机器安全合规性:从设计开始

当把安全作为机器设计的一部分考虑时，重要的第一步是理解机器的设计范围。设计中的安全性对最终产品以及机器的盈利能力至关重要，设备是否设计为输送压缩空气;切割或成形金属零件;组装部分;或者制造小部件。设计中的安全性包括了解机器吞吐量信息(每小时多少件)。在设计阶段，评估机器装卸过程(手动或自动)的复杂性或简单性，以及进料和出料要求(原材料如何进入机器，成品零件如何从机器中出来)。

建筑面积的要求最好也可以在设计阶段确定。考虑机器占地面积，例如机器需要多少空间，操作员，物料搬运机器入口(如叉车，输送机等)，生产组件编组，物料存储，移除最终产品组件的入口，以及包装材料;以及如何处理垃圾。为机器提供动力和操作需要哪些服务，如空气、电力、水、真空等?考虑需要什么以及这些服务的来源。

在设计阶段包括人体工程学。可调节设备应能由任何人操作。操作员面板和输入站必须设计可调节性，允许无风险、用户友好和设备的高效操作。

《柯达工作人员的人体工程学设计》一书是人体工程学解决方案的指南之一。目前没有针对人体工程学设计的OSHA或欧洲ISO 18001标准，但这并不意味着OSHA不能在美国发布引用，OSHA将通过其一般责任条款对设计不良的公司发布引用，该条款规定雇主必须提供一个没有公认危险的工作场所。由重复运动引起的工业疾病，如腕管综合症，被OSHA认为是公认的危险。

除了人体工程学，在设计过程中还必须考虑美国残疾人法案(ADA)。2010年9月15日，美国司法部对1990年《美国ADA法案》第二和第三章的修订条例在《联邦公报》上公布。该部门已汇编了2010年《美国残疾人法无障碍设计标准》(2010年标准)的官方在线版本，将信息汇编在一个易于访问的位置。它规定了由于采用修订后的2010年标准在标题II (28 CFR第35部分)和标题III (28 CFR第36部分)的最终规则中的新结构和变更的范围和技术要求。

司法部还根据修订后的标题II和标题III编制了关于2010年标准的指导意见。这些来自法规的解释性信息涉及2010年标准的范围和技术规定。新要求可在ADA.gov网站或美国司法部民权司内找到。

监管方面的考虑

除了安全的机械设计，一个需要健康、安全和环境(HSE)计划．前端加载，一个彻底的计划主动的方法，以机械设计，可以帮助想到所有需要考虑的事情。HSE计划如果彻底的话，将提高安全隐患的比例，因此这些问题可以在早期阶段得到解决。使用HSE计划来促进作业设施的建设，并帮助回答在该工程阶段提出的问题。OSHA的29 CFR 1910通用工业，29 CFR 1926建筑和ISO 180001都不要求HSE计划。他们只要求在开始施工和启动设备之前认识和解决所有的危险。

OSHA在29 CFR 1910.33至1910.39的子部分E中规定了出口路线、应急行动计划(紧急通道、出口、出口和应急响应标志等)和防火计划的要求。由于安全标准因国家而异，设计人员应考虑机器将位于和运行的国家。如果机器有需要保护的运行或运动部件，相关规定在29 CFR 1910.211到29 CFR 1910.219子部分o中阐明了所有操作危险必须在设计过程中识别，以便包括联锁保护，以保护操作机器和需要进入维护活动的人员。电子停止(e-stop)也需要设计和标记，以便在失控情况发生时立即关闭设备。OSHA在29 CFR 1910.147子部分j中为锁定/标记(LOTO)和危险能量控制提供了指导，OSHA要求新设备的设计不需要个人防护装备(PPE)，以确保机器操作人员的安全，29 CFR 1910.132子部分I。该标准指示新设备应设计出任何可能严重到需要PPE(如果可行的话)的危险。应该指出的是，可行性并不一定是成本或便利性问题。有关电气安全的安全标准在子部分S 29 CFR 1910.301至399中找到。

这些标准是OSHA绩效标准的例子，描述了需要做些什么来实现合规。ISO 18001提供了全面的高层指导，但不提供如何执行这些类型的工作的方向。

OSHA并不是唯一强制执行的标准。其他标准编写组织的文件被引用和/或纳入OSHA法规。许多美国国家标准协会(ANSI)的标准，以及国家消防协会(NFPA)的标准，通过参考纳入OSHA标准，使它们由OSHA强制执行。这些只是在设计阶段必须考虑的众多纳入标准中的两个。

生产注意事项

机器功能的一个关键组成部分是操作员工作站的设计和可用性，以及需要维修机器的维护人员对机器组件的可访问性。

许多机器在设计时都考虑了生产率，一旦开始操作和维护，就可能导致重新设计。由于操作人员或其他人员的复杂情况而重新设计的成本非常高，会导致伤害、质量问题、低生产率和机器停机时间。当一台机器在设计时没有考虑如何维护、修理和维护时，也会出现同样的问题。有些设计人员不太了解机械师如何接触电机、齿轮箱、链条、链轮等，所以在很多情况下，维修工作可以很快完成，而且不需要关闭设备。

维修人员无法方便快捷地访问需要维修的设备部件也可能导致停机时间延长。修复设计错误会使改造或重新设计变得广泛而昂贵。如果不能重新设计这些问题领域(在最初的设计过程中没有考虑到的问题)，就会导致员工士气问题，客户不满，以及未来业务的损失。

不合规成本

不遵守规定可能被视为做生意的成本。这些成本可以分为两类，直接成本和间接成本。直接成本是那些容易识别的成本，例如浪费的材料成本，制造劣质滞销产品所花费的时间，以及浪费的原材料。伤害、保险和工伤赔偿费用都是直接成本的例子。

间接成本更为微妙，有时不那么容易识别。额外的行政职责、额外的文书工作、事件报告和记录保存、讨论特定问题的适当解决方案的额外会议、由于产品质量差而失去客户以及负面的媒体报道，这些都是不容易量化的后果。间接成本会导致员工士气低落、员工流失和受伤。糟糕的设计可能会导致更多的员工或临时员工在无法正常工作的设备上工作，甚至因为机器故障而手工完成生产工作。

安全合规是竞争优势

专业工程师努力设计设备和机械，使之“第一次就做对了，没有事故”。安全合规设计并内置到机器中是一种积极主动的方法，将为任何与此设备接口的人提供竞争优势。工程“做对了”可以提高设备的质量。

“第一次就做对了”给公司带来了质量优势，而且为实现预期的进度提供了更好的机会。当结合“正确地做，第一次，没有事故”，就能达到质量，保持进度，减少损失和浪费。所有这些因素导致机器安全合规和竞争优势。

处于领先地位的公司在项目工作的设计阶段包括安全工程，以提供不同的视角来寻找和识别机器开始生产时可能导致安全问题的漏洞。大多数安全工程师会寻找这里列出的所有问题，以及在HSE规划过程中可能出现的其他安全问题。

Al Manzer是Optimation公司安全工程师。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程而且工厂工程、mhoske@cfemedia.com．

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关键概念

• 机器安全合规从设计开始。
• 使用适用的标准(见表)。
• 如果你认为遵从性是昂贵的，那就把不遵从性加起来。

考虑一下这个

设计在机器和工艺中的机器安全合规性导致更高的质量，更少的停机时间和浪费，以及更少的损失。

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