基于機械安全設計方法的研究

機械設備在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。與之相關(guān)的機械安全問(wèn)題事關(guān)機械使用企業(yè)的財產(chǎn)安全和機器操作人員的人身安全。機器設備自我保護能力及安全保護措施是學(xué)者所關(guān)注的重要內容。自20 世紀90 年代以來(lái)，機械風(fēng)險評價(jià)已經(jīng)成為了機械安全設計領(lǐng)域的重要環(huán)節。
1 機械安全的特性
1.1 系統性
在前沿化機械安全技術(shù)應用于機械設計以后，人們可以從系統內部入手，分析和評價(jià)機器可能出現的危險。系統性是機械安全的主要特點(diǎn)。在系統工程概念應用于機械安全設計領(lǐng)域以后，機械安全設計成為了航海心理、信息人機工程和計算機科學(xué)等學(xué)科的新型學(xué)科。
1.2 安全性
現代安全設計方法的應用，可以在對機械危險的識別機制、評價(jià)機制和安全設計機制進(jìn)行優(yōu)化的基礎上，為其在壽命周期內的預定功能提供保障。機械安全設計方法所具有的安全性特點(diǎn)有助于人的勞動(dòng)環(huán)境的改善。
1.3 友善性
機械安全設計與人及人所操控的機器之間有著(zhù)較為密切的聯(lián)系。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，機械安全設計方法需要滿(mǎn)足人的生理特性和心理特性，并要注重人機系統效率的提升。虛擬現實(shí)技術(shù)在機械安全設計領(lǐng)域的應用，是提升機械安全友善性的有效方式。這一技術(shù)在機械安全設計領(lǐng)域可以通過(guò)整合專(zhuān)業(yè)數據信息的基礎上，利用直觀(guān)化、可交互化的方式展示相關(guān)內容，進(jìn)而為機械設備的安全改造升級提供參考。
2 機械安全技術(shù)的內涵構成
機械安全設計建立在系統工程原理
之上，它包含了安全分析、安全評價(jià)和安全設計等內容。與之相關(guān)的體系結構涉及到了基礎科學(xué)、工程技術(shù)及管理科學(xué)等多項內容?；A技術(shù)、工程技術(shù)、管理技術(shù)和支撐技術(shù)是機械安全技術(shù)的內涵構成的反映。
3 機械安全設計的主要內容
3.1 機械的危險識別
描述危險的性質(zhì)，對不同危險所產(chǎn)生的不同后果進(jìn)行有效識別，是機械危險識別的主要特征。一般情況下，機器在實(shí)際應用過(guò)程中所產(chǎn)生的危險主要有機械危險和非機械危險兩種形式。前者包含了擠壓危險、切割危險和吸入、卷入危險等內容。后者包含了電氣為先、熱危險及噪聲危險等危險。
3.2 機械產(chǎn)品的安全設計方法
機械安全設計方法建立在機械產(chǎn)品全生命安全設計周期內的安全信息基礎之上。安全特征是機械產(chǎn)品安全設計方面所不可忽視的內容。在時(shí)間概念層面，機械產(chǎn)品的安全特征與機械產(chǎn)品整個(gè)生命周期過(guò)程（如機械產(chǎn)品的原材料采集、生產(chǎn)制造和包裝運輸等環(huán)節）息息相關(guān)。在產(chǎn)品物理域方面，機械安全特征涵蓋了產(chǎn)品各個(gè)安全部件的安全特征。一般情況下，基于安全因素的機械產(chǎn)品設計模型主要涉及到了以下內容：一是安全特征模塊；二是設計決策模塊；三是支持工具模塊。安全特征模塊的建構，可以讓人們在機械安全設計領(lǐng)域通過(guò)簡(jiǎn)潔化、方便化的信息獲取渠道，了解產(chǎn)品的安全性知識，并根據相關(guān)內容完成專(zhuān)門(mén)化的數據庫的建構。設計安全性決策模塊的應用，可以讓人們在機械產(chǎn)品安全性評價(jià)領(lǐng)域，對以往安全事故案例分析報告的警示作用進(jìn)行有效發(fā)揮。利用設計安全性決策模塊對機械產(chǎn)品安全性的影響因素進(jìn)行明確，有助于機械安全指導方案的優(yōu)化。支持工具模塊的應用，可以為產(chǎn)品安全特征數據庫和相關(guān)的建模系統的開(kāi)發(fā)建設工作提供一定的幫助。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，安全設計與綠色設計的融合，已經(jīng)開(kāi)始得到了人們的關(guān)注。綠色設計具有著(zhù)減少物質(zhì)能源消耗、降低有害物質(zhì)排放的作用。機械安全設計與綠色設計相融合的設計方法可以在對現代設計方法進(jìn)行完善的基礎上，為機械安全設計提供一定的理論依據。
虛擬現實(shí)技術(shù)在機械安全設計領(lǐng)域的應用，也可以讓人們在虛擬環(huán)境下直面機械設備可能產(chǎn)生的各種危險。在機械產(chǎn)品的復雜性及多樣性的影響下，機械安全設計具有著(zhù)設計過(guò)程復雜性的特點(diǎn)。設計原理數據庫、術(shù)語(yǔ)數據庫和危險事件數據庫等內容均與機械的安全特征之間存在著(zhù)一定的聯(lián)系。
3.3 機械的安全評價(jià)
機械產(chǎn)品的安全評價(jià)主要指的是人們在現有的工藝技術(shù)條件下，確定機械產(chǎn)品種可能存在的危險因素，并在此基礎上計算不同危險情境下可能產(chǎn)生的傷害的概率，評價(jià)不同危險情境的危害程度的評價(jià)形式。在機械安全設計領(lǐng)域，人們需要從機械產(chǎn)品在不同使用模式下的工作狀態(tài)進(jìn)行深入分析，進(jìn)而對設備的潛在危險進(jìn)行確定，危險度計算是確定危險水平的主要依據。應用樹(shù)與故障樹(shù)相結合的識別方式是展示事故發(fā)生演變過(guò)程，描述故障類(lèi)型的有效方式。在故障樹(shù)建構完成以后，相關(guān)人員在事件樹(shù)的建構過(guò)程中，需要確定初因事件及緩沖裝置等內容。出不危險分析法、故障類(lèi)型及影響危險度分析等分析方法也可以在上網(wǎng)四顧分析預測方面得到應用。
4 結　語(yǔ)
機械安全設計包含了安全分析、安全評價(jià)和安全設計等內容。機械安全設計與綠色設計相融合的設計方法可以在對現代設計方法進(jìn)行完善的基礎上，為機械安全設計提供一定的理論依據。虛擬現實(shí)技術(shù)在機械安全設計領(lǐng)域的應用，也可以讓人們在虛擬環(huán)境下直面機械設備可能產(chǎn)生的各種危險。