安全第一:提高警惕

当安全项目需要设备大修时，设备安全升级为制造商提供了降低风险和提高运营效率的机会。经过风险评估和安全文化改进，许多纠正措施和预防措施得到解决。安全不仅仅是增加机器防护。

大约在1971年4月28日《职业安全与健康法》(OSH法案)生效的时候，工作场所的死亡人数和报告的职业伤害下降了60%以上。然而，截至2012年1月，职业安全与卫生管理局报告称，美国仍然面临着与工作有关的死亡、伤害和疾病的不可接受和可预防的数量。每天都有超过12名工人死于工作，每年超过4500人，超过410万工人遭受与工作有关的严重伤害或疾病。需要重新重视预防，以减少这些数字。

为了实现这一目标，职业安全和健康界制定并启动了减少工作场所伤害和疾病的系统方法。

无论公司各种计划的名称如何，所有计划都针对工作场所的安全和健康危害，以减少与工作有关的伤害和疾病的程度和严重程度。正在进行的项目帮助雇主在伤害、疾病或死亡发生之前发现危险并加以解决。根据2012年1月的OSHA伤害和疾病预防计划白皮书，他们还帮助雇主履行《职业安全与健康法案》规定的义务，“为每个雇员提供一个没有已知危险的工作场所，这些危险会导致或可能导致雇员死亡或严重的身体伤害”。

虽然投资回报不是安全的重点，但这些计划可以帮助雇主避免与工作场所的伤害和疾病相关的重大成本。尽管与工伤和疾病相关的成本肯定会影响公司，但安本集团的研究发现，推动一流公司发展的四大压力是:需要遵守法规(64%);减少安全伤害/事故的数量(49%);降低不良事件的风险(22%);企业可持续发展要求(18%)。这是根据阿伯丁2011年11月发布的《确保安全和运行性能的综合安全系统》得出的结论。

顶级安全计划的好处

根据自由互助研究所2010年的数据，2008年最严重的工伤事故造成的直接损失高达530亿美元。2011年，美国国家社会保险学院(NASI)估计，2009年，每年有580亿美元的工人赔偿福利用于支付所有可赔偿的伤害和疾病。

伤害和疾病预防计划并不是新的，也不是未经测试的。大多数在安全和健康方面的成就获得政府或行业奖项认可的大公司都将伤害和疾病预防计划作为他们成功的关键。

由于深信这些项目的价值、有效性和可行性，世界上许多国家现在要求雇主实施和维护这些项目。这些国家包括加拿大、澳大利亚、欧盟27个成员国、挪威、香港、日本、韩国。该倡议还遵循了美国15个州的领导，这些州已经实施了要求此类项目的法规www.OSHA.gov．

福特汽车公司2010-2011年可持续发展报告积极评价了这些努力:“改善我们的安全记录不仅对我们的员工有好处，对我们的业务也有好处。根据我们的计算，在减少浪费时间的案例和工作日方面取得的进展，每年为公司节省了大约3000万美元的直接成本。”

Polytron的安全案例研究

2009年，一家全球领先的消费品制造商发起了一项新的消除死亡运动，作为其现有环境、健康和安全(EHS)管理体系的一部分。根据该公司2011年的可持续发展报告，其既定的安全目标是到2015年实现零工伤事故。

整体安全品牌作为推动文化变革的战略而实施，包括员工、承包商和访客。为了创造一个无死亡和无事故的工作场所，该战略采用了双向承诺:

1)公司承诺提供一个符合所有适用法律法规的工作场所。

2)个人应拒绝参与任何被认为不安全的行动，面对他人以不安全的方式行事，并立即停止任何不安全的行动。

公司生产设施的关键绩效指标(KPI)在以下方面建立和定义:

• 总报告事故率:每年每工作20万小时导致死亡、暂时或永久伤残或疾病的与工作有关的事件。
• 损失时间报告事故率:每年每200,000小时工作导致缺勤或限制工作的可报告伤害/疾病。
• 全球接触带电设备事故发生率:每年每工作20万小时，因身体接触带电设备(电气、机械、液压、重力、辐射、气动、热等)而导致的事故。这些事故包括因设备或机器防护不足，或未能遵守能源控制工作守则等而引起的事故。

公司在以下方面采取了行动:

• 文化变革——为公司全球制造工厂的所有员工提供培训课程
• 设施职业安全与卫生(OS&H)领导资格和能力标准——高级设施职业安全与卫生领导的最低资格和能力要求标准
• 机器安全标准-基于风险的保护选择方法，以提供符合国际共识标准，ISO 14001和OHSAS 18001的保护方法的灵活性
• 计划-实施-检查-调整(PDCA)方法——政策和组织、计划、实施和运行、检查和纠正措施以及管理评审。

为了安全，计划、执行、检查、调整

PDCA是一种常用的方法，也适用于制造程序，是由W.爱德华兹·戴明博士流行起来的，他被认为是现代质量控制之父。(见图表)。每个连续的PDCA循环的步骤和传统的职责是:

计划——建立必要的目标和过程，以实现与预期产出(目标或目标)一致的结果。

实施计划，执行过程，并做出改变。收集数据，在以下“检查”和“调整”步骤中进行制图和分析。

检查-研究实际结果(在上面的“做”中测量和收集)，并与预期结果(“计划”中的目标或目标)进行比较，以确定任何差异。信息是下一步“调整”所需要的。

调整-要求对实际结果和计划结果之间的显著差异采取纠正措施。分析差异，找出根本原因。确定在何处应用变更，包括过程或产品的改进。当通过这四个步骤后并不需要改进时，可以对应用PDCA的范围进行细化，以便在周期的下一个迭代中更详细地计划和改进，或者需要将注意力放在过程的不同阶段。

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有危险的设备

当客户启动其2009年零死亡计划时，该公司的生产设施需要更新设备，以满足新的职业和机器安全标准。此外，存在多个原始设备制造商(OEM)安全系统;因此，安全标准的执行不一致。

作为其战略计划的一部分，该公司与首选供应商合作，以帮助降低公司范围内设备的风险。

客户的专业安全团队为所有设备制定了安全标准，其中包括:

• 符合基于风险评估、维护标准、操作一致性和故障排除程序的安全类别
• 首选供应商，如Polytron和E2M，被选中来支持安全计划。选择是基于供应商对如何将风险评估转化为应用机器安全系统以降低风险评分的批判性理解。
• 与首选供应商、关键技术供应商和原始设备制造商举行培训会议，分享新的标准和要求，以支持机器安全倡议。经过培训的人员随后被带到安全小组旁边，为减轻风险的工作提供支持。

减少旧设备的风险

机器安全修改通常以两种方式之一进行。对于新设备，修改被设计到设备中;对于较旧的设备，要么需要对控制进行深度修改，要么需要对设备进行修改。

根据新的安全标准，安全小组开始对现有设备进行风险评估，以确定需要减轻的最大风险。Polytron和其他战略技术伙伴为风险评估提供了支持。

我们联系了一些最初提供旧设备的原始设备制造商，以协助进行安全修改。Polytron发现，由于要对设备进行广泛的更改，使用原始OEM的成本过高。

通常情况下，OEM需要将设备运回其工厂进行升级，由于生产损失和成本增加，这种替代方案不会被考虑。制造商认为，最好的选择是与Polytron及其合作伙伴E2M合作，对旧设备进行工程密集型的机器安全升级，其中一些设备已经使用了20多年。

较老的设备存在更复杂的问题，例如旧的控制体系结构不能支持新的安全技术，过时的公用设施，以及与设备接口的其他系统的限制。

这些因素要求项目团队理解和定义所需的全部范围和规模。定义是困难的，因为在项目开始时可能会发现未知。在开始工作之前，有一个彻底的计划确定每个领域所有可能发生的意外情况是极其重要的。

当一个具有机器安全专业知识的系统集成商参与其中时，机器安全项目会更成功。这种专业知识使制造商能够实现以下好处:

• 理解标准和如何有效地应用技术。
• 由于制定了完善的计划，最大限度地减少了机器停机时间和受影响的系统。
• 在公司允许的范围内降低设备风险水平的成本效益变化。
• 在大多数情况下提高了设备效率。

机器安全升级为提高操作效率提供了机会，因为安全项目需要对旧设备进行彻底检修。虽然客户可能不会使用该项目来提高效率，但安全举措通常会带来改进。

这可以通过减少的平均维修时间(MTTR)来有效衡量。由于设备现在具有隔离的安全/操作区域，因此可以在受影响的区域完成设备维修或清除故障，而不会影响机器其他部分的操作。

高风险码垛区

风险评估将码垛区作为独立安全项目的高风险区域。Polytron与其合作伙伴E2M合作开展了该项目。根据Polytron的机器安全缓解方法，Polytron和E2M根据公司的风险评估开始对码垛区域的设备进行修复过程。

该团队审查了提供的风险评估，并开始确定修改的任务，以降低每种危害的风险水平，使其处于公司规定的容忍范围内。

Polytron和E2M开发了功能规范，解决了风险评估中确定的特定领域，并向客户提出了建议的修改。功能规范中的目标是调整和修改，以降低每个区域的风险级别，并确保更改不会抑制机器操作。这些改进还提供了与机器安全工程和标准化自动化一致的系统，减少了停机时间，提高了诊断的可用性。

Polytron和E2M团队审查了整个项目的设计、计划和成本，并在制造商批准后开始工作。

安全实现

由于设备明显的停机时间，安排机器安全项目的实施需要广泛的协调。较旧的设备需要大量更新才能符合要求，并且根据项目的复杂性，可能会导致长达两到四周的停机时间。

随着机器安全性的降低，在新面板和组件的成本与修改现有控制的生产时间之间进行权衡。在这种情况下，客户很幸运地拥有并行系统，为生产线提供了可选的路由，以最大限度地减少生产影响。在大多数情况下，设备安全升级项目会影响整条生产线，导致不可避免的停机。

整个项目包括:

• 采用客户提供的标准控制软件组件，包括状态机和PLC程序模板，以及标准人机界面面板
• 增加技术作为推动者:安全级组件，如安全plc，接触器，开关(联锁)，变频器，光幕，门开关，e-stop按钮和安全级传感器
• 建立隔离的安全区域，以更有效地操作和维护设备。

完成设备更新和改造，并与客户协调验证和启动。对技术验证和物理机器防护进行了检查和验证，以确保机器安全合规性，并在文档中最终确定了风险缓解。

安全气候变，培训有方

风险缓解为每个人的保护创造了必要的变化，并且在许多情况下提供了操作改进。对于操作人员来说，升级了新的安全功能的机器应该随着新设备的使用和维护发生变化，人机界面是新的，逻辑是不同的，并且增加了新技术。更新产生了培训和文件的需求，以确保安全升级交付预期的结果。

由于我们为客户对设备进行了更改，因此产生了新的手册，概述了新的安全程序和操作员任务的变化。Polytron的培训团队对更新后的设备进行了专门的安全培训。例如，在安全区内隔离危险的程序发生了变化。隔离的安全区域使作业者能够停止受影响的区域，进入堵塞并清除堵塞，并重新启动隔离区域。

如果没有经过培训，操作人员将继续像以前一样关闭设备，造成不必要的停机时间。技术转让和培训对于降低风险项目的成功、业绩的连续性和业务的安全性的提高至关重要。

码垛机安全升级

码垛区的设备风险水平降低到可接受的水平。这需要应用防护、新软件、安全级组件和技术，并创建隔离的安全区，以实现高效的操作和维护。

对新机器的操作进行了培训。因此，工作人员已将新的安全程序和功能整合到系统的定期维护和操作中。

该客户继续依赖Polytron及其合作伙伴E2M来执行风险评估中确定的机器安全项目，因为该公司的EHS计划正在进行中，其他升级基于涉及目标设备的资本改进。

根据该公司2011年的可持续发展报告，自2009年启动机器安全计划以来，该公司在2010年和2011年报告了零死亡事故。此外，69%的全球评估主要结论已经完成;95%的纠正措施和预防措施已经关闭。

- Sean Daswani, PE, Polytron高级电气工程师。编辑:马克T.霍斯克，内容经理，CFE媒体，控制工程和设备工程，mhoske@cfemedia.com．

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