完整信息。
  • 製造商必鬚髮布機器的合格聲明和 CE 標誌。
  • 未能將完整的技術文檔交由國家監管中心處理被認為代表不符合機器指南。 結果可能是泛歐洲經濟共同體的銷售禁令。

 

數控機床構造和使用的安全目標

1.車床

1.1 正常運行模式

1.1.1 工作區域應有防護措施,無論是有意還是無意,都不可能到達或踏入自動運動的危險區域。

1.1.2 刀庫應有防護措施,使其不可能有意或無意地到達或踏入自動運動的危險區域。

1.1.3 工件庫應有防護措施,使其不可能有意或無意地到達或踏入自動運動的危險區域。

1.1.4 排屑不得因切屑或機器運動部件造成人身傷害。

1.1.5 必須防止手伸入驅動系統造成人身傷害。

1.1.6 必須防止進入移動切屑輸送機危險區域的可能性。

1.1.7 飛出的工件或其部件不得對操作員或第三方造成人身傷害。

例如,這可能發生

  • 由於夾緊不足
  • 由於不允許的切削力
  • 由於不允許的轉速
  • 由於與工具或機器零件的碰撞
  • 由於工件破損
  • 由於夾具缺陷
  • 由於停電

 

1.1.8 飛出的工件夾具不得造成人身傷害。

1.1.9 飛屑不得造成人身傷害。

1.1.10 飛行工具或其零件不得造成人身傷害。

例如,這可能發生

  • 由於材料缺陷
  • 由於不允許的切削力
  • 由於與工件或機器零件的碰撞
  • 由於夾緊或擰緊不當

 

1.2 特殊操作模式

1.2.1 工件更換。

1.2.1.1 工件夾緊必須以這樣的方式進行,即身體的任何部分都不能夾在閉合夾具和工件之間或推進套筒尖端和工件之間。

1.2.1.2 必須防止因錯誤命令或無效命令而啟動驅動器(主軸、軸、套筒、轉塔頭或切屑輸送機)。

1.2.1.3 必須能夠在沒有危險的情況下手動或使用工具操作工件。

1.2.2 刀架或刀塔頭換刀。

1.2.2.1 必須防止因係統行為缺陷或輸入無效命令而導致的危險。

1.2.3 刀庫換刀。

1.2.3.1 在換刀過程中,必須防止因指令錯誤或無效導致刀庫移動。

1.2.3.2 不得從工具裝載站接觸到其他移動的機器部件。

1.2.3.3 在刀庫的進一步移動或搜索過程中,不得進入危險區域。 如果在移除正常操作模式的防護裝置的情況下進行,這些運動只能是指定的類型,並且只能在規定的時間內進行,並且只有在可以確保身體的任何部位都不在這些危險區域時才能進行.

1.2.4 測量檢查。

1.2.4.1 只有在所有運動都停止後才能進入工作區域。

1.2.4.2 必須防止因命令錯誤或命令輸入無效而導致的驅動器啟動。

1.2.5 設置。

1.2.5.1 如果運動是在正常操作模式下移除防護裝置的情況下執行的,則必須通過其他方式保護操作員。

1.2.5.2 不得因有缺陷的命令或無效的命令輸入而啟動危險動作或動作變化。

1.2.6 編程。

1.2.6.1 編程期間不得進行危及工作區人員安全的動作。

1.2.7 生產故障。

1.2.7.1 必須防止因無效命令輸入設定點上的錯誤命令而導致的驅動器啟動。

1.2.7.2 工件或廢料的移動或移除不應引起危險動作或情況。

1.2.7.3 如果移動必須在移除正常操作模式的防護裝置的情況下進行,這些移動只能是指定的類型,並且只能在規定的時間內執行,並且只有在可以確保沒有任何部件的情況下身體處於這些危險區域。

1.2.8 故障排除。

1.2.8.1 必須防止進入自動機芯的危險區域。

1.2.8.2 必須防止因錯誤命令或無效命令輸入而導致驅動器啟動。

1.2.8.3 必須防止機器在操作有缺陷的部件時移動。

1.2.8.4 必須防止機器零件碎裂或掉落造成的人身傷害。

1.2.8.5 如果在故障排除期間,必須在移除正常操作模式的防護裝置的情況下進行移動,則這些移動只能是指定的類型,並且只能在訂購的時間內執行,並且只有在可以確保身體的任何部位都不在這些危險區域。

1.2.9 機器故障及維修。

1.2.9.1 必須防止機器啟動。

1.2.9.2 機器的不同部件的操作必須可以手動或使用工具進行,沒有任何危險。

1.2.9.3 不得接觸機器的帶電部件。

1.2.9.4 流體或氣體介質的問題不得造成人身傷害。

 

2.銑床

2.1 正常運行模式

2.1.1 工作區域應有防護措施,無論是有意還是無意,都不可能到達或踏入自動運動的危險區域。

2.1.2 排屑不得因切屑或機器運動部件造成人身傷害。

2.1.3 必須防止手伸入驅動系統造成人身傷害。

飛行的工件或其部件不得對操作員或第三方造成人身傷害。

例如,這可能發生

  • 由於夾緊不足
  • 由於不允許的切削力
  • 由於與工具或機器零件的碰撞
  • 由於工件破損
  • 由於夾具缺陷
  • 由於停電

 

2.1.4 飛出的工件夾具不得造成人身傷害。

2.1.5 飛屑不得造成人身傷害。

2.1.6 飛行工具或其零件不得造成人身傷害。

例如,這可能發生

  • 由於材料缺陷
  • 由於不允許的旋轉速度
  • 由於不允許的切削力
  • 由於與工件或機器零件碰撞
  • 由於夾緊或擰緊不當
  • 由於停電

 

特殊操作模式

2.2.1 工件更換。

2.2.1.1 在使用電動夾具的情況下,身體的某些部位不得夾在夾具的閉合部件和工件之間。

2.2.1.2 必須防止因命令錯誤或命令輸入無效而導致驅動器(主軸、軸)啟動。

2.2.1.3 工件的操作必須可以手動或使用工具進行,沒有任何危險。

2.2.2 換刀。

2.2.2.1 必須防止因命令錯誤或命令輸入無效而導致的驅動器啟動。

2.2.2.2 放入工具時不得夾住手指。

2.2.3 測量檢查。

2.2.3.1 只有在所有運動都停止後才能進入工作區域。

2.2.3.2 必須防止因命令錯誤或命令輸入無效而導致的驅動器啟動。

2.2.4 設置。

2.2.4.1 如果在正常操作模式下移除防護裝置的情況下執行運動,則必須通過其他方式保護操作員。

2.2.4.2 不得因有缺陷的命令或無效的命令輸入而啟動危險動作或動作變化。

2.2.5 編程。

2.2.5.1 編程期間不得進行危及工作區人員安全的動作。

2.2.6 生產故障。

2.2.6.1 必須防止指令錯誤或指令輸入無效導致驅動器啟動。

2.2.6.2 工件或廢料的移動或移除不得引發危險動作或情況。

2.2.6.3 如果移動必須在移除正常操作模式的防護裝置的情況下進行,這些移動只能是指定的類型,並且只能在規定的時間內執行,並且只有在可以確保沒有任何部件的情況下身體處於這些危險區域。

2.2.7 故障排除。

2.2.7.1 必須防止進入自動機芯的危險區域。

2.2.7.2 必須防止因錯誤命令或無效命令輸入而導致驅動器啟動。

2.2.7.3 必須防止機器因操作有缺陷的部件而移動。

2.2.7.4 必須防止機器零件碎裂或掉落造成的人身傷害。

2.2.7.5 如果在故障排除期間,必須在移除正常操作模式的防護裝置的情況下進行移動,則這些移動只能是指定的類型,並且只能在訂購的時間內執行,並且只有在可以確保身體的任何部位都不在這些危險區域。

2.2.8 機器故障及維修。

2.2.8.1 必須防止啟動機器。

2.2.8.2 機器的不同部分的操作必須可以手動或使用工具進行,沒有任何危險。

2.2.8.3 不得接觸機器的帶電部件。

2.2.8.4 流體或氣體介質的問題不得造成人身傷害。

 

3.加工中心

3.1 正常運行模式

3.1.1 必須對工作區域進行防護,使其不可能有意或無意地到達或踏入自動運動的危險區域。

3.1.2 刀庫必須有防護裝置,不能觸及或踏入自動運動的危險區域。

3.1.3 工件庫必須有防護裝置,使其不可能到達或踏入自動運動的危險區域。

3.1.4 排屑不得因切屑或機器運動部件造成人身傷害。

3.1.5 必須防止手伸入驅動系統造成人身傷害。

3.1.6 必須防止進入移動的切屑輸送機(螺旋輸送機等)危險區域的可能性。

3.1.7 飛出的工件或其部件不得對操作員或第三方造成人身傷害。

例如,這可能發生

  • 由於夾緊不足
  • 由於不允許的切削力
  • 由於與工具或機器零件的碰撞
  • 由於工件破損
  • 由於夾具缺陷
  • 由於換錯工件
  • 由於停電

 

3.1.8 飛出的工件夾具不得造成人身傷害。

3.1.9 飛屑不得造成人身傷害。

3.1.10 飛行工具或其零件不得造成人身傷害。

例如,這可能發生

  • 由於材料缺陷
  • 由於不允許的旋轉速度
  • 由於不允許的切削力
  • 由於與工件或機器零件碰撞
  • 由於夾緊或擰緊不當
  • 由於工具飛出工具更換器
  • 由於選擇了錯誤的工具
  • 由於停電

 

3.2 特殊操作模式

3.2.1 工件更換。

3.2.1.1 在使用電動夾具的情況下,身體的某些部位不得夾在夾具的閉合部件和工件之間。

3.2.1.2 必須防止因命令錯誤或命令輸入無效而導致的驅動器啟動。

3.2.1.3 必須能夠在沒有任何危險的情況下手動或使用工具操作工件。

3.2.1.4 在夾緊站更換工件時,不得從該位置到達或進入機器或工件庫的自動移動序列。 夾緊區內有人時,控制器不得啟動任何動作。 只有當夾緊站也受到與正常操作模式相對應的保護系統的保護時,才能將夾緊的工件自動插入機器或工件庫中。

3.2.2 主軸換刀。

3.2.2.1 必須防止因命令錯誤或命令輸入無效而導致的驅動器啟動。

3.2.2.2 放入工具時不得夾住手指。

3.2.3 刀庫換刀。

3.2.3.1 換刀時,必須防止指令錯誤或指令輸入無效導致刀庫移動。

3.2.3.2 不得從工具裝載站接觸到其他移動的機器部件。

3.2.3.3 在刀庫的進一步移動或搜索過程中,不得進入危險區域。 如果在移除正常操作模式的防護裝置的情況下進行,這些動作只能是指定的類型,並且只能在規定的時間內執行,並且只有在可以確保身體的任何部位都不在這些危險區域時.

3.2.4 測量檢查。

3.2.4.1 只有在所有運動都停止後才能進入工作區域。

3.2.4.2 必須防止因命令錯誤或命令輸入無效而導致的驅動器啟動。

3.2.5 設置。

3.2.5.1 如果運動是在正常操作模式下移除防護裝置的情況下執行的,則必須通過其他方式保護操作員。

3.2.5.2 不得因有缺陷的命令或無效的命令輸入而啟動危險運動或運動變化。

3.2.6 編程。

3.2.6.1 編程期間不得進行危及工作區人員安全的動作。

3.2.7 生產故障。

3.2.7.1 必須防止因命令錯誤或命令輸入無效而導致的驅動器啟動。

3.2.7.2 工件或廢料的移動或移除不得引發危險動作或情況。

3.2.7.3 如果移動必須在移除正常操作模式的防護裝置的情況下進行,這些移動只能是指定的類型,並且只能在規定的時間內執行,並且只有在可以確保沒有任何部件的情況下身體處於這些危險區域。

3.2.8 故障排除。

3.2.8.1 必須防止進入自動機芯的危險區域。

3.2.8.2 必須防止因錯誤命令或無效命令輸入而導致驅動器啟動。

3.2.8.3 必須防止機器因操作有缺陷的部件而移動。

3.2.8.4 必須防止機器零件碎裂或掉落造成的人身傷害。

3.2.8.5 如果在故障排除期間,必須在移除正常操作模式的防護裝置的情況下進行移動,則這些移動只能是指定的類型,並且只能在訂購的時間內執行,並且只有在可以確保身體的任何部位都不在這些危險區域。

3.2.9 機器故障及維修。

3.2.9.1 必須防止啟動機器。

3.2.9.2 機器的不同部分的操作必須可以手動或使用工具進行,沒有任何危險。

3.2.9.3 不得接觸機器的帶電部件。

3.2.9.4 流體或氣體介質的問題不得造成人身傷害。

 

4.磨床

4.1 正常運行模式

4.1.1 工作區域應有防護措施,無論是有意還是無意,都不可能到達或踏入自動運動的危險區域。

4.1.2 必須防止手伸入驅動系統造成人身傷害。

4.1.3 飛出的工件或其部件不得對操作員或第三方造成人身傷害。

例如,這可能發生

  • 由於夾緊不足
  • 由於不允許的切削力
  • 由於不允許的轉速
  • 由於與工具或機器零件的碰撞
  • 由於工件破損
  • 由於夾具缺陷
  • 由於停電

 

4.1.4 飛出的工件夾具不得造成人身傷害。

4.1.5 火花不得導致人身傷害或火災。

4.1.6 砂輪飛散件不得造成人身傷害。

例如,這可能發生

  • 由於不允許的轉速
  • 由於不允許的切削力
  • 由於材料缺陷
  • 由於與工件或機器零件碰撞
  • 由於夾緊不當(法蘭)
  • 由於使用了不正確的砂輪

 

特殊操作模式

4.2.1 工件更換。

4.2.1.1 在使用電動夾具的情況下,身體的某些部位不得夾在夾具的閉合部件和工件之間。

4.2.1.2 必須防止指令錯誤或指令輸入無效導致進給驅動啟動。

4.2.1.3 操作工件時,必須防止旋轉的砂輪造成人身傷害。

4.2.1.4 不得因砂輪爆裂造成人身傷害。

4.2.1.5 工件的操作必須可以手動或使用工具進行,沒有任何危險。

4.2.2 換刀(換砂輪)

4.2.2.1 必須防止因命令錯誤或無效命令輸入而導致進給驅動啟動。

4.2.2.2 測量過程中不得因砂輪旋轉造成人身傷害。

4.2.2.3 不得因砂輪爆裂造成人身傷害。

4.2.3 測量檢查。

4.2.3.1 必須防止指令錯誤或指令輸入無效導致進給驅動啟動。

4.2.3.2 測量過程中不得因砂輪旋轉造成人身傷害。

4.2.3.3 不得因砂輪爆裂造成人身傷害。

4.2.4. 設置。

4.2.4.1 如果運動是在正常操作模式下移除防護裝置的情況下執行的,則必須通過其他方式保護操作員。

4.2.4.2 不得因有缺陷的命令或無效的命令輸入而啟動危險運動或運動變化。

4.2.5 編程。

4.2.5.1 編程期間不得進行危及工作區人員安全的動作。

4.2.6 生產故障。

4.2.6.1 必須防止指令錯誤或指令輸入無效導致進給驅動啟動。

4.2.6.2 工件或廢料的移動或移除不得引發危險動作或情況。

4.2.6.3 如果移動必須在移除正常操作模式的防護裝置的情況下進行,這些移動只能是指定的類型,並且只能在規定的時間內執行,並且只有在可以確保沒有任何部件的情況下身體處於這些危險區域。

4.2.6.4 必須防止旋轉的砂輪造成人身傷害。

4.2.6.5 不得因砂輪爆裂造成人身傷害。

4.2.7 故障排除。

4.2.7.1 必須防止進入自動機芯的危險區域。

4.2.7.2 必須防止因錯誤命令或無效命令輸入而導致驅動器啟動。

4.2.7.3 必須防止機器因操作有缺陷的部件而移動。

4.2.7.4 必須防止機器零件碎裂或掉落造成的人身傷害。

4.2.7.5 必須防止操作者接觸或因轉動的砂輪爆裂而造成人身傷害。

4.2.7.6 如果在故障排除期間,必須在移除正常操作模式的防護裝置的情況下進行移動,則這些移動只能是指定的類型,並且只能在訂購的時間內執行,並且只有在可以確保身體的任何部位都不在這些危險區域。

4.2.8 機器故障及維修。

4.2.8.1 必須防止啟動機器。

4.2.8.2 機器的不同部分的操作必須可以手動或使用工具進行,沒有任何危險。

4.2.8.3 不得接觸機器的帶電部件。

4.2.8.4 流體或氣體介質的問題不得造成人身傷害。

 

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週一,4月04 2011 18:41

工業機器人安全原則

在必須滿足高生產率要求的行業中,工業機器人隨處可見。 然而,機器人的使用需要設計、應用和實施適當的安全控制,以避免對生產人員、程序員、維護專家和系統工程師造成危害。

為什麼工業機器人很危險?

機器人的一種定義是“可自由編程並且能夠在很少或沒有人機界面的情況下操作的移動自動機器”。 這些類型的機器目前廣泛用於工業和醫學領域,包括培訓。 工業機器人越來越多地用於關鍵功能,例如復雜裝置中的新製造策略(CIM、JIT、精益生產等)。 它們的應用數量和廣度以及設備和安裝的複雜性導致如下危險:

  • 幾乎不可能遵循的運動和運動順序,因為機器人在其作用半徑內的高速運動經常與其他機器和設備的運動重疊
  • 由飛行部件或能量束引起的能量釋放,例如激光或水射流發射的能量
  • 在方向和速度方面的自由可編程性
  • 易受外部錯誤影響(例如,電磁兼容性)
  • 人為因素。

 

日本的調查表明,超過 50% 的機器人工作事故可歸因於控制系統電子電路的故障。 在同一調查中,“人為錯誤”所佔比例不到 20%。 這一發現的邏輯結論是,人類採取的行為措施無法避免由系統故障引起的危害。 因此,設計者和運營商需要提供和實施技術安全措施(見圖 1)。

圖 1. 用於設置移動焊接機器人的專用操作控制系統

ACC270F3

事故和操作模式

涉及工業機器人的致命事故在 1980 世紀 XNUMX 年代初開始發生。 統計和調查表明,大多數事件和事故都不是在正常運行中發生的(相關任務的自動完成)。 在使用工業機器人機器和裝置時,重點是特殊的操作模式,例如調試、設置、編程、試運行、檢查、故障排除或維護。 在這些操作模式下,人員通常處於危險區域。 安全概念必須保護人員在這些類型的情況下免受負面事件的影響。

國際安全要求

1989 年 EEC 機械指令 (89/392/EEC)(參見本章中的“CNC 機床安全原則”一文和本章其他部分 百科全書)) 確立了機器的主要安全和健康要求。 機器被認為是相互連接的零件或裝置的總和,其中至少有一個零件或裝置可以移動並具有相應的功能。 就工業機器人而言,必須注意整個系統,而不僅僅是機器上的單個設備,必須符合安全要求並配備適當的安全裝置。 危害分析和風險評估是確定是否滿足這些要求的合適方法(見圖 2)。

圖 2. 人員安全系統框圖

ACC270F2

正常運行的要求和安全措施

機器人技術的使用對危險分析、風險評估和安全概念提出了最高要求。 因此,以下示例和建議只能作為指南:

1. 鑑於必須防止手動或物理進入涉及自動移動的危險區域的安全目標,建議的解決方案包括以下內容:

  • 通過機械屏障防止人工或物理進入危險區域。
  • 使用那種在接近時會做出反應的安全裝置(光柵、安全墊),並在接近或進入時注意安全地關閉機器。
  • 僅當整個系統處於安全狀態時才允許手動或物理訪問。 例如,這可以通過在檢修門上使用帶有關閉機構的聯鎖裝置來實現。

 

2. 考慮到沒有人因能量釋放(飛行部件或能量束)而受傷的安全目標,建議的解決方案包括:

  • 設計應防止任何能量釋放(例如,相應尺寸的連接、用於夾持器更換機構的被動夾持器聯鎖裝置等)。
  • 防止能量從危險區域釋放,例如,通過相應尺寸的安全罩。

 

3. 正常操作和特殊操作之間的接口(例如,門聯鎖裝置、光柵、安全墊)是使安全控制系統能夠自動識別人員存在的必要條件。

特種作業方式要求及安全措施

工業機器人上的某些特殊操作模式(例如,設置、編程)需要必須在操作現場直接評估的運動。 相關的安全目標是任何運動都不會危及相關人員。 動作應該是

  • 只有預定的樣式和速度
  • 僅按照指示延長
  • 只有在保證人體無任何部位處於危險區內才可進行的作業。

 

針對此目標的建議解決方案可能涉及使用特殊的操作控制系統,該系統僅允許使用可確認的控件進行可控和可管理的運動。 因此可以安全地降低運動速度(通過連接隔離變壓器或使用故障安全狀態監控設備來降低能量),並且在允許激活控制之前確認安全條件(見圖 3)。

圖 3. 帶物料門的安全籠中的六軸工業機器人

ACC270F1

對安全控制系統的要求

安全控制系統的特徵之一必須是在出現任何故障時保證所需的安全功能正常工作。 工業機器人機器應該幾乎瞬間從危險狀態引導到安全狀態。 實現這一目標所需的安全控制措施包括以下安全目標:

  • 安全控制系統中的故障可能不會觸發危險狀態。
  • 必須(立即或定期)識別安全控制系統中的故障。

提供可靠安全控制系統的建議解決方案是:

  • 包括測試電路在內的機電控制系統的冗餘和多樣化佈局
  • 由不同團隊開發的微處理器控制系統的冗餘和多樣化設置。 這種現代方法被認為是最先進的; 例如,帶有安全光柵的那些。

 

工業機器人建造和使用的安全目標。

在製造和使用工業機器人時,製造商和用戶都需要安裝最先進的安全控制裝置。 除了法律責任方面,還可能有道德義務確保機器人技術也是一種安全技術。

正常運行模式

機器人機器在正常模式下運行時,應提供以下安全條件:

  • 機器人的運動區域和外圍設備使用的加工區域必須以防止人員手動或物理進入由於自動運動而產生危險的區域的方式進行保護。
  • 應提供保護,以免飛出的工件或工具造成損壞。
  • 由於夾持器故障、夾持器電源故障、不允許的速度、碰撞或工件故障,機器人彈出的零件、工具或工件或能量釋放不得傷害任何人。
  • 能量釋放或外圍設備彈出的零件不會傷害任何人。
  • 進料孔和出料孔的設計必須能夠防止手動或物理進入因自動運動而產生危險的區域。 移除生產材料時也必須滿足此條件。 如果生產材料自動送入機器人,則進料和取出孔以及移動的生產材料不會產生危險區域。

 

特殊操作模式

當機器人機器在特殊模式下運行時,應提供以下安全條件:

對生產過程中的故障進行整改,必須防止:

  • 由於機器人或外圍設備的自動移動,手動或物理進入危險區域
  • 如果人員或身體部位處於暴露於危險運動的區域,則由系統部分的錯誤行為或不允許的命令輸入引起的危險
  • 由生產材料或廢品的移動或移除引發的危險移動或情況
  • 外圍設備造成的傷害
  • 必須在移除正常操作的安全防護裝置的情況下進行的運動,只能在操作範圍和速度內進行,並且只能按照指示進行。 此外,任何人或身體部位不得出現在危險區域。

 

在安裝過程中應確保以下安全條件:

錯誤的命令或不正確的命令輸入不會引發危險運動。

  • 機器人機器或外圍部件的更換不得引發任何危險運動或情況。
  • 如果在進行設置操作時必須在移除正常操作的安全防護裝置的情況下進行移動,則此類移動只能在指定的範圍和速度內進行,並且只能在指示的時間內進行。 此外,任何人或身體部位不得出現在危險區域。
  • 在設置操作期間,外圍設備不得進行任何危險運動或引發任何危險情況。

 

在編程期間,以下安全條件適用:

  • 必須防止手動或物理進入因自動運動而產生危險的區域。
  • 如果在移除正常操作的安全防護裝置的情況下進行運動,則必須滿足以下條件:
  • (a) 只能執行移動命令,並且只能在命令發出後執行。
  • (b) 只能進行可控的運動(即,它們必須是清晰可見的低速運動)。
  • (c) 只有在不對程序員或其他人構成危害的情況下,才可以開始運動。
  • 外圍設備不得對程序員或其他人造成危害。

 

安全測試操作需要以下預防措施:

防止人工或物理進入因自動運動而產生危險的區域。

  • 外圍設備不得成為危險源。

 

檢查機器人機器時,安全程序包括以下內容:

  • 如果出於檢查目的需要進入機器人的運動範圍,只有在系統處於安全狀態時才允許這樣做。
  • 必須防止由系統部分的錯誤行為或不允許的命令輸入引起的危險。
  • 外圍設備不得成為檢查人員的危險源。

 

故障排除通常需要在處於潛在危險狀態時啟動機器人機器,並且應實施如下特殊的安全工作程序:

  • 必須防止進入因自動運動而產生危險的區域。
  • 必須防止由於錯誤命令或錯誤命令輸入而導致驅動單元啟動。
  • 在處理有缺陷的部件時,必須防止機器人的所有動作。
  • 必須防止因機器零件彈出或掉落而造成的傷害。
  • 如果在故障排除期間必須在移除正常操作的安全防護裝置的情況下進行移動,則此類移動只能在規定的範圍和速度內進行,並且只能按照指示進行。 此外,任何人或身體部位不得出現在危險區域。
  • 必須防止外圍設備造成的傷害。

 

排除故障和維護工作也可能需要在機器處於不安全狀態時啟動,因此需要採取以下預防措施:

  • 機器人必須無法啟動。
  • 必須可以手動或使用輔助設備處理各種機器部件,而不會暴露在危險中。
  • 不得觸摸“帶電”的部件。
  • 必須防止液體或氣體介質洩漏造成的傷害。
  • 必須防止外圍設備造成的傷害。

 

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本文討論了涉及所有類型的電氣、電子和可編程電子系統(包括基於計算機的系統)的安全相關控制系統的設計和實現。 總體方法符合擬議的國際電工委員會 (IEC) 標準 1508 (功能安全:安全相關 

系統) (IEC 1993)。

背景

在 1980 世紀 1 年代,基於計算機的系統——通常稱為可編程電子系統 (PES)——越來越多地用於執行安全功能。 這一趨勢背後的主要驅動力是 (2) 改進的功能和經濟效益(特別是考慮到設備或系統的整個生命週期)和 (XNUMX) 某些設計的特殊利益,只有在使用計算機技術時才能實現. 在基於計算機的系統的早期引入過程中,有許多發現:

    • 計算機控制的引入沒有經過深思熟慮和計劃。
    • 指定的安全要求不充分。
    • 在軟件驗證方面製定了不適當的程序。
    • 在工廠安裝標準方面,披露了做工不佳的證據。
    • 生成的文檔不充分,並且沒有充分驗證工廠中實際存在的內容(與工廠中被認為存在的內容不同)。
    • 尚未建立完全有效的操作和維護程序。
    • 人們顯然有理由擔心人們是否有能力履行要求他們承擔的職責。

                 

                為了解決這些問題,一些機構發布或開始製定指南,以實現 PES 技術的安全開發。 在英國,健康與安全執行局 (HSE) 制定了用於安全相關應用的可編程電子系統指南,在德國,發布了標準草案 (DIN 1990)。 在歐洲共同體內,根據機械指令的要求,開始了與安全相關控制系統(包括使用 PES 的系統)相關的協調歐洲標準工作的一個重要組成部分。 在美國,美國儀器協會 (ISA) 制定了用於過程工業的 PES 標準,美國化學工程師協會下屬的化學過程安全中心 (CCPS) 制定了指南用於化學過程部門。

                IEC 目前正在進行一項主要的標準倡議,旨在為電氣、電子和可編程電子 (E/E/PES) 安全相關係統制定通用的國際標準,該標準可用於許多應用領域,包括過程、醫療、運輸和機械部門。 擬議的 IEC 國際標準包括總標題下的七個部分 IEC 1508. 電氣/電子/可編程電子安全相關係統的功能安全. 各部分如下:

                  • 第 1 部分.一般要求
                  • 第2部分:電氣、電子和可編程電子系統的要求
                  • 第三部分軟件要求
                  • 第四部分定義
                  • 第 5 部分 安全完整性等級的確定方法示例
                  • 第 6 部分.第 2 部分和第 3 部分的應用指南
                  • 第七部分技術措施概述。

                             

                            最終確定後,這一基於通用的國際標準將構成一份 IEC 基本安全出版物,涵蓋電氣、電子和可編程電子安全相關係統的功能安全,並將對所有 IEC 標準產生影響,涵蓋與未來設計和使用有關的所有應用領域電氣/電子/可編程電子安全相關係統。 擬議標準的一個主要目標是促進各行業標準的製定(見圖 1)。

                            圖 1. 通用和應用部門標準

                            SAF059F1

                            PES 的好處和問題

                            出於安全目的採用 PES 具有許多潛在優勢,但人們認識到,只有使用適當的設計和評估方法才能實現這些優勢,因為:(1) PES 的許多特性無法實現安全完整性(即是執行所需安全功能的系統的安全性能)以與傳統上不太複雜的基於硬件(“硬連線”)系統相同的置信度進行預測; (2) 人們認識到雖然測試對於復雜系統是必要的,但僅靠測試是不夠的。 這意味著即使 PES 實現了相對簡單的安全功能,可編程電子設備的複雜程度也明顯高於它們所取代的硬接線系統; (3) 這種複雜性的增加意味著必須比以前更多地考慮設計和評估方法,並且隨後需要更高的個人能力水平來實現安全相關係統的足夠性能水平。

                            基於計算機的 PES 的好處包括:

                              • 能夠以比其他情況高得多的頻率對關鍵組件執行在線診斷驗證檢查
                              • 提供複雜安全聯鎖裝置的潛力
                              • 提供診斷功能和狀態監控的能力,可用於實時分析和報告工廠和機器的性能
                              • 將工廠的實際條件與“理想”模型條件進行比較的能力
                              • 有可能向運營商提供更好的信息,從而改進影響安全的決策
                              • 使用先進的控制策略使操作員能夠遠離危險或敵對環境
                              • 從遠程位置診斷控制系統的能力。

                                           

                                          在安全相關應用中使用基於計算機的系統會產生許多需要充分解決的問題,例如:

                                            • 故障模式很複雜,並不總是可以預測的。
                                            • 對計算機進行測試是必要的,但其本身不足以確定安全功能將以應用所需的確定性程度執行。
                                            • 微處理器在不同批次之間可能會有細微的差異,因此不同批次可能會顯示不同的行為。
                                            • 未受保護的基於計算機的系統特別容易受到電氣乾擾(輻射干擾;電源中的電氣“尖峰”、靜電放電等)。
                                            • 很難而且通常不可能量化包含軟件的複雜安全相關係統的故障概率。 因為沒有一種量化方法被廣泛接受,所以軟件保證一直基於描述軟件設計、實施和維護中使用的方法的程序和標準。

                                                   

                                                  考慮中的安全系統

                                                  正在考慮的安全相關係統類型是電氣、電子和可編程電子系統 (E/E/PES)。 該系統包括所有元素,特別是從傳感器或受控設備上的其他輸入設備發出的信號,並通過數據高速公路或其他通信路徑傳輸到執行器或其他輸出設備(見圖 2)。

                                                  圖 2. 電氣、電子和可編程電子系統 (E/E/PES)

                                                  SAF059F2

                                                  術語 電氣、電子和可編程電子設備 已被用於涵蓋各種各樣的設備,並涵蓋以下三個主要類別:

                                                    1. 電氣設備,例如機電繼電器
                                                    2. 電子設備,例如固態電子儀器和邏輯系統
                                                    3. 可編程電子設備,包括各種基於計算機的系統,例如:
                                                          • 微處理器
                                                          • 微控制器
                                                          • 可編程控制器 (PC)
                                                          • 專用集成電路 (ASIC)
                                                          • 可編程邏輯控制器 (PLC)
                                                          • 其他基於計算機的設備(例如,“智能”傳感器、變送器和執行器)。

                                                                     

                                                                    根據定義,安全相關係統有兩個目的:

                                                                      1. 它實施必要的安全功能,以實現受控設備的安全狀態或維持受控設備的安全狀態。 安全相關係統必須執行系統安全功能要求規範中指定的那些安全功能。 例如,安全功能要求規範可能規定當溫度達到某個值時 x, 閥門 y 應打開以使水進入容器。
                                                                      2. 它單獨或與其他安全相關係統一起實現必要的安全完整性級別,以實現所需的安全功能。 安全功能必須由安全相關係統以適合應用的置信度執行,以實現受控設備所需的安全級別。

                                                                         

                                                                        這個概念如圖 3 所示。

                                                                        圖 3. 安全相關係統的主要特徵

                                                                        SAF059F3

                                                                        系統故障

                                                                        為了確保 E/E/PES 安全相關係統的安全運行,有必要識別安全相關係統故障的各種可能原因,並確保針對每種情況採取充分的預防措施。 故障分為兩類,如圖 4 所示。

                                                                        圖 4. 故障類別

                                                                        SAF059F4

                                                                          1. 隨機硬件故障是由硬件中的各種正常退化機制引起的故障。 在不同的部件中有許多這樣的機制以不同的速率發生,並且由於製造公差導致部件在不同的操作時間之後由於這些機製而失效,所以包括許多部件的設備的總項目的故障發生在不可預測的(隨機)時間。 系統可靠性的度量,例如平均故障間隔時間 (MTBF),很有價值,但通常只關注隨機硬件故障,不包括系統故障。
                                                                          2. 系統故障源於系統的設計、構造或使用中的錯誤,這些錯誤導致系統在某些特定的輸入組合或某些特定的環境條件下發生故障。 如果在出現一組特定情況時發生系統故障,那麼將來每當出現這些情況時,總會出現系統故障。 根據定義,不是由隨機硬件故障引起的安全相關係統的任何故障都是系統故障。 在 E/E/PES 安全相關係統的背景下,系統性故障包括:
                                                                              • 由於安全功能要求規範中的錯誤或遺漏而導致的系統故障
                                                                              • 由於硬件的設計、製造、安裝或操作錯誤而導致的系統故障。 這些將包括由環境原因和人為(例如,操作員)錯誤引起的故障
                                                                              • 由於軟件故障導致的系統故障
                                                                              • 由於維護和修改錯誤導致的系統故障。

                                                                                     

                                                                                    安全相關係統的保護

                                                                                    用於表示安全相關係統為防止隨機硬件故障和系統故障而需要採取的預防措施的術語是 硬件安全完整性措施系統的安全完整性措施 分別。 安全相關係統可以針對隨機硬件故障和系統故障採取的預防措施稱為 安全完整性. 這些概念如圖 5 所示。

                                                                                    圖 5. 安全性能術語

                                                                                    SAF059F5

                                                                                    在擬議的國際標準 IEC 1508 中,安全完整性分為四個級別,分別表示為安全完整性級別 1、2、3 和 4。安全完整性級別 1 是最低的安全完整性級別,安全完整性級別 4 是最高的。 安全相關係統的安全完整性等級(1、2、3 或 4)將取決於安全相關係統在實現受控設備所需安全等級方面所發揮作用的重要性。 可能需要多個安全相關係統——其中一些可能基於氣動或液壓技術。

                                                                                    安全相關係統的設計

                                                                                    最近對涉及控制系統 (HSE) 的 34 起事件進行的分析發現,所有故障案例中有 60% 是在安全相關控制系統投入使用之前“內置”的(圖 7)。 如果要生產足夠的安全相關係統,則必須考慮所有安全生命週期階段。

                                                                                    圖 7. 控制系統故障的主要原因(按階段)

                                                                                    SAF059F6

                                                                                    安全相關係統的功能安全不僅取決於確保正確指定技術要求,還取決於確保技術要求得到有效實施,並確保在設備的整個生命週期內保持初始設計的完整性。 這只有在有效的安全管理系統到位並且參與任何活動的人員能夠勝任他們必須履行的職責的情況下才能實現。 特別是當涉及復雜的安全相關係統時,必須有一個適當的安全管理系統。 這導致了確保以下內容的策略:

                                                                                      • 建立了有效的安全管理體系。
                                                                                      • 為 E/E/PES 安全相關係統指定的技術要求足以處理隨機硬件和系統故障原因。
                                                                                      • 相關人員的能力足以勝任他們必須履行的職責。

                                                                                           

                                                                                          為了系統地解決功能安全的所有相關技術要求,開發了安全生命週期的概念。 圖 1508 顯示了新興國際標準 IEC 8 中安全生命週期的簡化版本。安全生命週期的關鍵階段是:

                                                                                          圖 8. 安全生命週期在實現功能安全方面的作用

                                                                                          SAF059F8

                                                                                            • 規範
                                                                                            • 設計與實施
                                                                                            • 安裝和調試
                                                                                            • 運維
                                                                                            • 調試後的變化。

                                                                                                     

                                                                                                    安全等級

                                                                                                    圖 9 和圖 10 說明了為安全相關係統實現足夠安全完整性級別的設計策略。安全完整性級別基於安全相關係統在實現整體級別中所扮演的角色受控設備的安全性。 安全完整性等級規定了設計中需要考慮的預防措施,以防止隨機硬件和系統故障。

                                                                                                    圖 9. 安全完整性級別在設計過程中的作用

                                                                                                    SAF059F9

                                                                                                     

                                                                                                    圖 10. 安全生命週期在規範和設計過程中的作用

                                                                                                    SA059F10

                                                                                                    安全和安全等級的概念適用於受控設備。 功能安全的概念適用於安全相關係統。 如果要為引起危險的設備實現足夠的安全級別,則必須實現安全相關係統的功能安全。 針對特定情況指定的安全級別是安全相關係統的安全完整性要求規範中的一個關鍵因素。

                                                                                                    所需的安全級別取決於許多因素——例如,傷害的嚴重程度、暴露於危險中的人數、人們暴露於危險中的頻率以及暴露的持續時間。 重要的因素將是那些暴露於危險事件的人的看法和看法。 在確定什麼構成特定應用的適當安全級別時,需要考慮許多輸入,其中包括:

                                                                                                      • 與具體應用相關的法律要求
                                                                                                      • 來自適當的安全監管機構的指導方針
                                                                                                      • 與申請中涉及的不同各方進行討論和達成協議
                                                                                                      • 行業標準
                                                                                                      • 國家和國際標準
                                                                                                      • 最好的獨立工業、專家和科學建議。

                                                                                                                 

                                                                                                                總結

                                                                                                                在設計和使用安全相關係統時,必須記住,造成潛在危險的是受控設備。 安全相關係統旨在降低危險事件的發生頻率(或概率)和/或危險事件的後果。 一旦為設備設置了安全級別,就可以確定安全相關係統的安全完整性級別,正是安全完整性級別允許設計人員指定需要內置到設計中的預防措施,以針對隨機硬件和系統故障進行部署。

                                                                                                                 

                                                                                                                上一頁

                                                                                                                機械、加工廠和其他設備如果發生故障,可能會帶來火災、爆炸、輻射過量和運動部件等危險事件的風險。 此類工廠、設備和機械發生故障的方式之一是其控製或安全系統設計中使用的機電、電子和可編程電子 (E/E/PE) 設備故障。 這些故障可能由設備的物理故障引起(例如,由隨機發生的磨損和撕裂(隨機硬件故障)); 或系統故障(例如,由於(1)某些特定輸入組合,(2)某些環境條件(3)來自傳感器的不正確或不完整輸入,( 4) 操作員輸入的數據不完整或錯誤,以及 (5) 由於界面設計不佳而導致的潛在系統故障)。

                                                                                                                安全相關係統故障

                                                                                                                本文涵蓋安全相關控制系統的功能安全,並考慮了實現所需安全完整性所需的硬件和軟件技術要求。 總體方法符合擬議的國際電工委員會標準 IEC 1508,第 2 部分和第 3 部分 (IEC 1993)。 國際標準IEC 1508草案的總體目標, 功能安全:安全相關係統,是為了確保工廠和設備能夠安全自動化。 制定擬議國際標準的一個關鍵目標是防止或盡量減少以下情況的發生頻率:

                                                                                                                  • 控制系統故障觸發其他事件,進而可能導致危險(例如,控制系統故障、失控、過程失控導致火災、釋放有毒物質等)
                                                                                                                  • 警報和監控系統出現故障,從而無法以可以快速識別和理解的形式向操作員提供信息,以便執行必要的緊急行動
                                                                                                                  • 保護系統中未檢測到的故障,使它們在需要安全操作時不可用(例如,緊急關閉系統中的輸入卡出現故障)。

                                                                                                                       

                                                                                                                      “電氣、電子和可編程電子安全相關係統”一文闡述了 IEC 1 第 1508 部分中體現的通用安全管理方法,以確保對安全很重要的控制和保護系統的安全。 本文描述了將事故風險降低到可接受水平所需的總體概念工程設計,包括基於 E/E/PE 技術的任何控製或保護系統的作用。

                                                                                                                      在圖 1 中,來自設備、加工廠或機器的風險(通常稱為 受控設備 (EUC) 無保護裝置)標記在 EUC 風險等級的一端,而滿足所需安全級別所需的目標風險級別則在另一端。 在兩者之間顯示了安全相關係統和外部風險降低設施的組合,以構成所需的風險降低。 這些可以有多種類型——機械(例如減壓閥)、液壓、氣動、物理以及 E/E/PE 系統。 圖 2 強調了隨著事故的進展,每個安全層在保護 EUC 方面的作用。

                                                                                                                      圖 1. 降低風險:一般概念

                                                                                                                      SAF060F1

                                                                                                                       

                                                                                                                      圖 2. 總體模型:保護層

                                                                                                                      SAF060F2

                                                                                                                      如果按照 IEC 1 第 1508 部分的要求對 EUC 進行了危害和風險分析,則已經建立了安全的總體概念設計,因此任何 E/E/ 所需的功能和安全完整性等級 (SIL) 目標PE 控製或保護系統已定義。 安全完整性等級目標是根據目標失效措施定義的(見表 1)。


                                                                                                                      表 1. 保護系統的安全完整性等級:目標故障措施

                                                                                                                      安全完整性等級                        需求操作模式(未能按需執行其設計功能的概率)

                                                                                                                      4 10-5 ≤ × 10-4

                                                                                                                      3 10-4 ≤ × 10-3

                                                                                                                      2 10-3 ≤ × 10-2

                                                                                                                      1 10-2 ≤ × 10-1 


                                                                                                                      保護系統

                                                                                                                      本白皮書概述了 E/E/PE 安全相關係統的設計者應考慮的技術要求,以滿足所需的安全完整性等級目標。 重點是使用可編程電子設備的典型保護系統,以便在不失一般性的情況下更深入地討論關鍵問題。 圖 3 顯示了一個典型的保護系統,它描繪了一個單通道安全系統,該系統具有通過診斷設備激活的二次關閉。 在正常操作中,EUC 的不安全狀況(例如機器超速、化工廠高溫)將被傳感器檢測到並傳輸到可編程電子設備,後者將命令執行器(通過輸出繼電器)將系統進入安全狀態(例如,切斷機器電動機的電源,打開閥門以釋放壓力)。

                                                                                                                      圖 3. 典型保護系統

                                                                                                                      SAF060F3

                                                                                                                      但是,如果保護系統組件出現故障怎麼辦? 這是二次關閉的功能,由本設計的診斷(自檢)功能激活。 然而,該系統並不是完全故障安全的,因為設計在被要求執行其安全功能時只有一定的可用概率(它有一定的按需故障概率或一定的安全完整性等級)。 例如,上述設計可能能夠檢測和容忍某些類型的輸出卡故障,但無法承受輸入卡故障。 因此,其安全完整性將遠低於具有更高可靠性輸入卡、改進診斷或這些的某種組合的設計。

                                                                                                                      卡故障還有其他可能的原因,包括硬件中的“傳統”物理故障、系統故障(包括需求規範中的錯誤)、軟件中的實施錯誤以及對環境條件(例如濕度)的保護不足。 這種單通道設計中的診斷可能無法涵蓋所有這些類型的故障,因此這將限制實際達到的安全完整性等級。 (覆蓋率衡量設計可以安全檢測和處理的故障百分比。)

                                                                                                                      技術要求

                                                                                                                      IEC 2 草案的第 3 部分和第 1508 部分提供了一個框架,用於識別硬件和軟件中的各種潛在故障原因,並用於選擇能夠克服那些適合安全相關係統所需安全完整性等級的潛在故障原因的設計特徵。 例如,圖3中保護系統的總體技術方案如圖4所示。圖中表明了克服故障和故障的兩種基本策略:(1) 故障避免,注意防止產生故障; 和 (2) 容錯,其中專門創建設計以容忍特定故障。 上面提到的單通道系統是(有限的)容錯設計的一個例子,其中診斷用於檢測某些故障並在危險故障發生之前將系統置於安全狀態。

                                                                                                                      圖 4. 設計規範:設計解決方案

                                                                                                                      SAF060F4

                                                                                                                      故障規避

                                                                                                                      故障避免試圖防止將故障引入系統。 主要方法是使用系統的方法來管理項目,以便在設計期間以及隨後的運行和維護期間將安全視為系統的可定義和可管理的質量。 該方法類似於質量保證,基於反饋的概念並涉及:(1) 規劃 (確定安全目標,確定實現目標的方式方法); (2) 測量 實施過程中對計劃的成就和(3)應用 反饋 糾正任何偏差。 設計評審是故障避免技術的一個很好的例子。 在 IEC 1508 中,使用安全生命週期和對硬件和軟件採用安全管理程序的要求促進了這種避免故障的“質量”方法。 對於後者,這些通常表現為軟件質量保證程序,例如 ISO 9000-3 (1990) 中描述的程序。

                                                                                                                      此外,IEC 2 的第 3 部分和第 1508 部分(分別涉及硬件和軟件)對在各個安全生命週期階段被認為對避免故障有用的某些技術或措施進行了分級。 表 2 給出了第 3 部分中軟件設計和開發階段的示例。 設計人員將使用該表來幫助選擇故障避免技術,具體取決於所需的安全完整性等級。 對於表中的每項技術或措施,每個安全完整性級別都有一個建議,從 1 到 4。建議範圍包括強烈推薦 (HR)、推薦 (R)、中立——既不支持也不反對 (—) 和不推薦(天然橡膠)。

                                                                                                                      表 2. 軟件設計和開發

                                                                                                                      技術/措施

                                                                                                                      安全等級 1

                                                                                                                      安全等級 2

                                                                                                                      安全等級 3

                                                                                                                      安全等級 4

                                                                                                                      1. 形式化方法包括,例如,CCS、CSP、HOL、LOTOS

                                                                                                                      -

                                                                                                                      R

                                                                                                                      R

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      2. 半形式化方法

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      3.結構化。 方法論包括,例如,JSD、MASCOT、SADT、SSADM 和 YOURDON

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      4.模塊化方法

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      5.設計和編碼標準

                                                                                                                      R

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR

                                                                                                                      HR = 強烈推薦; R = 推薦; NR = 不推薦;— = 中性:技術/措施既不支持也不反對 SIL。
                                                                                                                      注:應根據安全完整性等級選擇編號的技術/措施。

                                                                                                                      容錯能力

                                                                                                                      隨著安全完整性目標的增加,IEC 1508 要求提高容錯級別。 然而,該標準承認,當系統(以及構成這些系統的組件)很複雜時(在 IEC 1508 中指定為 B 類),容錯能力更為重要。 對於不太複雜、“經過充分驗證”的系統,可以放寬容錯程度。

                                                                                                                      對隨機硬件故障的容忍度

                                                                                                                      表 3 顯示了在如圖 3 所示的保護系統中使用複雜硬件組件(例如微處理器)時針對隨機硬件故障的容錯要求。設計人員可能需要考慮診斷、容錯和手動驗證檢查以克服此類故障,具體取決於所需的安全完整性等級。


                                                                                                                      表 3. 安全完整性等級 - B 類組件的故障要求1

                                                                                                                      1 與安全相關的未檢測到的故障應通過驗證檢查來檢測。

                                                                                                                      2 對於沒有在線介質診斷覆蓋的部件,系統應能夠在出現單一故障時執行安全功能。 應通過驗證檢查來檢測與安全相關的未檢測到的故障。

                                                                                                                      3 對於具有在線高診斷覆蓋率的組件,系統應能夠在出現單一故障時執行安全功能。 對於沒有在線高診斷覆蓋率的組件,系統應能夠在出現兩個故障時執行安全功能。 應通過驗證檢查來檢測與安全相關的未檢測到的故障。

                                                                                                                      4 元件應能在出現兩個故障時執行安全功能。 應通過在線高診斷覆蓋率檢測故障。 應通過驗證檢查來檢測與安全相關的未檢測到的故障。 定量硬件分析應基於最壞情況假設。

                                                                                                                      1故障模式未明確定義或無法測試,或現場經驗故障數據不佳的組件(例如,可編程電子組件)。


                                                                                                                      IEC 1508 通過提供設計規範表(見表 4)來幫助設計人員,其中設計參數根據許多常用保護系統架構的安全完整性等級編制索引。

                                                                                                                      表 4. 安全完整性等級 2 的要求 - 保護系統的可編程電子系統架構

                                                                                                                      PE系統配置

                                                                                                                      每個通道的診斷覆蓋率

                                                                                                                      離線驗證測試間隔(TI)

                                                                                                                      誤跳閘平均時間

                                                                                                                      單 PE,單 I/O,分機。 西部數據

                                                                                                                      6個月

                                                                                                                      1.6年

                                                                                                                      雙PE,單I/O

                                                                                                                      6個月

                                                                                                                      10年

                                                                                                                      雙 PE、雙 I/O、2oo2

                                                                                                                      3個月

                                                                                                                      1,281年

                                                                                                                      雙 PE、雙 I/O、1oo2

                                                                                                                      與機身相同顏色

                                                                                                                      2個月

                                                                                                                      1.4年

                                                                                                                      雙 PE、雙 I/O、1oo2

                                                                                                                      5個月

                                                                                                                      1.0年

                                                                                                                      雙 PE、雙 I/O、1oo2

                                                                                                                      Medium

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                                                                                                                      0.8年

                                                                                                                      雙 PE、雙 I/O、1oo2

                                                                                                                      36個月

                                                                                                                      0.8年

                                                                                                                      雙 PE、雙 I/O、1oo2D

                                                                                                                      與機身相同顏色

                                                                                                                      2個月

                                                                                                                      1.9年

                                                                                                                      雙 PE、雙 I/O、1oo2D

                                                                                                                      4個月

                                                                                                                      4.7年

                                                                                                                      雙 PE、雙 I/O、1oo2D

                                                                                                                      Medium

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                                                                                                                      18年

                                                                                                                      雙 PE、雙 I/O、1oo2D

                                                                                                                      48 +月

                                                                                                                      168年

                                                                                                                      三重 PE、三重 I/O、IPC、2oo3

                                                                                                                      與機身相同顏色

                                                                                                                      1 個月

                                                                                                                      20年

                                                                                                                      三重 PE、三重 I/O、IPC、2oo3

                                                                                                                      3個月

                                                                                                                      25年

                                                                                                                      三重 PE、三重 I/O、IPC、2oo3

                                                                                                                      Medium

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                                                                                                                      30年

                                                                                                                      三重 PE、三重 I/O、IPC、2oo3

                                                                                                                      48 +月

                                                                                                                      168年

                                                                                                                       

                                                                                                                      表的第一列代表具有不同容錯度的架構。 一般來說,靠近表底部的架構比靠近頂部的架構具有更高的容錯度。 1oo2(二選一)系統能夠承受任何一個故障,2oo3 也是如此。

                                                                                                                      第二列描述了任何內部診斷的百分比覆蓋率。 診斷級別越高,捕獲的故障越多。 在保護系統中,這很重要,因為如果故障組件(例如,輸入卡)在合理的時間內(通常為 8 小時)得到修復,功能安全性幾乎沒有損失。 (注意:對於連續控制系統而言情況並非如此,因為任何故障都可能立即導致不安全狀況和潛在的事故發生。)

                                                                                                                      第三列顯示驗證測試之間的間隔。 這些是需要進行的特殊測試,以徹底運行保護系統以確保沒有潛在故障。 通常,這些由設備供應商在工廠停工期間執行。

                                                                                                                      第四列顯示虛假跳閘率。 虛假跳閘是指在沒有過程偏差的情況下導致工廠或設備關閉的跳閘。 安全的代價通常是更高的誤跳閘率。 一個簡單的冗餘保護系統——1oo2——在所有其他設計因素不變的情況下,具有比單通道 (1oo1) 系統更高的安全完整性等級和更高的誤跳閘率。

                                                                                                                      如果未使用表中的其中一種架構,或者如果設計人員想要執行更基本的分析,則 IEC 1508 允許此替代方案。 然後可以使用諸如馬爾可夫建模之類的可靠性工程技術來計算安全完整性等級的硬件元素(Johnson 1989;Goble 1992)。

                                                                                                                      對系統性和常見原因故障的容忍度

                                                                                                                      此類故障在安全系統中非常重要,是實現安全完整性的限制因素。 在冗餘系統中,一個組件或子系統,甚至整個系統被複製,以從低可靠性部件獲得高可靠性。 可靠性的提高是因為,從統計學上講,兩個系統同時因隨機故障而失效的可能性是各個系統可靠性的產物,因此要低得多。 另一方面,系統故障和共因故障會導致冗餘系統同時發生故障,例如,軟件中的規範錯誤會導致重複的部分同時發生故障。 另一個例子是冗餘系統的公共電源發生故障。

                                                                                                                      IEC 1508 提供了根據安全完整性級別排名的工程技術表,這些安全完整性級別被認為可以有效地提供針對系統性和常見原因故障的保護。

                                                                                                                      提供防禦系統故障的技術示例是多樣性和分析冗餘。 多樣性的基礎是,如果設計人員使用不同的技術或軟件語言在冗餘系統中實現第二個通道,則冗餘通道中的故障可被視為獨立的(即,偶然故障的可能性很低)。 然而,特別是在基於軟件的系統領域,有人認為這種技術可能無效,因為大多數錯誤都在規範中。 分析冗餘試圖利用工廠或機器中的冗餘信息來識別故障。 對於系統故障的其他原因——例如,外部應力——該標準提供了表格,這些表格給出了針對安全完整性等級索引的良好工程實踐(例如,信號線和電源線的分離)的建議。

                                                                                                                      結論

                                                                                                                      基於計算機的系統提供了許多優勢——不僅經濟,而且還有提高安全性的潛力。 然而,與使用傳統系統組件的情況相比,實現這種潛力所需的對細節的關注要多得多。 本文概述了設計人員要成功利用該技術需要考慮的主要技術要求。

                                                                                                                       

                                                                                                                      上一頁

                                                                                                                      週一,4月04 2011 19:01

                                                                                                                      翻轉

                                                                                                                      農業、林業、建築和採礦工作以及物料搬運中的拖拉機和其他移動機械在車輛側翻、向前傾翻或向後傾倒時會引起嚴重的危險。 對於重心較高的輪式拖拉機,風險會更高。 存在翻車危險的其他車輛包括履帶式拖拉機、裝載機、起重機、水果採摘機、推土機、翻斗車、鏟運機和平地機。 這些事故通常發生得太快,司機和乘客無法遠離設備,他們可能會被困在車底。 例如,重心高的拖拉機翻車的可能性很大(窄拖拉機的穩定性甚至低於寬拖拉機)。 在拖拉機上引入了一個水銀髮動機切斷開關,用於在感應到橫向運動時關閉電源,但被證明速度太慢,無法應對側翻運動中產生的動力 (Springfeldt 1993)。 因此放棄了安全裝置。

                                                                                                                      事實上,此類設備經常在傾斜或不平坦的地面或鬆軟的地面上使用,有時在靠近溝渠、溝渠或挖掘處的地方使用,這是導致翻車的一個重要原因。 如果輔助設備安裝在拖拉機的高處,爬坡時向後翻倒(或下坡時向前翻倒)的可能性會增加。 此外,拖拉機可能因拖拉機牽引設備施加的壓力而失去控製而翻車(例如,當拖車在斜坡上向下移動且連接的設備未制動並超過拖拉機時)。 當拖拉機用作牽引車時會出現特殊的危險,特別是當拖拉機上的拖鉤放置在高於輪軸的位置時。

                                                                                                                      發展歷程

                                                                                                                      在發生許多致命翻車事故的某些國家/地區,已在國家層面注意到翻車問題。 在瑞典和新西蘭,拖拉機上的翻車保護結構 (ROPS) 的開發和測試(圖 1)在 1950 年代就已經在進行中,但這項工作僅在瑞典當局方面進行了後續規定; 這些規定從 1959 年開始生效(Springfeldt 1993)。

                                                                                                                      圖 1. 拖拉機上常見的 ROPS 類型

                                                                                                                      ACC060F1

                                                                                                                      規定拖拉機 ROPS 的擬議法規在幾個國家的農業部門遭到抵制。 強烈反對要求雇主在現有拖拉機上安裝 ROPS 的計劃,甚至反對製造商只為新拖拉機配備 ​​ROPS 的提議。 最終,許多國家成功地為新拖拉機規定了 ROPS,後來一些國家也能夠要求對舊拖拉機進行 ROPS 改造。 有關拖拉機和土方機械的國際標準,包括 ROPS 測試標準,有助於提高設計的可靠性。 拖拉機的設計和製造具有較低的重心和較低的拖鉤。 四輪驅動降低了翻車的風險。 但是,在舊拖拉機較多且未強制要求對 ROPS 進行改造的國家中,具有 ROPS 的拖拉機比例仍然很低。

                                                                                                                      調查

                                                                                                                      許多國家的研究人員已經對翻車事故,尤其是涉及拖拉機的翻車事故進行了研究。 然而,關於本文所審查的移動機械類型引起的事故數量,沒有集中的國際統計數據。 然而,國家一級的現有統計數據表明,這一數字很高,尤其是在農業領域。 根據一份關於 1968 年至 1976 年期間拖拉機側翻事故的蘇格蘭報告,事故發生時,85% 的拖拉機都裝有設備,其中一半裝有牽引式設備,一半裝有懸掛式設備。 蘇格蘭報告中三分之二的拖拉機翻車事故發生在斜坡上(Springfeldt 1993)。 後來證明,在引入斜坡駕駛培訓以及應用測量斜坡陡度的儀器與安全斜坡限制指標相結合後,事故數量將會減少。

                                                                                                                      在其他調查中,新西蘭研究人員觀察到,他們一半的致命翻車事故發生在平地或緩坡上,只有十分之一發生在陡坡上。 在平坦的地面上,拖拉機司機可能不太注意翻車危險,他們可能會誤判溝渠和不平坦地面帶來的風險。 在 1949 年至 1980 年期間新西蘭的拖拉機側翻死亡事故中,80% 發生在輪式拖拉機上,20% 發生在履帶式拖拉機上(Springfeldt 1993)。 瑞典和新西蘭的研究表明,大約 80% 的拖拉機側翻死亡事故發生在拖拉機側翻時。 新西蘭死亡事故中涉及的拖拉機有一半翻轉了 180°。

                                                                                                                      對西德翻車死亡事故與農用拖拉機型號年份之間相關性的研究(Springfeldt,1993 年)表明,1 年之前製造的 10,000 台未受保護的舊拖拉機中有 1957 台涉及翻車事故。 在 1970 年及以後生產的具有規定 ROPS 的拖拉機中,1 台拖拉機中有 25,000 台發生翻車事故。 在 1980 年至 1985 年期間西德發生的致命拖拉機翻車事故中,三分之二的受害者是被從他們的保護區拋出,然後被拖拉機碾過或撞到 (Springfeldt 1993)。 在非致命的翻車事故中,四分之一的司機被從駕駛座上拋下但沒有被碾過。 很明顯,如果駕駛員被拋出保護區(類似於車禍),死亡風險會增加。 大多數涉及的拖拉機都有一個雙柱弓(圖 1 C),不能防止駕駛員被拋出。 在少數情況下,ROPS 曾發生破損或嚴重變形。

                                                                                                                      Springfeldt(100,000)計算了一些國家不同時期每1993輛拖拉機受傷的相對頻率和死亡率的降低。 ROPS 在減少拖拉機翻車事故傷害方面的有效性已在瑞典得到證實,在過去的三十年(100,000 年至 17 年)期間,每 0.3 輛拖拉機的死亡人數從大約 1960 人減少到 1990 人(圖 2)。 在此期間結束時,估計大約 98% 的拖拉機都安裝了 ROPS,主要採用防壓駕駛室的形式(圖 1 A)。 在挪威,在相似時期內,每 24 輛拖拉機的死亡人數從大約 4 人減少到 100,000 人。 然而,芬蘭和新西蘭的成績更差。

                                                                                                                      圖 2. 100,000 年至 1957 年間瑞典每 1990 輛拖拉機因翻車造成的傷害

                                                                                                                      ACC060F2

                                                                                                                      防止翻車受傷

                                                                                                                      拖拉機的翻車風險最大; 然而,在農業和林業工作中,幾乎沒有辦法防止拖拉機翻車。 通過在拖拉機和具有潛在翻車危險的那些類型的土方機械上安裝 ROPS,可以降低人身傷害的風險,前提是駕駛員在翻車事件中保持在座位上(Springfeldt 1993)。 翻車事故的發生率在很大程度上取決於使用中的受保護機器的比例和使用的 ROPS 類型。 船首(圖 1 C)提供的保護遠少於駕駛室或車架(Springfeldt 1993)。 最有效的結構是防壓駕駛室,它可以讓司機在翻車時留在車內,受到保護。 (選擇駕駛室的另一個原因是它提供天氣保護。)在翻車過程中將駕駛員保持在 ROPS 保護範圍內的最有效方法是係安全帶,前提是駕駛員在操作設備時使用安全帶。 在某些國家/地區,駕駛員座椅上有信息牌,建議在發生翻車事故時握緊方向盤。 額外的安全措施是設計駕駛室或內部環境以及 ROPS,以防止暴露於危險,例如鋒利的邊緣或突起。

                                                                                                                      在所有國家/地區,移動機械(主要是拖拉機)的翻車都會造成嚴重傷害。 然而,在與機械設計相關的技術規範以及檢查、測試、檢查和營銷的行政程序方面,各國之間存在很大差異。 國際多樣性是這方面安全努力的特徵,可以通過以下考慮來解釋:

                                                                                                                      • 是否存在針對 ROPS 的強制性要求(以法規或立法的形式),或者僅存在建議,或者根本沒有規則
                                                                                                                      • 需要新機器規則和適用於舊設備的規則
                                                                                                                      • 當局進行檢查的可用性以及有利於遵守安全規則的社會壓力和文化氛圍的存在; 在許多國家,對安全準則的遵守情況沒有通過農業工作檢查來檢查
                                                                                                                      • 來自工會的壓力; 然而,應該牢記工人組織對農業工作條件的影響小於其他部門,因為農業中有許多家庭農場
                                                                                                                      • 該國使用的 ROPS 類型
                                                                                                                      • 了解拖拉機司機面臨的風險; 實際問題常常阻礙為信息和教育目的而接觸農民和林業工人
                                                                                                                      • 該國的地理環境,尤其是農業、林業和道路工程所在的地區。

                                                                                                                       

                                                                                                                      安全規定

                                                                                                                      管理 ROPS 要求的規則的性質和一個國家的規則實施程度,對翻車事故,尤其是致命事故有很大影響。 考慮到這一點,國際和國家組織發布的指令、規範和標準推動了更安全機械的發展。 此外,許多國家對 ROPS 採取了嚴格的規定,從而大大減少了翻車傷害。

                                                                                                                      歐洲經濟共同體

                                                                                                                      從 1974 年開始,歐洲經濟共同體 (EEC) 發布了有關輪式農林拖拉機型式認證的指令,並於 1977 年進一步發布了有關 ROPS 的特殊指令,包括它們在拖拉機上的附件(Springfeldt 1993;EEC 1974、1977、1979, 1982 年,1987 年)。 該指令規定了拖拉機製造商的型式批准和認證程序,並且 ROPS 必須通過 EEC 型式批准檢查進行審查。 這些指令已得到所有成員國的接受。

                                                                                                                      一些關於拖拉機 ROPS 的 EEC 指令從 31 年 1995 月 1991 日起被廢除,取而代之的是通用機械指令,該指令適用於那些因其機動性而存在危險的機械(EEC 15)。 輪式拖拉機以及一些容量超過 XNUMX 千瓦的土方機械(即履帶式和輪式裝載機、反鏟裝載機、履帶式拖拉機、鏟運機、平地機和鉸接式自卸車)必須安裝 ROPS。 在翻車的情況下,ROPS 必須為駕駛員和操作員提供足夠的偏轉限制空間(即,在事故期間允許乘員身體在接觸內部元件之前移動的空間)。 製造商或其授權代表有責任進行適當的測試。

                                                                                                                      組織經濟合作與發展

                                                                                                                      1973 年和 1987 年,經濟合作與發展組織 (OECD) 批准了拖拉機測試標準規範(Springfeldt 1993;OECD 1987)。 他們給出了拖拉機的測試結果,並描述了測試設備和測試條件。 這些規範要求測試許多機械部件和功能,例如 ROPS 的強度。 OECD 拖拉機規範描述了在某些類型的拖拉機上測試 ROPS 的靜態和動態方法。 ROPS 可能專門設計用於在拖拉機翻車時保護駕駛員。 必須對要安裝 ROPS 的每種型號的拖拉機進行重新測試。 規範還要求可以在結構上為駕駛員安裝一個或多或少具有臨時性質的天氣保護裝置。 自 1988 年以來,所有 OECD 成員機構都接受了拖拉機規範,但實際上美國和日本也接受在提供安全帶的情況下不符合規範要求的 ROPS(Springfeldt 1993)。

                                                                                                                      國際勞工組織

                                                                                                                      1965 年,國際勞工組織 (ILO) 在其手冊中, 農業工作安全衛生,要求駕駛室或足夠強度的框架充分固定在拖拉機上,以便在拖拉機翻車時為駕駛室內的駕駛員和乘客提供令人滿意的保護(Springfeldt 1993;ILO 1965)。 根據 ILO 操作規範,農用和林業拖拉機應配備 ROPS,以在翻車、物體掉落或負載移位時保護操作員和任何乘客 (ILO 1976)。

                                                                                                                      ROPS 的安裝不應對

                                                                                                                      • 地面和駕駛員位置之間的通道
                                                                                                                      • 使用拖拉機的主要控制裝置
                                                                                                                      • 拖拉機在狹窄環境中的機動性
                                                                                                                      • 可能連接到拖拉機的任何設備的附件或使用
                                                                                                                      • 相關設備的控制和調整。

                                                                                                                       

                                                                                                                      國際和國家標準

                                                                                                                      1981 年,國際標準化組織 (ISO) 發布了農林用拖拉機和機械標準 (ISO 1981)。 該標準描述了 ROPS 的靜態測試方法並規定了驗收條件。 該標準已獲得22個國家成員機構的批准; 但是,加拿大和美國以技術為由表示不贊成該文件。 北美汽車工程師協會 (SAE) 於 1974 年發布的標準和推薦做法包含對用於建築業的輪式農用拖拉機和工業拖拉機、輪胎式鏟運機、前端裝載機、推土機、履帶式裝載機的 ROPS 的性能要求和平地機(SAE 1974 和 1975)。 該標準的內容已被美國和加拿大的艾伯塔省和不列顛哥倫比亞省採納為法規。

                                                                                                                      規則與合規

                                                                                                                      OECD 規範和國際標準涉及 ROPS 的設計和構造以及對其強度的控制,但沒有權力要求將這種保護付諸實踐(OECD 1987;ISO 1981)。 歐洲經濟共同體還提議拖拉機和土方機械配備防護裝置(EEC 1974-1987)。 EEC 指令的目的是在製造階段的新機械安全方面實現國家實體之間的統一。 成員國有義務遵循指令並出台相應的規定。 從 1996 年開始,EEC 成員國打算頒布法規,要求新的拖拉機和土方機械安裝 ROPS。

                                                                                                                      1959 年,瑞典成為第一個要求新拖拉機採用 ROPS 的國家(Springfeldt 1993)。 十年後,相應的要求在丹麥和芬蘭生效。 隨後,在 1970 年代和 1980 年代,英國、西德、新西蘭、美國、西班牙、挪威、瑞士等國家對新型拖拉機實施了 ROPS 強制要求。 在除美國以外的所有這些國家中,規則在幾年後擴展到舊拖拉機,但這些規則並不總是強制性的。 在瑞典,所有拖拉機都必須配備防護駕駛室,在英國,這一規定僅適用於農業工人使用的所有拖拉機 (Springfeldt 1993)。 在丹麥、挪威和芬蘭,所有拖拉機都必須至少配備一個車架,而在美國和澳大利亞各州,車頭是可以接受的。 在美國,拖拉機必須係安全帶。

                                                                                                                      在美國,1972 年之前製造並用於建築工程的物料搬運機械必須配備符合最低性能標準的 ROPS(美國國家事務局 1975)。 該要求涵蓋的機器包括一些鏟運機、前端裝載機、推土機、履帶式拖拉機、裝載機和平地機。 在大約三年前製造的機器上進行了 ROPS 改造。

                                                                                                                      S總結

                                                                                                                      在對新拖拉機 ROPS 和舊拖拉機改裝 ROPS 有強制性要求的國家,翻車傷害有所減少,尤其是致命的。 很明顯,防壓駕駛室是最有效的 ROPS 類型。 在翻車的情況下,弓提供的保護很差。 許多國家至少在新拖拉機上和 1996 年在土方機械上規定了有效的 ROPS。 儘管如此,一些權威機構似乎接受了不符合 OECD 和 ISO 頒布的此類要求的 ROPS 類型。 預計在全世界範圍內,包括發展中國家,將逐步實現管理 ROPS 規則的更普遍的協調。

                                                                                                                       

                                                                                                                      上一頁

                                                                                                                      週一,4月04 2011 19:04

                                                                                                                      從高處墜落

                                                                                                                      高處墜落是許多行業和職業中都會發生的嚴重事故。 在下列情況下,從高處墜落會導致墜落者與受傷源接觸而造成的傷害:

                                                                                                                      • 人的運動和衝擊力是由重力產生的。
                                                                                                                      • 與受傷源的接觸點低於跌倒開始時支撐人的表面。

                                                                                                                       

                                                                                                                      根據這個定義,可以推測跌倒是不可避免的,因為重力始終存在。 跌倒是一種事故,在某種程度上是可以預測的,發生在所有工業部門和職業中,並且具有很高的嚴重性。 本文討論了減少跌倒次數或至少在跌倒發生時減輕傷害嚴重程度的策略。

                                                                                                                      秋天的高度

                                                                                                                      墜落傷害的嚴重程度與墜落高度有著內在的相關性。 但這只是部分正確:自由落體能量是下落質量乘以墜落高度的乘積,傷害的嚴重程度與衝擊過程中傳遞的能量成正比。 墜落事故的統計數據證實了這種密切的關係,但也表明從低於 3 m 的高度墜落可能是致命的。 對建築中致命跌落的詳細研究表明,10% 的跌落死亡事故發生在 3 m 以下的高度(見圖 1)。 有兩個問題需要討論:3 米的法定限制,以及特定跌倒發生的地點和方式。

                                                                                                                      圖 1. 1985 年至 1993 年美國建築業墜落致死人數和墜落高度

                                                                                                                      ACC080T1

                                                                                                                      在許多國家/地區,當工人面臨超過 3 m 的墜落時,法規強制要求採取墜落保護措施。 簡單的解釋是,低於 3 m 的跌落並不危險。 3 米的限制實際上是社會、政治和實踐共識的結果,即在單層樓的高度工作時不強制要求防止墜落。 即使存在 3 米的強制墜落保護法定限制,也應始終考慮墜落保護。 墜落高度並不是解釋墜落事故嚴重程度和墜落死亡人數的唯一因素; 還必須考慮跌倒的人在哪里以及如何休息。 這導致對高處墜落髮生率較高的工業部門進行分析。

                                                                                                                      跌倒發生的地方

                                                                                                                      高處墜落通常與建築業有關,因為它們在所有死亡人數中所佔比例很高。 例如,在美國,33% 的建築死亡事故是由高處墜落造成的; 在英國,這個數字是52%。 高處墜落也發生在其他工業部門。 採礦和運輸設備製造的高處墜落率很高。 在魁北克,許多礦山都是陡峭、狹窄的礦脈、地下礦山,所有事故中有 20% 是從高處墜落。 飛機、卡車和火車車廂等運輸設備的製造、使用和維護是高墜落事故發生率的活動(表 1)。 該比例因國家的工業化水平、氣候等因素而異; 但是從高處墜落確實發生在所有部門,造成類似的後果。


                                                                                                                      表 1. 高處墜落:魁北克 1982-1987

                                                                                                                                                     從高處墜落 在所有事故中從高處墜落
                                                                                                                                                     每 1,000 名工人

                                                                                                                      建築業 14.9 10.1%

                                                                                                                      重工業 7.1 3.6%


                                                                                                                      考慮到墜落高度後,下一個重要問題是如何阻止墜落。 即使跌落高度小於 3 m,掉入熱液體、帶電鐵軌或岩石破碎機中也可能致命。

                                                                                                                      跌倒的原因

                                                                                                                      到目前為止,已經表明跌倒發生在所有經濟部門,即使高度小於 3 m。 但為什麼 do 人類墮落? 跌倒可能涉及許多人為因素。 廣泛的因素分組在概念上簡單且在實踐中有用:

                                                                                                                      機會 跌倒是由環境因素決定的,並導致最常見的跌倒類型,即導致從等級跌落的絆倒或滑倒。 其他跌倒機會與年級以上的活動有關。

                                                                                                                      負債 跌倒是許多急性和慢性疾病中的一種或多種。 與跌倒相關的特定疾病通常會影響神經系統、循環系統、肌肉骨骼系統或這些系統的組合。

                                                                                                                      傾向 跌倒是由普遍的、內在的退化變化引起的,這些退化變化是正常衰老或衰老的特徵。 在跌倒中,保持直立姿勢或姿勢穩定性的能力是由於綜合傾向、責任和機會而失敗的功能。

                                                                                                                      姿勢穩定性

                                                                                                                      跌倒是由於姿勢穩定性無法使人保持直立姿勢而引起的。 姿勢穩定性是一個系統,由許多對外部擾動力(尤其是重力)的快速調整組成。 這些調整主要是反射動作,輔之以大量反射弧,每個反射弧都有其感覺輸入、內部整合連接和運動輸出。 感官輸入包括:視覺、檢測空間位置的內耳機制、檢測皮膚壓力刺激的體感裝置,以及承重關節的位置。 看來視覺感知起著特別重要的作用。 人們對脊髓或大腦的正常綜合結構和功能知之甚少。 反射弧的運動輸出成分是肌肉反應。

                                                                                                                      願景

                                                                                                                      最重要的感官輸入是視覺。 兩種視覺功能與姿勢穩定性和步態控制有關:

                                                                                                                      • 什麼是垂直什麼是水平的感知是空間定位的基礎
                                                                                                                      • 在雜亂的環境中檢測和區分物體的能力。

                                                                                                                       

                                                                                                                      另外兩個視覺功能很重要:

                                                                                                                      • 能夠穩定眼睛指向的方向,從而在我們移動和固定視覺參考點時穩定周圍的世界
                                                                                                                      • 在大範圍內註視和追尋特定對象的能力(“密切關注”); 此功能需要相當大的注意力,並導致任何其他同時進行的、需要注意力的任務的性能下降。

                                                                                                                       

                                                                                                                      姿勢不穩定的原因

                                                                                                                      三種感覺輸入是相互作用和相互關聯的。 一種輸入的缺失——和/或錯誤輸入的存在——會導致姿勢不穩定甚至跌倒。 什麼會導致不穩定?

                                                                                                                      願景

                                                                                                                      • 沒有垂直和水平參考——例如,建築物頂部的連接器
                                                                                                                      • 缺乏穩定的視覺參考——例如,橋下流動的水和移動的云不是穩定的參考
                                                                                                                      • 為工作目的固定一個特定的物體,這會削弱其他視覺功能,例如在雜亂的環境中檢測和辨別可能導致絆倒的物體的能力
                                                                                                                      • 移動背景或參考中的移動物體——例如,由起重機移動的結構鋼部件,以移動的云作為背景和視覺參考。

                                                                                                                       

                                                                                                                      內耳

                                                                                                                      • 將人的頭朝下倒置,同時水平平衡系統在水平方向上處於最佳性能
                                                                                                                      • 乘坐加壓飛機旅行
                                                                                                                      • 非常快的運動,例如在過山車中
                                                                                                                      • 疾病。

                                                                                                                       

                                                                                                                      體感器具(皮膚壓力刺激和負重關節位置)

                                                                                                                      • 一隻腳站立
                                                                                                                      • 長時間保持固定姿勢會導致四肢麻木——例如,跪下
                                                                                                                      • 僵硬的靴子
                                                                                                                      • 四肢很冷。

                                                                                                                       

                                                                                                                      馬達輸出

                                                                                                                      • 四肢麻木
                                                                                                                      • 疲倦的肌肉
                                                                                                                      • 疾病、傷害
                                                                                                                      • 老化、永久性或暫時性殘疾
                                                                                                                      • 笨重的衣服

                                                                                                                       

                                                                                                                      姿勢穩定性和步態控制是人類非常複雜的反應。 輸入的任何擾動都可能導致跌倒。 本節中描述的所有擾動在工作場所都很常見。 因此,跌倒在某種程度上是自然的,因此必須預防。

                                                                                                                      防墜落策略

                                                                                                                      如前所述,跌倒的風險是可以識別的。 因此,跌倒是可以預防的。 圖 2 顯示了必須讀取儀表的非常常見的情況。 第一個插圖顯示了一種傳統情況:壓力計安裝在沒有通道的儲罐頂部。在第二個插圖中,工人通過爬上幾個箱子臨時搭建了一個通道:危險情況。 第三,工人使用梯子; 這是一個改進。 然而,梯子並不是永久固定在水箱上的; 因此,當需要讀數時,梯子可能正在工廠的其他地方使用。 像這樣的情況是可能的,在梯子或水箱上增加防墜落設備,並且工人佩戴全身式安全帶並使用系在錨上的繫索。 高處墜落的危險仍然存在。

                                                                                                                      圖 2. 讀數儀表的安裝

                                                                                                                      ACC080F1

                                                                                                                      在第四個插圖中,使用樓梯、平台和護欄提供了一種改進的通道; 好處是降低了跌倒的風險並增加了閱讀的便利性(舒適度),從而減少了每次閱讀的時間並提供了穩定的工作姿勢,從而可以更精確地閱讀。

                                                                                                                      正確的解決方案如上圖所示。 在設施的設計階段,維護和操作活動得到認可。 安裝了儀表,以便可以在地面上讀取。 不可能從高處墜落:因此,危險被消除了。

                                                                                                                      該策略強調通過使用適當的通道(例如,腳手架、梯子、樓梯)來預防跌倒(Bouchard 1991)。 如果無法防止墜落,則必須使用防墜落系統(圖 3)。 為了有效,必須規劃防墜落系統。 錨固點是一個關鍵因素,必須預先設計。 防墜落系統必須高效、可靠且舒適; 在 Arteau、Lan 和 Corbeil(即將出版)和 Lan、Arteau 和 Corbeil(即將出版)中給出了兩個例子。 表 2 中給出了典型的防墜落和防墜落系統示例。Sulowski 1991 中詳細介紹了防墜落系統和組件。

                                                                                                                      圖 3. 跌倒預防策略

                                                                                                                      ACC080F6

                                                                                                                       

                                                                                                                      表 2. 典型的防墜落和防墜落系統

                                                                                                                       

                                                                                                                      防墜落系統

                                                                                                                      墮落逮捕系統

                                                                                                                      集體保護

                                                                                                                      護欄欄杆

                                                                                                                      安全網

                                                                                                                      個人防護

                                                                                                                      行程限制系統 (TRS)

                                                                                                                      線束、掛繩、能量吸收器固定裝置等。

                                                                                                                       

                                                                                                                      重視預防不是意識形態的選擇,而是現實的選擇。 表 3 顯示了防墜落和防墜落(傳統的 PPE 解決方案)之間的區別。

                                                                                                                      表 3. 防墜落和防墜落之間的區別

                                                                                                                       

                                                                                                                      預防

                                                                                                                      逮捕

                                                                                                                      跌倒發生

                                                                                                                      沒有

                                                                                                                      典型設備

                                                                                                                      護欄

                                                                                                                      安全帶、繫索、能量吸收器和固定裝置(防墜落系統)

                                                                                                                      設計載荷(力)

                                                                                                                      水平施加 1 至 1.5 kN,垂直施加 0.45 kN——均在上軌的任何一點

                                                                                                                      錨固點的最小破斷強度

                                                                                                                      18 至 22 千牛

                                                                                                                      載入中

                                                                                                                      靜止

                                                                                                                      動態

                                                                                                                       

                                                                                                                      對於雇主和設計師來說,構建防墜落系統更容易,因為它們的最低斷裂強度要求比防墜落系統低 10 到 20 倍。 例如,護欄的最小破斷強度要求約為 1 kN,一個大個子的重量,而單個防墜落系統的錨固點的最小破斷強度要求可能為 20 kN,兩個小的重量汽車或 1 立方米的混凝土。 有了預防,就不會發生跌倒,也就不存在受傷的風險。 防墜落時,確實會發生墜落,即使被阻止,也存在受傷的殘餘風險。

                                                                                                                       

                                                                                                                      上一頁

                                                                                                                      週一,4月04 2011 19:18

                                                                                                                      密閉空間

                                                                                                                      作為致命和非致命事故的反復發生地點,密閉空間在整個行業中無處不在。 期限 封閉的空間 傳統上用於標記特定結構,例如水箱、容器、坑、下水道、料斗等。 然而,以這種方式基於描述的定義過於嚴格,無法直接外推到發生過事故的結構。 人們工作的任何結構都可能是或可能成為密閉空間。 密閉空間可以很大,也可以很小。 該術語實際描述的是可能發生各種危險情況的環境。 這些條件包括個人限制,以及結構、工藝、機械、散裝或液體材料、大氣、物理、化學、生物、安全和人體工程學危害。 這些危險產生的許多情況並非密閉空間所獨有,而是因密閉空間邊界表面的參與而加劇。

                                                                                                                      密閉空間比普通工作空間危險得多。 看似微小的條件變化可能會立即將這些工作空間的狀態從無害變為危及生命。 這些情況可能是短暫且微妙的,因此難以識別和解決。 涉及密閉空間的工作通常發生在施工、檢查、維護、改造和修復期間。 這項工作是非常規的、持續時間短、非重複性和不可預測的(通常發生在下班時間或單位停止服務時)。

                                                                                                                      密閉空間事故

                                                                                                                      涉及密閉空間的事故與發生在正常工作場所的事故不同。 在空間準備、設備選擇或維護或工作活動中看似很小的錯誤或疏忽都可能引發事故。 這是因為在這些情況下對錯誤的容忍度低於正常的工作場所活動。

                                                                                                                      密閉空間事故受害者的職業跨越職業範圍。 正如預料的那樣,雖然大多數是工人,但受害者還包括工程技術人員、主管和經理以及應急響應人員。 安全和工業衛生人員也曾捲入密閉空間事故。 關於密閉空間事故的唯一數據來自美國,而且這些數據僅涵蓋致命事故 (NIOSH 1994)。 在世界範圍內,這些事故每年在工業、農業和家庭中造成約 200 名受害者(Reese 和 Mills 1986)。 這充其量只是基於不完整數據的猜測,但它似乎適用於今天。 大約三分之二的事故是由於密閉空間內的危險大氣條件造成的。 其中大約 70% 在進入和開始工作之前就存在危險情況。 有時,這些事故會導致多人死亡,其中一些是原始事故和隨後的救援嘗試造成的。 救援嘗試發生的高度緊張條件通常使潛在救援者比最初的受害者面臨更大的風險。

                                                                                                                      涉及在限制危險氣氛的結構外部工作的事故的原因和結果與發生在密閉空間內的事故相似。 在美國,大約一半的致命焊接和切割事故是由涉及密閉大氣的爆炸或火災引起的。 這些事故中約有 16% 涉及“空”205 升(英國 45 加侖,美國 55 加侖)圓桶或容器 (OSHA 1988)。

                                                                                                                      密閉空間的識別

                                                                                                                      對密閉空間致命事故的回顧表明,防止不必要遭遇的最佳方法是擁有知情且訓練有素的員工隊伍以及危險識別和管理計劃。 培養使主管和工人能夠識別潛在危險條件的技能也很重要。 該計劃的一個貢獻者是準確、最新的密閉空間清單。 這包括空間類型、位置、特徵、內容、危險條件等。 在許多情況下,密閉空間無法清點,因為它們的數量和類型不斷變化。 另一方面,過程操作中的密閉空間很容易識別,但幾乎始終保持封閉且無法進入。 在某些情況下,某個空間可能在某一天被視為密閉空間,而在下一天就不會被視為密閉空間。

                                                                                                                      識別密閉空間的一個好處是可以給它們貼上標籤。 標籤可以使工人將術語聯繫起來 封閉的空間 到他們工作地點的設備和結構。 標籤過程的缺點包括:(1) 標籤可能會消失在充滿其他警告標籤的景觀中; (2) 擁有許多密閉空間的組織在標記這些空間時會遇到很大困難; (3) 在密閉空間人口動態的情況下,標籤幾乎沒有什麼好處; (4) 依賴標籤進行識別會導致依賴。 密閉空間可能會被忽視。

                                                                                                                      危害評估

                                                                                                                      密閉空間過程中最複雜和困難的方面是危險評估。 危險評估確定危險和潛在危險條件,並評估風險水平和可接受性。 危險評估之所以困難,是因為許多危險條件會產生急性或創傷性傷害,難以識別和評估,並且經常隨著條件的變化而變化。 因此,在準備進入空間期間消除或減輕危險對於最大限度地降低工作期間的風險至關重要。

                                                                                                                      危害評估可以對特定時刻特定情況的關注程度提供定性估計(表 1)。 每個類別中的關注範圍從最小到最大。 類別之間的比較是不合適的,因為最大的關注程度可能會有很大差異。

                                                                                                                      表 1. 危險條件評估樣本表

                                                                                                                      危險情況

                                                                                                                      真實或潛在的後果

                                                                                                                       

                                                                                                                      中度

                                                                                                                      高溫作業

                                                                                                                           

                                                                                                                      大氣危害

                                                                                                                           

                                                                                                                      缺氧

                                                                                                                           

                                                                                                                      富氧

                                                                                                                           

                                                                                                                      化學

                                                                                                                           

                                                                                                                      生物

                                                                                                                           

                                                                                                                      火災爆炸

                                                                                                                           

                                                                                                                      攝入/皮膚接觸

                                                                                                                           

                                                                                                                      物理試劑

                                                                                                                           

                                                                                                                      噪音/振動

                                                                                                                           

                                                                                                                      熱/冷應激

                                                                                                                           

                                                                                                                      非/電離輻射

                                                                                                                           

                                                                                                                      激光

                                                                                                                           

                                                                                                                      個人禁閉

                                                                                                                           

                                                                                                                      機械危險

                                                                                                                           

                                                                                                                      工藝危害

                                                                                                                           

                                                                                                                      安全隱患

                                                                                                                           

                                                                                                                      結構

                                                                                                                           

                                                                                                                      吞沒/沉浸

                                                                                                                           

                                                                                                                      糾葛

                                                                                                                           

                                                                                                                      電動

                                                                                                                           

                                                                                                                      下降

                                                                                                                           

                                                                                                                      滑倒/絆倒

                                                                                                                           

                                                                                                                      能見度/光照水平

                                                                                                                           

                                                                                                                      爆炸性/內爆性

                                                                                                                           

                                                                                                                      熱/冷表面

                                                                                                                           

                                                                                                                      NA = 不適用。 某些術語的含義,例如 有毒物質, 缺氧, 富氧、機械危害等等,需要根據特定司法管轄區存在的標准進行進一步規範。

                                                                                                                       

                                                                                                                      表 1 中的每個條目都可以擴展以提供有關存在問題的危險情況的詳細信息。 還可以提供詳細信息,以消除不存在問題的進一步考慮的類別。

                                                                                                                       

                                                                                                                      危險識別和評估成功的基礎是 合格人員. 根據經驗、教育和/或專業培訓,合格人員被認為有能力預測、識別和評估暴露於危險物質或其他不安全條件,並指定控制措施和/或保護措施。 也就是說,合格人員應該知道在涉及密閉空間內工作的特定情況下需要什麼。

                                                                                                                      應針對密閉空間運行週期中的以下每個部分(視情況而定)進行危害評估:未受干擾空間、進入前準備、工作前檢查工作活動(McManus,手稿)和應急響應。 在這些部分中的每一個部分都發生了致命事故。 未受干擾的空間是指在一次進入後關閉與下一次準備開始之間建立的現狀。 進入前準備是為進入和工作提供安全空間而採取的行動。 工作前檢查是對空間的初始進入和檢查,以確保開始工作是安全的。 (某些司法管轄區要求這種做法。)工作活動是參賽者要執行的個人任務。 應急響應是在需要救援工人或發生其他緊急情況時的活動。 在工作活動開始時仍然存在的危險或由此產生的危險決定了需要應急準備和響應的可能事故的性質。

                                                                                                                      對每個部分進行危害評估是必不可少的,因為重點在不斷變化。 例如,在進入前準備之後,對特定條件的關注程度可能會消失; 但是,由於在密閉空間內外發生的活動,這種情況可能會再次出現或出現新的情況。 出於這個原因,僅根據對開業前甚至開業條件的評估來評估對危險狀況的關注程度一直是不合適的。

                                                                                                                      儀器和其他監測方法用於確定密閉空間內和周圍存在的一些物理、化學和生物製劑的狀態。 可能需要在進入之前、進入期間或工作活動期間進行監控。 上鎖/掛牌和其他程序技術用於停用能源。 使用盲板、塞子和蓋帽以及雙關斷和排放或其他閥門配置進行隔離可防止物質通過管道進入。 通常需要使用風扇和噴射器進行通風,以提供安全的工作環境,無論是否使用經批准的呼吸保護裝置。 其他條件的評估和控制取決於合格人員的判斷。

                                                                                                                      該過程的最後一部分是關鍵部分。 合格人員必須決定與進入和工作相關的風險是否可以接受。 通過控制可以最好地確保安全。 如果可以控制危險和潛在危險的情況,則不難做出決定。 感知控制水平越低,對突發事件的需求就越大。 唯一的其他選擇是禁止進入。

                                                                                                                      進入控制

                                                                                                                      管理現場密閉空間活動的傳統方法是進入許可和現場合格人員。 任何一個系統都需要合格人員與參賽者、待命人員、應急人員和現場管理人員之間明確的權力、責任和問責制。

                                                                                                                      入境文件的功能是通知和記錄。 表 2(下表)提供了執行危害評估和記錄結果的正式基礎。 當編輯為僅包含與特定情況相關的信息時,這將成為入境許可或入境證書的基礎。 入境許可證最有效的總結是記錄所執行的行動,並在例外情況下表明需要採取進一步的預防措施。 入境許可證應由合格人員簽發,如果情況發生變化,合格人員也有權取消許可證。 許可證的頒發者應獨立於監管層級,以避免潛在的壓力來加快工作的進行。 許可證規定了要遵循的程序以及進入和工作可以進行的條件,並記錄了測試結果和其他信息。 簽署的許可證張貼在空間的入口或入口處,或者由公司或監管機構指定。 它會一直張貼,直到它被取消、被新許可證取代或工作完成。 入境許可在工作完成後成為記錄,必須按照監管部門的要求留存備案。

                                                                                                                      許可證制度在根據以往經驗已知危險情況並且已嘗試並證明有效的控制措施的情況下最有效。 許可證制度使專家資源能夠以有效的方式分配。 許可證的限制出現在以前未被識別的危險存在的地方。 如果沒有現成的合格人員,則這些問題可能仍未得到解決。

                                                                                                                      進入證書為進入控制提供了另一種機制。 這需要現場合格人員提供識別、評估和評估以及危害控制方面的實踐專業知識。 另一個優勢是能夠在短時間內響應問題並解決意外危險。 一些司法管轄區要求合格人員在工作開始前對空間進行個人目視檢查。 在對空間進行評估並實施控制措施後,合格人員會頒發一份證書,說明空間的狀態和工作可以進行的條件 (NFPA 1993)。 這種方法非常適合具有大量密閉空間或條件或空間配置可能發生快速變化的操作。

                                                                                                                       


                                                                                                                       

                                                                                                                      表 2. 入境許可樣本

                                                                                                                      美國廣播公司

                                                                                                                      密閉空間——進入許可

                                                                                                                      1. 描述性信息

                                                                                                                      部門:

                                                                                                                      地點:

                                                                                                                      建築/商店:

                                                                                                                      設備/空間:

                                                                                                                      部分:

                                                                                                                      日期:                                                 評估員:

                                                                                                                      時間:                                           任職資格:

                                                                                                                      2. 相鄰空間

                                                                                                                      空間:

                                                                                                                      描述:

                                                                                                                      內容:

                                                                                                                      過程:

                                                                                                                      3. 工作前條件

                                                                                                                      大氣危害

                                                                                                                      缺氧                       是  沒有  控制

                                                                                                                      濃度:(可接受的最小值:%)

                                                                                                                      富氧                     是  沒有  控制

                                                                                                                      濃度:(可接受的最大值:%)

                                                                                                                      化工                                      是  沒有  控制

                                                                                                                      物質濃度(可接受標準: )

                                                                                                                      生物                                      是  沒有  控制

                                                                                                                      物質濃度(可接受標準: )

                                                                                                                      火災爆炸                              是  沒有  控制

                                                                                                                      物質濃度(可接受的最大值:% LFL)

                                                                                                                      攝入/皮膚接觸危險   是  沒有  控制

                                                                                                                      物理代理

                                                                                                                      噪音/振動                            是  沒有  控制

                                                                                                                      級別:(可接受的最大值:dBA)

                                                                                                                      熱/冷應激                         是  沒有  控制

                                                                                                                      溫度:(可接受範圍:)

                                                                                                                      非/電離輻射                 是  沒有  控制

                                                                                                                      類型級別(可接受的最大值:)

                                                                                                                      激光                                            是  沒有  控制

                                                                                                                      類型級別(可接受的最大值:)

                                                                                                                      個人坐月子
                                                                                                                      (請參閱糾正措施。)         是  沒有  控制

                                                                                                                      機械危險
                                                                                                                      (請參閱程序。)                   是  沒有  控制

                                                                                                                      過程危害
                                                                                                                      (請參閱程序。)                   是  沒有  控制

                                                                                                                      美國廣播公司

                                                                                                                      密閉空間——進入許可

                                                                                                                      安全隱患

                                                                                                                      結構性危險
                                                                                                                      (請參閱糾正措施。)          是  沒有  控制

                                                                                                                      吞沒/沉浸
                                                                                                                      (請參閱糾正措施。)          是  沒有  控制

                                                                                                                      糾葛
                                                                                                                      (請參閱糾正措施。)          是  沒有  控制

                                                                                                                      電器類
                                                                                                                      (請參閱程序。)                    是  沒有  控制

                                                                                                                      下降
                                                                                                                      (請參閱糾正措施。)          是  沒有  控制

                                                                                                                      滑倒/絆倒
                                                                                                                      (請參閱糾正措施。)          是  沒有  控制

                                                                                                                      能見度/光照水平                          是  沒有  控制

                                                                                                                      等級:(可接受範圍:lux)

                                                                                                                      爆炸性/爆炸性
                                                                                                                      (請參閱糾正措施。)           是  沒有  控制

                                                                                                                      熱/冷表面
                                                                                                                      (請參閱糾正措施。)           是  沒有  控制

                                                                                                                      對於突出顯示的框中的條目,是或受控,請提供更多詳細信息並參考保護措施。 對於可以進行測試的危害,請參閱測試要求。 提供最近校準的日期。 可接受的最大值、最小值、範圍或標準取決於管轄區。

                                                                                                                      四、工作程序

                                                                                                                      描述:

                                                                                                                      熱門作品
                                                                                                                      (參考保護措施。)            是  沒有  控制

                                                                                                                      大氣危害

                                                                                                                      缺氧 

                                                                                                                      (請參閱附加測試的要求。記錄結果。 
                                                                                                                      防護措施見要求。)

                                                                                                                      濃度:                                    是  沒有  控制

                                                                                                                                                                                  (可接受的最小值:%)

                                                                                                                      富氧                           

                                                                                                                      (請參閱附加測試的要求。記錄結果。
                                                                                                                      防護措施見要求。)                                    

                                                                                                                      濃度:                                   是  沒有  控制

                                                                                                                                                                                 (可接受的最大值:%)

                                                                                                                      化工              

                                                                                                                      (請參閱附加測試的要求。記錄結果。請參閱要求
                                                                                                                      保護措施。)
                                                                                                                      物質濃度                  是  沒有  控制

                                                                                                                                                                                 (可接受的標準:)

                                                                                                                      生物             

                                                                                                                      (請參閱附加測試的要求。記錄結果。請參閱要求
                                                                                                                      保護措施。)
                                                                                                                      物質濃度                 是  沒有  控制

                                                                                                                                                                                (可接受的標準:)

                                                                                                                      火災爆炸             

                                                                                                                      (請參閱附加測試的要求。記錄結果。請參閱要求
                                                                                                                      保護措施。)
                                                                                                                      物質濃度                 是  沒有  控制

                                                                                                                                                                                (可接受的標準:)

                                                                                                                      攝入/皮膚接觸危險         是  沒有  控制

                                                                                                                      (參見保護措施要求。)                      

                                                                                                                      美國廣播公司

                                                                                                                      密閉空間——進入許可

                                                                                                                      物理代理

                                                                                                                      噪音/振動             

                                                                                                                      (請參閱保護措施要求。請參閱要求
                                                                                                                      額外的測試。 記錄結果。)
                                                                                                                      等級:                                                是  沒有  控制

                                                                                                                                                                               (可接受的最大值:dBA)

                                                                                                                      熱/冷應激           

                                                                                                                      (請參閱保護措施要求。請參閱要求
                                                                                                                      額外的測試。 記錄結果。)
                                                                                                                      溫度:                                    是  沒有  控制

                                                                                                                                                                                (可接受範圍: )

                                                                                                                      非/電離輻射            

                                                                                                                      (請參閱保護措施要求。請參閱要求
                                                                                                                      額外的測試。 記錄結果。)
                                                                                                                      類型級別                                        是  沒有  控制

                                                                                                                                                                                (可接受的最大值:)

                                                                                                                      激光
                                                                                                                      (參見保護措施要求。)            是  沒有  控制

                                                                                                                      機械危險
                                                                                                                      (參見保護措施要求。)            是  沒有  控制

                                                                                                                      過程危害

                                                                                                                      (參見保護措施要求。)           是  沒有  控制

                                                                                                                      安全隱患

                                                                                                                      結構性危險
                                                                                                                      (參見保護措施要求。)            是  沒有  控制

                                                                                                                      吞沒/沉浸
                                                                                                                      (參見保護措施要求。)           是  沒有  控制

                                                                                                                      糾葛
                                                                                                                      (參見保護措施要求。)            是  沒有  控制

                                                                                                                      電器類
                                                                                                                      (參見保護措施要求。)           是  沒有  控制

                                                                                                                      下降
                                                                                                                      (參見保護措施要求。)            是  沒有  控制

                                                                                                                      滑倒/絆倒
                                                                                                                      (參見保護措施要求。)            是  沒有  控制

                                                                                                                      能見度/光照水平
                                                                                                                      (參見保護措施要求。)            是  沒有  控制

                                                                                                                      爆炸性/爆炸性
                                                                                                                      (參見保護措施要求。)             是  沒有  控制

                                                                                                                      熱/冷表面
                                                                                                                      (參見保護措施要求。)            是  沒有  控制

                                                                                                                      對於突出顯示框中的條目,是或可能,請提供更多詳細信息並參考保護
                                                                                                                      措施。 對於可以進行測試的危害,請參閱測試要求。 提供日期
                                                                                                                      最近的校準。

                                                                                                                      保護措施

                                                                                                                      個人防護裝備(請註明)

                                                                                                                      通訊設備和程序(具體說明)

                                                                                                                      警報系統(指定)

                                                                                                                      救援設備(請註明)

                                                                                                                      通風(指定)

                                                                                                                      照明(指定)

                                                                                                                      其他說明)

                                                                                                                      (下一頁繼續)

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                                                                                                                      密閉空間——進入許可

                                                                                                                      測試要求

                                                                                                                      指定測試要求和頻率

                                                                                                                      工作人員

                                                                                                                      入境主管

                                                                                                                      始發主管

                                                                                                                      授權參賽者

                                                                                                                      檢測人員

                                                                                                                      服務員

                                                                                                                       

                                                                                                                      上一頁

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                                                                                                                      材料處理活動中的這種高事故可能性至少歸因於三個基本特徵:

                                                                                                                      • 在運輸和處理過程中會發現大量的勢能和動能,有可能造成傷害和損壞。
                                                                                                                      • 運輸和處理工作場所所需的人員數量仍然相對較多,而且他們經常面臨與此類場所相關的風險。
                                                                                                                      • 每當必須同時執行多個動態操作並需要在不同環境中進行協作時,就特別迫切需要清晰及時的溝通和信息。 因此,許多類型的人為錯誤和疏忽的高責任可能會造成危險情況。

                                                                                                                       

                                                                                                                      材料處理事故

                                                                                                                      每次人員或機器移動負載時,都會存在事故風險。 風險的大小取決於系統的技術和組織特徵、環境和實施的事故預防措施。 出於安全目的,將材料處理描述為一個系統是有用的,其中各種元素相互關聯(圖 1)。 當系統的任何元素——設備、貨物、程序、環境、人員、管理和組織——發生變化時,受傷的風險也可能發生變化。

                                                                                                                      圖 1. 物料搬運系統

                                                                                                                      ACC220F1

                                                                                                                      事故中最常見的物料搬運和內部交通類型與人工搬運、手動運輸和移動(手推車、自行車等)、卡車、叉車、起重機和起重機、輸送機和鐵路運輸有關。

                                                                                                                      在工作場所的物料運輸和處理過程中,經常會發生幾種類型的事故。 以下列表概述了最常見的類型:

                                                                                                                      • 體力勞動中的體力勞動
                                                                                                                      • 重物落在人身上
                                                                                                                      • 人們被困在物體之間
                                                                                                                      • 設備之間的碰撞
                                                                                                                      • 人們墜落
                                                                                                                      • 設備或負載對人的撞擊、打擊和割傷。

                                                                                                                       

                                                                                                                      物料搬運系統的要素

                                                                                                                      對於物料搬運系統中的每個元素,都有多種設計選項可供選擇,事故風險也會相應受到影響。 每個元素都必須考慮幾個安全標準。 在系統的整個生命週期中使用系統方法很重要——在新系統的設計過程中,在系統的正常運行過程中,以及在跟進過去的事故和乾擾過程中,以便對系統進行改進。

                                                                                                                      預防的一般原則

                                                                                                                      某些實用的預防原則通常被認為適用於材料處理的安全。 這些原則可以應用於一般意義上的手動和機械材料處理系統,也可以應用於工廠、倉庫或建築工地。 許多不同的原則必須應用於同一個項目才能獲得最佳的安全結果。 通常,沒有任何一種措施可以完全防止事故發生。 相反,並非所有這些一般原則都是必需的,其中一些可能在特定情況下不起作用。 安全專業人員和材料處理專家應考慮最相關的項目來指導他們在每個特定情況下的工作。 最重要的問題是優化原則以創建安全可行的材料處理系統,而不是解決任何單一的技術原則而排除其他原則。

                                                                                                                      以下 22 條原則可用於材料處理系統在其計劃、當前或歷史階段的開發和評估中的安全目的。 所有原則都適用於主動和事後安全活動。 下面的列表中沒有嚴格的優先順序,但可以做一個粗略的劃分:第一條原則在新工廠佈局和材料處理過程的初始設計中更有效,而列出的最後一條原則更針對現有材料處理系統的操作。

                                                                                                                      物料搬運事故預防二十二原則

                                                                                                                      1. 消除所有不必要的運輸和處理操作。 由於許多運輸和處理過程本身就存在危險,因此考慮是否可以消除某些材料處理是很有用的。 許多現代製造過程可以安排在連續流程中,無需任何單獨的處理和運輸階段。 可以規劃和設計許多裝配和施工操作,以消除費力和復雜的負載移動。 通過分析製造和運輸過程中的物流和物料流,也可以找到更有效和更合理的運輸方案。
                                                                                                                      2. 將人員移出運輸和裝卸空間。 當工人​​不在要移動的負載下方或附近時,安全條件是 事實本身 因減少暴露於危險而得到改善。 人們不得在鋼廠的廢料處理區域工作,因為廢料碎片可能會從用於移動廢料的磁性夾具上掉落,從而存在持續的墜落危險。 惡劣環境中的材料處理通常可以通過使用機器人和自動卡車實現自動化,這種安排可以減少移動負載對工人造成的事故風險。 此外,通過禁止人員不必要地通過裝卸場,基本消除了多種材料處理危害。
                                                                                                                      3. 盡可能將運輸操作彼此隔離,以最大程度地減少相遇。車輛彼此、其他設備和人員相遇的頻率越高,發生碰撞的可能性就越大。 在規劃安全的廠內運輸時,運輸操作的隔離很重要。 有很多隔離需要考慮,比如行人/車輛; 交通繁忙/交通暢通; 內部流量/進出外部的流量; 工作場所之間的運輸/工作場所內的材料處理; 運輸/儲存; 運輸/生產線; 收貨/發貨; 危險品運輸/正常運輸。 當空間隔離不可行時,可以分配特定時間,允許交通工具和行人分別進入工作區域(例如,在向公眾開放的倉庫中)。 如果不能為行人安排單獨的通道,可以用標記和標誌標明行人路線。 進入廠房時,員工應能夠使用單獨的行人門。 如果行人交通和叉車交通在門口混合,它們也往往會在門口之外混合,從而造成危險。 在工廠改造期間,通常需要限制通過正在維修或施工區域的運輸和人員活動。 在橋式起重機運輸中,通過確保起重機軌道不重疊並安裝限位開關和機械屏障可以避免碰撞。
                                                                                                                      4. 為材料處理和運輸操作提供足夠的空間。 用於物料搬運的空間太窄通常會導致事故發生。 例如,在手動搬運過程中,工人的手可能會夾在負載和牆壁之間,或者當沒有 0.5 m 的最小安全距離時,人員可能會被夾在運輸起重機的移動支柱和一堆材料之間。 在工廠設計和改造規劃中應仔細考慮運輸和裝卸操作所需的空間。 預留一些空間的“安全餘量”以適應未來負載尺寸和設備類型的變化是可取的。 通常,製造的產品體積會隨著時間的推移而增加,但處理它們的空間卻越來越小。 儘管對具有成本效益的空間利用的需求可能是最小化生產空間的一個原因,但應該記住,平衡重式叉車轉彎和回溯所需的機動空間比乍看起來要大.
                                                                                                                      5. 以連續的運輸過程為目標,避免材料處理中的不連續點。 連續的材料流動減少了發生事故的可能性。 工廠佈局的基本佈置對於執行此安全原則至關重要。 事故集中發生在因移動和搬運設備更換或生產原因導致物料流中斷的地方。 通常需要人工干預來卸載和重新裝載、緊固、包裝、提升和拖動等。 根據處理的物料,輸送機通常比起重機或叉車提供更連續的物料流。 安排好運輸作業,機動車在廠區內單向循環行駛,不走彎路,不走回頭路。 由於不連續點往往會在部門之間或工作單元之間的邊界線中發展,因此應計劃生產和運輸以避免這種材料移動不受控制的“無人區”。
                                                                                                                      6. 在物料搬運系統中使用標準元件. 出於安全目的,通常最好在材料處理中使用標準的負載、設備和工具。 大多數運輸專業人士都知道單位負載的概念。 當運輸鏈中的其他元素(例如,貨架、叉車、機動車輛和起重機的緊固裝置)專為這些單位負載而設計時,包裝在集裝箱和托盤上的材料更容易連接和移動。 使用具有類似控制裝置的標準類型叉車可降低駕駛員犯錯的可能性,因為當駕駛員從一種設備更換為具有不同控制裝置的另一種設備時,就會發生事故。
                                                                                                                      7. 了解要處理的材料。 了解運輸物料的特性是安全運輸的前提。 為了選擇合適的起重或負載約束,必須考慮要固定以進行起重和運輸的貨物的重量、重心和尺寸。 處理危險材料時,必須提供有關其反應性、易燃性和健康危害的信息。 例如,易碎、鋒利、多塵、易滑、鬆動的物品,或處理易爆材料和活體動物時,會出現特殊危險。 這些包裝通常會為工人提供有關正確處理方法的重要信息,但有時標籤會被移除或保護性包裝會隱藏重要信息。 例如,可能無法查看包裹內物品的分佈情況,從而無法正確評估負載的重心。
                                                                                                                      8. 保持負載低於安全工作負載能力。 過載是物料搬運系統損壞的常見原因。 失去平衡和材料破損是搬運設備超載的典型結果。 吊索和其他起重滑車的安全工作負荷應明確標示,並且必須選擇適當配置的吊索。 當錯誤判斷負載的重量或重心時,可能會發生超載,從而導致負載的緊固和操縱不當。 當使用吊索來搬運負載時,設備操作員應該意識到傾斜的路徑可能會施加足以導致負載掉落或使設備失去平衡的力。 叉車的裝載能力應在設備上標明; 這根據提升高度和負載大小而變化。 如果組件沒有正確設計以防止此類故障,則在遠低於極限斷裂載荷的重複載荷下,可能會因疲勞失效而導致過載。
                                                                                                                      9. 將速度限制設置得足夠低以保持安全移動. 在工作場所行駛的車輛的速度限制從 10 公里/小時到 40 公里/小時(約 5 到 25 英里/小時)不等。 在內部走廊、門口、十字路口和狹窄的過道中需要較低的速度。 稱職的駕駛員可以根據各種情況的需要調整車輛的速度,但建議在關鍵位置設置提醒駕駛員限速的標誌。 例如,遙控移動式起重機的最大速度必須首先通過固定與人類合理步行速度相當的車速來確定,然後考慮同時觀察和控制負載所需的時間,以免超過人類操作員的響應時間。
                                                                                                                      10. 避免在有人在下面工作的區域進行頭頂提升. 材料的高架提升總是會帶來負載掉落的風險。 雖然人們通常不允許在懸掛負載下工作,但在生產中日常將負載運送到人員上方會使他們面臨危險。 叉車運輸到高架和樓層之間的提升是高架提升任務的進一步例子。 如果未安裝防護罩,運輸石頭、焦炭或鑄件的高架輸送機也可能對在下面行走的人構成重物墜落的風險。 在考慮新的高架運輸系統時,應將潛在的較大風險與與地面運輸系統相關的較小風險進行比較。
                                                                                                                      11. 避免需要攀爬和在高處工作的材料處理方法. 當人們不得不爬上去時——例如,解開吊索掛鉤、調整車輛的頂篷或在負載上做標記——他們就有跌倒的風險。 通過更好的規劃、改變工作順序、使用各種起重附件和遙控工具,或者通過機械化和自動化,通常可以避免這種危險。
                                                                                                                      12. 在危險點安裝警衛. 防護裝置應安裝在物料搬運設備的危險點上,例如叉車的鏈條、起重機的繩索驅動裝置和輸送機的誘捕點。 超出範圍的保護往往是不夠的,因為使用梯子等方式可能會到達危險點。 防護裝置還用於防止可能導致傷害的技術故障(例如,起重機滑輪上的鋼絲繩固定器、起重吊鉤中的安全閂鎖以及紡織吊索的保護墊以防止鋒利邊緣)。 安裝在裝載平台和高架儲物架邊緣以及地板開口周圍的護欄和腳趾板可以防止人和物墜落。 當叉車和起重機將材料從一層抬到另一層時,通常需要這種保護。 通過安全網和永久防護裝置(例如傳送帶上的金屬絲網或金屬板蓋),可以保護人們在物料搬運操作中免受墜落物體的傷害。
                                                                                                                      13. 僅使用為此目的設計的設備運輸和提升人員. 起重機、叉車、挖掘機和輸送機是將物料從一個地方移動到另一個地方的機器,而不是人類。 特殊的升降平台可用於提升人員,例如更換天花板上的燈。 如果起重機或叉車配備了可以牢固地連接到設備並滿足適當安全要求的特殊籠子,則可以在沒有過度嚴重傷害風險的情況下提升人員。
                                                                                                                      14. 保持設備和負載穩定. 當設備、貨物或儲物架失去穩定性時,就會發生事故,尤其是在叉車或移動式起重機的情況下。 選擇主動穩定的設備是減少危害的第一步。 此外,建議使用在達到崩潰極限之前發出警告信號的設備。 良好的工作習慣和合格的操作員是預防的下一站。 經驗豐富且訓練有素的員工能夠估計重心並識別材料堆放的不穩定條件,並進行必要的調整。
                                                                                                                      15. 提供良好的知名度. 使用叉車搬運物料時,能見度總是有限的。 購買新設備時,重要的是要評估駕駛員可以透過桅杆結構看到多少東西(對於高起重卡車,還需要評估通過高架框架的視野)。 在任何情況下,所處理的材料都會造成一些能見度損失,並且應該考慮這種影響。 只要有可能,就應該提供清晰的視線——例如,通過移除成堆的貨物或在貨架的關鍵點佈置開口或空置部分。 鏡子可以應用在設備上,在工廠和倉庫的合適位置,使死角更安全。 然而,與實際消除盲角以允許直視相比,鏡子是一種次要的預防手段。 在起重機運輸中,通常需要指派一名特殊的信號員來檢查負載將被降低的區域是否無人居住。 一個好的安全做法是在工作環境中塗上油漆或以其他方式標記危險點和障礙物——例如,柱子、門的邊緣和裝卸碼頭的邊緣、突出的機器元件和設備的移動部件。 適當的照明通常可以顯著提高能見度——例如,在樓梯、走廊和出口處。
                                                                                                                      16. 通過機械和自動化處理消除手動提升和搬運負載. 大約 15% 的工傷涉及手動提升和搬運重物。 大多數傷害是由於過度勞累造成的; 其餘的是滑倒和跌倒以及被鋒利的邊緣造成的手部傷害。 累積性創傷疾病和背部疾病是體力處理工作導致的典型健康問題。 儘管機械化和自動化在很大程度上消除了工業中的人工處理任務,但仍然存在許多工作場所,人們因搬運重物而體力超負荷。 應考慮提供適當的搬運設備,例如起重機、升降平台、升降機、叉車、起重機、傳送帶、碼垛機、機器人和機械手。
                                                                                                                      17. 提供並保持有效的溝通. 嚴重事故的一個常見因素是溝通失敗。 起重機司機必須與固定負載的吊索員溝通,如果司機和裝載機之間的手勢不正確或無線電話的可聽度很低,則可能會導致嚴重錯誤。 物料搬運操作員、生產人員、裝載機、碼頭工人、設備司機和維護人員之間的通信聯繫非常重要。 例如,叉車司機在換班時將叉車交給下一個司機時,必須傳遞有關遇到的任何安全問題的信息,例如,由於堆放材料而導致過道出現死角。 在工作場所作為承包商工作的機動車輛和移動式起重機司機通常不熟悉他們可能遇到的特定風險,因此應該接受特殊指導或培訓。 這可能包括在出入口處提供工廠場所的地圖以及基本的安全工作和駕駛說明。 工作場所交通的交通標誌不如公共道路的交通標誌發達。 然而,道路交通中遇到的許多風險在工廠場所內也很常見。 因此,重要的是為內部交通提供適當的交通標誌,以促進危險警告的傳達,並提醒司機注意可能需要的任何預防措施。
                                                                                                                      18. 根據人體工程學原理安排人機界面和手動操作. 材料處理工作應通過應用人體工程學來適應人們的能力和技能,以避免錯誤和不當的緊張。 起重機和叉車的控制和顯示應符合人們的自然期望和習慣。 在手動處理中,重要的是要確保有足夠的空間供執行任務所需的人體動作使用。 此外,應避免過度吃力的工作姿勢——例如手動將重物舉過頭頂,並且不要超過手動舉重的最大允許重量。 年齡、力量、健康狀況、經驗和人體測量方面的個體差異可能需要相應地修改工作空間和任務。 存儲設施中的訂單揀選是一項任務的示例,其中人體工程學對於安全性和生產力至關重要。
                                                                                                                      19. 提供足夠的培訓和建議. 材料處理任務通常被認為地位太低,無法保證對員工進行任何特殊培訓。 工作場所專業起重機操作員和叉車司機的數量正在減少; 並且有越來越多的趨勢使起重機和叉車駕駛成為工作場所幾乎任何人都應該準備做的工作。 儘管可以通過技術和人體工程學措施減少危險,但操作員的技能對於避免動態工作環境中的危險情況具有最終決定性作用。 事故調查表明,材料處理事故中的許多受害者是自己沒有參與材料處理任務的人。 因此,還應對物料搬運區的旁觀者進行一定程度的培訓。
                                                                                                                      20. 為從事運輸和裝卸工作的人員提供合適的個人服裝. 使用適當的個人防護裝備可以防止多種類型的傷害。 不會導致滑倒的安全鞋、厚手套、安全眼鏡或護目鏡以及安全帽是材料處理任務中佩戴的典型個人防護用品。 當特殊危險需要時,會使用防墜落裝置、呼吸器和特殊安全服。 用於物料搬運的適當工作裝備應提供良好的視野,並且不應包含容易掛在設備上或被移動部件夾住的部件。
                                                                                                                      21. 執行適當的維護和檢查職責. 當因設備故障而發生事故時,往往是由於維護和檢查程序不當造成的。 安全標準和製造商手冊中給出了維護和檢查說明。 偏離給定程序可能會導致危險情況。 物料搬運設備用戶負責日常維護和檢查程序,包括檢查電池、繩索和鏈條傳動裝置、起重滑車、制動器和控制裝置等任務; 清潔窗戶; 並在需要時加油。 更徹底、頻率更低的檢查是定期進行的,例如每週、每月、每半年或每年一次,具體取決於使用條件。 家務管理,包括充分清潔地板和工作場所,對於安全材料處理也很重要。 油膩和潮濕的地板會導致人和卡車滑倒。 只要發現破損的貨盤和儲物架,就應將其丟棄。 在涉及通過輸送機運輸散裝物料的操作中,清除積聚的灰塵和穀物以防止粉塵爆炸和火災非常重要。
                                                                                                                      22. 為環境條件的變化製定計劃。 設備和人適應不同環境條件的能力是有限的。 叉車操作員在從陰暗的大廳穿過門口開到外面陽光明媚的院子時,以及從室外移動到室內時,都需要幾秒鐘的時間來適應。 為了使這些操作更安全,可以在門口設置特殊的照明裝置。 在戶外,起重機經常承受高風荷載,在起重作業中必須考慮到這一點。 在極端風力條件下,必須完全停止使用起重機進行吊裝。 冰雪可能會給必須清潔負載表面的工人帶來大量額外工作。 有時,這也意味著要承擔額外的風險; 例如,在起重過程中,工作是在負載上完成的,甚至是在負載下完成的。 計劃也應涵蓋這些任務的安全程序。 在叉車運輸過程中,結冰的貨物可能會從托盤叉上滑落。 腐蝕性大氣、高溫、霜凍條件和海水會導致材料降解,如果材料的設計不能承受此類條件,則會導致後續故障。

                                                                                                                       

                                                                                                                      上一頁

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                                                                                                                      安全政策、領導力和文化

                                                                                                                      在實現卓越安全的必要條件中,領導和文化主題是兩個最重要的考慮因素。 安全政策可能被視為重要,也可能不被視為重要,這取決於工人對管理層對該政策的承諾和支持是否實際上每天都得到執行的看法。 管理層通常會制定安全政策,但無法確保經理和主管每天在工作中強制執行該政策。

                                                                                                                      安全文化和安全結果

                                                                                                                      我們曾經認為“安全計劃”有某些“基本要素”。 在美國,監管機構就這些要素(政策、程序、培訓、檢查、調查等)提供指導方針。 加拿大的一些省份規定有 20 個基本要素,而英國的一些組織建議在安全計劃中應考慮 30 個基本要素。 在仔細檢查不同基本要素列表背後的基本原理後,很明顯每個列表僅反映過去某個作家(海因里希或伯德)的觀點。 同樣,關於安全編程的規定通常反映了一些早期作者的意見。 這些意見背後很少有任何研究,導致基本要素可能在一個組織中起作用而在另一個組織中不起作用的情況。 當我們真正審視安全系統有效性的研究時,我們開始明白,儘管有許多適用於安全結果的基本要素,但決定任何單個要素是否有效的是工人對文化的看法. 參考文獻中引用了許多研究,得出的結論是安全系統中沒有“必須具備”和“基本”元素。

                                                                                                                      這帶來了一些嚴重的問題,因為安全法規傾向於指示組織簡單地“制定一個由五個、七個或任意數量的元素組成的安全計劃”,而許多規定的活動顯然行不通並且會浪費時間、努力和資源,可用於開展預防損失的積極活動。 決定安全結果的不是使用哪些元素; 相反,決定成功的是使用這些元素的文化。 在積極的安全文化中,幾乎任何元素都會起作用; 在消極文化中,可能沒有任何因素會產生結果。

                                                                                                                      建築文化

                                                                                                                      如果組織的文化如此重要,那麼安全管理工作的首要目標應該是建立文化,以便所開展的安全活動能夠取得成果。 文化活動 可以寬泛地定義為“這裡的樣子”。 當員工真誠地相信安全是組織的關鍵價值並且能夠意識到安全在組織優先事項列表中的位置時,安全文化就是積極的。 只有當員工認為管理是可信的時,他們才能獲得這種看法; 當。。。的時候 每天都有安全政策; 當管理層關於財務支出的決策表明錢是為人花的(以及賺更多的錢)時; 當管理人員中層管理人員和監督績效達到令人滿意的水平時提供的措施和獎勵; 當員工在解決問題和製定決策時發揮作用; 當管理層和工人之間存在高度的信任和信任時; 當通信開放時; 當員工的工作得到積極認可時。

                                                                                                                      在如上所述的積極安全文化中,安全系統的幾乎所有要素都會有效。 事實上,在正確的文化下,組織幾乎不需要“安全計劃”,因為安全是管理過程的正常組成部分。 要實現積極的安全文化,必須滿足某些標準

                                                                                                                      1. 必須有一個系統來確保日常的主動監督(或團隊)活動。

                                                                                                                      2. 系統必須積極確保中層管理任務和活動在這些方面得到執行:

                                                                                                                        • 確保下屬(主管或團隊)的正常表現
                                                                                                                        • 確保性能的質量
                                                                                                                        • 參與某些定義明確的活動,以表明安全非常重要,甚至高層管理人員也在為此做些什麼。

                                                                                                                           

                                                                                                                          3. 最高管理層必須明顯地證明和支持安全在組織中具有高度優先地位。

                                                                                                                          4. 任何選擇的工人都應該能夠積極參與有意義的安全相關活動。

                                                                                                                          5. 安全系統必須是靈活的,允許在各級做出選擇。

                                                                                                                          6. 安全工作必須被員工視為積極的。

                                                                                                                          無論組織的管理風格如何,無論是獨裁的還是參與式的,以及採用完全不同的安全方法,都可以滿足這六個標準。

                                                                                                                          文化與安全政策

                                                                                                                          除非有使政策生效的系統跟進,否則制定安全政策很少能取得任何成就。 例如,如果政策規定主管負責安全,除非具備以下條件,否則它毫無意義:

                                                                                                                            • 管理層有一個系統,其中明確定義了角色以及必須執行哪些活動才能履行安全責任。
                                                                                                                            • 主管知道如何履行這一職責,得到管理層的支持,相信任務是可以完成的,並通過適當的計劃和培訓來執行他們的任務。
                                                                                                                            • 定期對他們進行衡量,以確保他們完成了規定的任務(但不是通過事故記錄來衡量),並獲得反饋以確定是否應更改任務。
                                                                                                                            • 在績效評估系統或組織的任何驅動機制中,都會根據任務完成情況給予獎勵。

                                                                                                                                   

                                                                                                                                  這些標準適用於組織的每個級別; 必須定義任務,必須有一個有效的績效衡量標準(任務完成)和視績效而定的獎勵。 因此,安全政策不會推動安全績效; 問責制確實如此。 問責制是建設文化的關鍵。 工人們只有看到主管和管理層每天都在完成安全任務,他們才會相信管理層是可信的,高層管理人員在簽署安全政策文件時是認真的。

                                                                                                                                  領導力與安全

                                                                                                                                  從上文可以明顯看出,領導力對安全結果至關重要,因為領導力形成了一種文化,決定了組織的安全工作中什麼有效,什麼無效。 一個好的領導者會清楚地說明在結果方面需要什麼,也會明確在組織中將要做什麼來實現結果。 領導力比政策重要得多,對於領導者來說,通過他們的行動和決策,可以在整個組織中發出明確的信息,說明哪些政策重要,哪些不重要。 組織有時會通過政策聲明健康和安全是關鍵價值觀,然後製定措施和獎勵結構來促進相反的情況。

                                                                                                                                  領導層通過其行動、制度、措施和獎勵,明確地決定了組織是否會實現安全。 這一點在 1990 年代對每個行業工人來說從未如此明顯。 在過去的十年裡,人們對健康和安全的忠誠從未如此強烈。 與此同時,裁員或“調整規模”從未如此多,增加產量和降低成本的壓力也從未如此大,造成了更多的壓力、更多的被迫加班、更少的工人更多的工作、對未來更多的恐懼和更少的壓力。工作保障比以往任何時候都好。 精簡規模已經導致中層管理人員和主管人員大量流失,並讓更少的工人(安全方面的關鍵人員)承擔更多的工作。 人們普遍認為組織的各個層級都超負荷。 超載導致更多的事故、更多的身體疲勞、更多的心理疲勞、更多的壓力索賠、更多的重複運動條件和更多的累積性創傷障礙。 在許多組織中,公司與員工之間的關係也出現了惡化,這種關係曾經是相互信任和安全的。 在以前的環境中,工人可能會繼續“工作受傷”。 然而,當工人們擔心自己的飯碗,看到管理層如此薄弱,無人監督時,他們開始覺得組織不再關心他們,結果安全文化惡化。

                                                                                                                                  缺口分析

                                                                                                                                  許多組織正在經歷一個稱為差距分析的簡單過程,該過程由三個步驟組成:(1) 確定你想去的地方; (2) 確定你現在在哪裡,以及 (3) 確定如何從你現在的位置到達你想去的地方,或者如何“彌合差距”。

                                                                                                                                  確定你想去哪裡. 您希望您的組織的安全系統是什麼樣的? 已經建議了六個標準來評估一個組織的安全系統。 如果這些被拒絕,您必鬚根據其他一些標準來衡量您組織的安全系統。 例如,您可能想看看 Rensis Likert 博士(1967 年)建立的組織有效性的七個氣候變量,他表明組織在某些方面做得越好,它就越有可能在經濟上取得成功,因此安全。 這些氣候變量如下:

                                                                                                                                    • 增加工人的信心和管理人員對安全問題理解的普遍興趣
                                                                                                                                    • 在需要的地方提供培訓和幫助
                                                                                                                                    • 提供有關如何解決問題的必要教學
                                                                                                                                    • 提供所需的可用信任,使管理層及其下屬之間能夠共享信息
                                                                                                                                    • 徵求職工的意見和意見
                                                                                                                                    • 提供最高管理層的平易近人
                                                                                                                                    • 承認工人做得好,而不僅僅是給出答案。

                                                                                                                                                 

                                                                                                                                                還有其他評估自己的標準,例如 Zembroski (1991) 建議的確定災難性事件可能性的標準。

                                                                                                                                                確定你現在在哪裡。 這也許是最困難的。 最初認為安全系統的有效性可以通過測量傷害的數量或傷害的某些子集(可記錄的傷害、誤工傷害、頻率等)來確定。 由於這些數據的數量很少,它們通常很少或沒有統計有效性。 在 1950 年代和 1960 年代認識到這一點,調查人員傾向於遠離事故措施,並試圖通過審計來判斷安全系統的有效性。 嘗試預先確定在組織中必須做什麼才能獲得結果,然後通過測量確定是否完成了這些事情。

                                                                                                                                                多年來,人們一直認為審計分數可以預測安全結果; 今年的審計分數越好,明年的事故記錄就越低。 我們現在(通過各種研究)知道,審計分數與安全記錄的相關性不是很好(如果有的話)。 研究表明,大多數審計(外部審計,有時是內部審計)往往與法規遵從性的相關性比與安全記錄的相關性要好得多。 這在許多研究和出版物中都有記載。

                                                                                                                                                許多研究將一段時間內大公司的審計分數與傷害記錄相關聯(試圖確定傷害記錄是否具有統計有效性)發現審計結果與受傷記錄。 這些研究中的審計確實傾向於與合規性呈正相關。

                                                                                                                                                縮小差距

                                                                                                                                                似乎只有少數有效的安全績效衡量標準(即它們與大公司長期的實際事故記錄真正相關)可用於“彌合差距”:

                                                                                                                                                  • 行為抽樣
                                                                                                                                                  • 深入的工人訪談
                                                                                                                                                  • 認知調查。

                                                                                                                                                       

                                                                                                                                                      也許最重要的衡量標準是感知調查,它用於評估任何組織的安全文化的當前狀態。 確定關鍵安全問題,並清楚地表明管理層和員工對公司安全計劃有效性的看法存在差異。

                                                                                                                                                      調查從一組簡短的人口統計問題開始,這些問題可用於組織圖形和表格以顯示結果(見圖 1)。 通常,參與者會被問及他們的員工級別、他們的一般工作地點,也許還有他們的行業組。 在任何時候,員工都不會被問到可以讓他們被評分結果的人識別出來的問題。

                                                                                                                                                      圖 1. 感知調查結果示例

                                                                                                                                                      SAF200F1

                                                                                                                                                      調查的第二部分包括一些問題。 這些問題旨在揭示員工對各種安全類別的看法。 每個問題都可能影響不止一個類別的分數。 為每個類別計算累積的正面響應百分比。 這些類別的百分比被繪製成圖表(見圖 1),以按生產線工作人員積極看法的降序順序顯示結果。 圖表右側的那些類別是員工認為最不積極的類別,因此最需要改進。

                                                                                                                                                       

                                                                                                                                                      總結

                                                                                                                                                      近年來,關於什麼決定了安全系統的有效性,人們已經了解了很多。 人們認識到文化是關鍵。 員工對組織文化的看法決定了他們的行為,因此文化決定了安全計劃的任何要素是否有效。

                                                                                                                                                      文化不是由書面政策建立的,而是由領導建立的; 通過日常行動和決定; 以及確保經理、主管和工作團隊的安全活動(績效)是否得到執行的現有系統。 可以通過確保績效的問責制以及允許、鼓勵和讓員工參與的系統來積極地建立文化。 此外,文化可以通過感知調查進行有效評估,並在組織確定他們想要的位置後加以改進。

                                                                                                                                                       

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