工业安全第一

安全系统故障造成的损害和损失促使制造商加快安全实施的技术改进。通过整合安全和控制功能，新的安全控制解决方案减少了潜在的损害和危险，提高了公司的生产力和竞争力。

机器安全有多重要?根据美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)的一项研究，机器是第二大杀手，仅次于汽车，后者是最大的杀手。最近发生的高铁脱轨、自动扶梯故障、地铁相撞等事故引起了公众的关注。2011年10月，罗克韦尔自动化“解码安全自动化”研讨会和首届TÜV莱茵大中华区国际功能安全研讨会相继在上海举行，对安全趋势进行了多次讨论。

安全集成提高生产力

传统的机器安全系统是独立于自动控制系统之外的，通常在完全停机之前无法对设备进行维护和维修，耗费大量的时间和金钱。与安全有关的伤亡和其他事故包括许多直接和间接的潜在成本。

直接费用包括:

• 医疗费用
• 保险费
• 补偿
• 罚款
• 由于故障造成的生产损失
• 设备损坏
• 临时人员的征聘和培训

间接成本包括:

• 建设性加速的额外工作量
• 声誉损害
• 士气低落，工人和工厂经理之间关系紧张

安全事故的潜在成本

不难看出，安全事故造成的直接和间接实质性成本有很多种。罗克韦尔自动化公司高级行业顾问George Schuster指出:

假设故障的成本是每分钟10,000美元，一年有3,000次故障(每天8次)，每次故障持续2分钟。具体损失可能高达6000万美元。因此，如果安全措施的目的仅仅是合规性，那么即使短期内机器费用较少，维护成本也非常高。

越来越多的制造商正在考虑将安全技术集成到标准自动化产品中，如可编程自动控制器、可编程安全继电器、传感器和伺服驱动器，以减少系统故障造成的损失。

随着工业技术和标准的进步，安全集成设计提供了灵活性和成本效益。标准自动化与安全系统共用部分系统组件，降低硬件成本;使用一套软件可以降低培训和支持成本;操作员和维护人员可以通过机器或系统人机界面(HMI)查看安全事件，更快地诊断问题并维修设备，恢复生产。更重要的是，制造商可以在生产过程中独立维护和管理安全区域，操作和维护人员可以在不切断设备电源的情况下完成工作(如清洁和检查)，缩短锁定/标注时间，保障人员安全。

“在安全措施上的投资是有回报的，因为它远低于随后发生事故的直接和间接成本。认证功能安全专家J.B. Titus说:“安全不是一种负担，而是一种与众不同和增加效益的方式。控制工程机器安全博主]，他被邀请参加中国的一个安全会议。将安全功能整合到产品中，也是提高设备性能和经营业绩、区别于竞争对手、降低事故成本和医疗费用的重要途径。

长远的安全观

虽然安全集成可以降低风险并提高生产率，但在实践中，许多机器制造商不愿意实施集成安全解决方案。罗克韦尔自动化(中国)全球标准与贸易部中国区经理荣华表示，安全集成的实施存在瓶颈。

1. 机械制造商希望降低设备成本，而短期内来自安全一体化实施的费用会增加。
2. 确保更改符合安全标准可能被认为是困难的。
3. 最终用户不愿意为安全买单，可能会忽视设备操作人员的安全。

所有的机器制造商都希望在降低成本的同时实现最大的效益。被动应对的公司对即时安全支出更敏感。有远见的公司会考虑安全集成的长期效益。长期利益和短期利益哪个更重要?这是个值得考虑的问题。公司要想成长，实现可持续增长，必须有长远的发展眼光。

“虽然安全控制系统在短期内很难带来经济回报，但它可以在危险发生时避免危险，避免或减少环境、人员和财产的损失。”这是安全集成的最大好处。”

安全有助于生产力，有助于对生命、财产和环境的责任和义务。加强安全意识是责无旁清的责任。Titus说:“有必要经常与客户沟通，强调加强安全系统是一种竞争优势。”客户坚持对安全的高度重视，最终可能会迫使一些安全认知度较差的机械制造商实施安全控制解决方案。如果安全得到了机器厂家的充分认可，那么在设备设计阶段就会加以考虑，这意味着安全理念的普及基本成功。

维兰电气(中国)总经理刘伟在谈到公司如何推广安全产品和解决方案时表示:“我们与TÜV莱茵携手推广国际安全理念，与合作伙伴组织安全解决方案会议，并通过宣传册、研讨会和新闻发布会等各种渠道推广安全理念。”仅仅依靠少数几家公司的努力来改变制造商对安全的态度是不够的。刘说，包括政府在内的所有各方都需要参与，它加强了安全立法、合规和标准，并在公众舆论中普及安全理念和意识。他表示，还有很长的路要走。

关键风险评估

在最大限度地减少危害和损失的同时，不可能在一夜之间实现高水平的功能安全和相关效益。功能安全是一个系统的概念，不是一种产品;它也是一个持续的概念，需要进行评审，直到系统生命周期结束。功能安全生命周期(在IEC标准61508和62061中定义)为“设计集成”安全概念提供了一个基本框架，其目标是消除事故的原因。通过评估潜在危险的风险，了解机器的功能和局限性，可以在生产周期中开发、验证和改进可持续的安全系统。

“为了实现功能安全，公司应该建立一个可行的安全策略，并从上到下实施。这不仅仅是一个技术问题。这是一个管理问题，说起来容易做起来难，”罗克韦尔自动化的华说。危险分析和风险评估是功能安全生命周期的第一个阶段。

危险分析分析工厂中与机械相关的潜在风险，包括风险识别、风险量化和风险缓解(见流程图)。它帮助制造商找到机器中的特定危害，通过分析危害来量化风险，并将风险降低到可接受的水平。在设计前进行风险评估，可以保证人员、工艺和机械的安全，在不影响生产力的情况下，最大限度地提高生产能力。

Titus表示:“将风险评估纳入企业文化有助于设备安全运行，降低采购和维护成本，并易于适应不断变化的需求。”

风险评估后，应在设计阶段尽可能消除或减轻识别出的风险。对于无法规避的风险，应当采取必要的安全保障措施;此外，应进行适当的培训，以确保操作人员了解安全措施和个人安全设备。这三项措施结合起来可以减少潜在的人员伤亡、环境破坏和财产损失。

越来越多的制造商意识到功能安全的重要性，并考虑在设计阶段采取技术措施来降低风险。

“如果系统开发遵循功能安全的要求，产品的安全性可以大大提高，可用性是制造商在设计产品时应该考虑的一个因素，”TÜV Rheinland的赵斌评论道。将安全系统与控制系统集成，而不是将安全系统添加到完成的产品中，对各方都有利。

国际安全标准

随着国际安全标准的更新，我们准备好了吗?

随着技术的进步，机械控制系统的功能安全标准也在不断地发展。标准将生产活动限制在标准范围内，以尽可能减少危害。由欧盟委员会制定的新的机器安全标准EN ISO 13849-1:2008，于2011年12月31日全面生效，取代了EN954-1标准。EN ISO 13849-1(机器安全控制系统，安全相关部件)或EN/IEC 62061(机器安全-电气，电子和可编程电气控制系统的功能安全)已成为欧洲新机器指令下可接受的功能安全标准。这两个标准使用不同的方法，但结果是相同的。每种方法都适用于目标用户。

新标准继承了旧标准的一些思想，遵循技术进步的要求，增加了一些技术，比如软件。功能安全应用标准规范了安全产品的开发，如光幕、阀门、执行器、安全继电器、安全垫、安全锁扣、安全控制器、安全开关、接近开关和安全扫描仪;每个安全部件都必须有具体的“危险失效的可能性”或“危险失效的平均时间”。

罗克韦尔公司代表表示，罗克韦尔公司长期以来一直支持新标准。罗克韦尔自动化公司营销经理丹·霍恩贝克解释了两个原因。首先，新标准帮助用户提高复杂机械的安全性。第二，新技术和设计经验有助于企业提高整体机器效率、生产率和灵活性。

根据新标准，机器制造商和系统集成商可以加快新技术在机械上的应用;同时，由于功能安全标准的复杂性和对安全的更高要求，机器的保障成本将会上升，使许多制造商的研发变得复杂。为了符合新标准，许多机器制造商和控制系统供应商投入了大量的时间和金钱。然而，根据2011年初的数据控制工程研究表明，许多制造商对新标准没有准备，正在寻求外部援助。

对于中国这样一个机械制造大国来说，发达国家制定的具体的机械安全法规和标准就像无形的贸易壁垒，因为安全问题阻碍了中国生产的机器出口。随着欧洲新标准的全面实施，中国制造业必须提高产品安全水平，才能打开欧洲市场。在谈到欧洲机器安全新标准对中国企业的影响时，TÜV的赵先生认为，机遇和挑战同时存在:“中国制造商应该采取的紧迫行动是学习如何符合标准要求，从低附加值产品制造商向高附加值产品制造商发展，改变仅通过购买海外认证产品来满足标准要求的现状。”如果尽早考虑功能安全，我们可以为企业带来巨大的利益。”

罗克韦尔自动化的华春莹也对未来表示乐观:“许多行业都在强制执行安全标准，如果环境发生变化，中国的市场是巨大的。”

中国企业必须积极面对EN ISO 13849-1:2008，这是一个充分调整中国机器标准的好机会。目前，中国的机器安全分为基本安全标准(A类)、通用安全标准(B类)和专业机械安全标准(C类)三大类，通常推荐A类和B类，其中一些安全要素是强制性的，而产品类别的一些安全标准是强制性的。中国在观念、制度、监管等方面都相对落后于发达国家。

上海技术专家、同济大学现代制造技术研究所教授张舒向CEC表示:“欧洲新标准无疑提高了进口到欧洲的产品的安全要求。相信中国会据此制定新的标准。”

机器安全事故和安全自动化事故的隐藏原因可能在于安全产品和保障方案的设计，但根本原因是对安全生产的忽视和不认识。生产安全事故暴露出管理制度缺失、人员不合格等问题，引起了社会的广泛关注。现在是中国制造企业加强安全自动化建设、学习国际先进安全标准的好时机。

国家机械安全标准化技术委员会主任委员秦力近日在接受采访时表示:“只有我们与国际接轨，加强机械安全研究和推广，规范产品安全设计，加强安全管理，加强市场和共识监管，才能在机械设计、生产和使用中实施安全标准，减少人员伤亡。”

编者按:功能安全证书，或所谓的SIL，是评估和确定安全设备的安全集成水平(SIL)或性能水平(PL)的第三方评估、验证和认证，基于IEC 61508、IEC 13849-1和IEC 62061标准。SIL包括安全设备开发过程的文件系统管理(FSM)评估、硬件可靠性计算和评估、软件评估、环境测试和电磁兼容性测试。

-本文的简短版本，来自控制工程中国，出现在北美三月控制工程印刷版和电子版。由内容经理马克·霍斯克编辑，控制工程．

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