摘要:从企业发展的角度,论述了机械安全的重要性及制造业发展战略的关系。综述国内外的发展动态,探讨我国机械安全的实施策略。

安全是指人员在生产过程中不会受到伤害,财产不会受到损失的状态和条件。机械安全是指机器在按使用说明书规定的预定使用条件下,执行其功能和在对其进行运输、安装、调试、运行、维修、拆卸和处理时对操作者不发生损伤或危害其健康的能力。它包括2个方面的内容:①在机械产品预定使用期间执行预定功能和在可预见的误用时,不会给人身带来伤害;②机械产品在整个寿命周期内,发生可预见的非正常情况下任何风险事故时机器是安全的。导致不安全的原因来自2方面,即人的不安全行为和物的不安全状态。近年来,随着现代安全工程的发展,人们逐渐认识到,在导致伤害故事的2个主要因素中,物的不安全状态和条件更具有决定意义。

传统的安全工作方法往往只片面地强调对人的安全行为的管理,被动地对事后安全进行监督检查和宣传教育,对物的不安全状态和条件重视不够。现代安全工程是传统安全的工作方法上的提升,以物的安全为中心的现代安全设计方法。通过科学、系统的安全技术的实施,确保机器在其整个寿命周期内都是安全的。同时促进机械安全技术这门新兴的学科也获得了迅速发展,形成现代设计技术方法学的一个新的分支——安全设计,为我国机械产品安全性、友善性、和谐性的实现开辟了一条新的途径。

1、机械安全的重要性及其在制造业中的作用

制造业是国民经济的支柱产业,一个国家的实力及其繁荣,主要取决于制造业所能提供的产品竞争力。我国制造业在当前国内外愈来愈激烈的大竞争环境之下,面临着严峻的挑战。

机械安全是制造业赖以生存和发展的基础,涉及到国民经济各个部门和人们的安全与健康。由于它的安全性不好,每年都要造成很多工伤事故和大量财产损失。据不完全统计,我国机械工业大中型企业,由于机械安全性不好而引起的人身伤亡事故每年都达数百起。1990年9月美国职业安全杂志的一篇文章中提到,在美国有14%左右的职业伤害是机械伤害;日本《安全》杂志在1987年一篇题为《机械安全》的文章中指出,1973～1981年,每年由于机械原因造成的伤害事故占各种伤害事故的35.2%～36.6%。

机械产品安全水平的高低不仅会危及人的安全与健康,而且对机械产品打入国际市场,参与国际竞争有着十分重要的影响。许多机械产品,尤其是一些大型成套设备,由于安全方面的原因,国内用户不愿使用,不得不花费大量外汇从国外进口。同样,由于国产产品的安全性问题,极大地限制了进入国际市场的进程。目前,世界上一些工业发达国家和地区都将机器的安全性用立法的形式严加控制。“欧盟”的《机械指令》明确规定,自1995年1月1日起,凡进入欧洲市场的机械产品都要加贴保证欧共体《机械指令》规定的基本安全与卫生要求的“CE”标志,否则,就不能进入欧洲市场。因此,在机械产品的国际贸易中,其安全性的好坏已构成了贸易技术壁垒的重要内容。

创造高度文明的制造业是21世纪的主题之一。工业革命以来,随着各种伤亡事故的频频出现,人、社会和机器的关系一直未很好地协调过,工业文明的负面效应日益明显,给人身安全和生命财产造成极大威胁,同时也大大降低了劳动者的工作效率。为此,将劳动环境、劳动内容及人在劳动中的心态进行改善,追求以技术为中心向以人为中心的转变,追求生产者在生产过程的安全性、友善性、和谐性,满足市场对机械产品个性化、环保化、安全化的需求,是21世纪制造业向精密化、柔性化、智能化、集成化、全球化发展的前提。

2、机械安全设计的提出及发展动态

进入20世纪80年代以来,由于各国制造业面临多变的外部环境,科学技术突飞猛进,供求关系变化频繁,产品更新日新月异,竞争对手林立,因此,全世界都在寻求对策,以获取全球范围内的竞争优势。随着社会对产品需求的多样化、个性化以及对附加功能(如文化、安全、舒适、友善等)等非物质方面需求的增加,消费者希望逐步摆脱在生产过程中由于安全顾虑而造成的心理紧张、焦虑状况,因此,西方各国都在极力寻求使生产者在消除紧张、享受乐趣的环境下,能发挥更大的主观能动性和创造性的机械安全设计方法。机械安全设计就是在这种大环境下,通过对传统的安全工程进行深刻反思,为提高制造业的竞争能力而提出来的。

机械安全设计一经提出,立即得到西方各国的响应:为推动安全设计技术的普及应用,欧共体于1985年5月通过了“关于技术协调和标准化工作新方案的决议”,欧共体理事会与欧洲标准化委员会(CEN)达成协议,由CEN负责机械安全标准的制定工作。

为了完成欧洲机械安全标准的制定工作,在CEN内建立了23个有关机械安全的标准化技术委员会(TC),其中CEN/TC114为“机械安全技术委员会”,负责机械安全基础标准和通用标准制定工作,其余22个是各专业机械产品的安全技术委员会,如CEN/TC142是木加工机械安全技术委员会,CEN/TC143是金属切削机床安全技术委员会,CEN/TC144是农业机械安全技术委员会等。除了这23个专业技术委员会外,还有近40个技术委员会也与机械安全标准有关。各标准化技术委员会共有有关机械安全的标准制定计划项目650多项,其中有200多项是欧共体委员会的委托项目。

鉴于欧共体的这一行动,ISO认为,国际标准化组织在机械安全方面有必要与CEN加强联系与合作,以尽快消除国际范围内可能产生的机械产品贸易技术壁垒。为此,ISO与CEN先后签订了“技术信息交换协议”(即里斯本协议)和“技术合作协议”(即维也纳协议)。在此基础上,ISO于1991年1月成立了“机械安全技术委员会”,即ISO/TC199。

ISO/TC199的基本任务与目标如下:①帮助制造厂生产出符合安全和人类健康要求的各种机械产品;②协调制造方、使用方和有关集团在安全技术检查方面的关系;③使各国有关安全标准的水平达到一致;④消除国际间机械产品贸易技术壁垒,扩大国际机械贸易市场。

国外对安全设计已有较成熟的理论和方法。在安全系统工程思想的指导下,从20世纪90年代初开始,欧盟和美国将机械产品的安全设计正式列入国家先进制造技术的体系之中,并将作为研究领域的一部分给予扶植。他们将安全系统工程方法、安全人机工程学、可靠性工程及可维护性等学科结合起来,从机械的安全评估来确定机器的安全性和安全设计目标,从机械结构设计、安全防护和提供使用信息3方面来保证机器的安全性。美国在20世纪90年代已建立了一套机械安全设计——风险评价模式和设计程序,旨在把危险消除在设计过程的每一环节上,使机械产品达到本质上的安全。

机械安全设计在我国还处于起步阶段,国内虽然在人机工程、可靠性设计等方面有所研究,但如何从安全系统工程的角度对机械产品进行安全设计,几乎尚属空白。1997年机械工业技术发展委员会首次在国内开展了“机械产品安全设计及计算机辅助设计信息系统的研究”,由北京机械科学研究院、湖南大学和济南铸锻机械研究所对机械产品的通用安全设计、金属切削机床的安全设计以及机械产品行业安全数据库的建立等方面进行了研究。为了解决国内机械安全标准化工作统一归口问题,1994年11月正式成立了全国机械安全标准化技术委员会(编号为CS2BTS/TC208)。该委员会由原12个部委的38个单位的41名委员组成,由国家技术监督局直接领导,秘书处设在原机械工业部机械科学研究院。该委员会与ISO/TC199直接对口,其工作范围与ISO/TC199及CEN/TC114相同,主要也是归口A类与B类标准的制定修订工作。

3、发展对策

由于机械安全问题的依附性、隐性和安全致因的复杂性,要在国内应用普及机械设计技术,加工制造业必须转变观念,以系统观点来看等和处理安全问题,以产品的可持性发展的宽阔视野来对待机械安全问题。

(1)企业观念的转变为提高机械产品的安全性,需要企业技术和管理人员共同承担安全责任,更紧密地交流与协作,特别需要设计人员对原有设计思路和方法进行调整。

(2)设立安全认证部门安全认证部门是机械安全的监督和管理部门,主要职能是帮助制造厂生产出符合安全要求和人类健康要求的各种机械产品,以及安全法规——安全标准的建立、安全监督实施和安全评估认证等。除此之外,还将参与企业安全战略计划的制定,安全技术创新决策等。

(3)安全设计体系方法的建立如何建立适应我国国情的机械安全设计体系,包括理论、原理和方法,为机械安全设计提供方法论的指导;如何对机械安全设计的共性、基础性问题进行研究,并建立机械安全行业数据库;如何建立低成本、适用性强的机械安全设计体系;如何考虑安全设计和其它现代设计方法的衔接匹配问题等是当前的主要研究任务。

(4)教育与培训由于现代教育体制中缺乏有关环境、安全等方面的教育内容,为促进我国机械安全体系的贯彻落实,教育部门和管理部门需制定培训方案,以提高安全意识和安全设计的技术水平。

4、结语

机械安全不仅有利于生产者的人身安全,也有利于企业的持续发展,有利于创造高度文明的新型制造工业,有利于提高机械产品的整体竞争能力。它是每个企业家、设计者必须考虑的具有较大社会效益的企业行为。我们相信,通过现代设计方法和机械安全技术的实施,对促进我国制造业的可持续发展,提升国产产品在国际市场上的竞争能力,将起到举足轻重的工用。