機(jī)械設(shè)備在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。與之相關(guān)的機(jī)械安全問題事關(guān)機(jī)械使用企業(yè)的財產(chǎn)安全和機(jī)器操作人員的人身安全。機(jī)器設(shè)備自我保護(hù)能力及安全保護(hù)措施是學(xué)者所關(guān)注的重要內(nèi)容。自20 世紀(jì)90 年代以來，機(jī)械風(fēng)險評價已經(jīng)成為了機(jī)械安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要環(huán)節(jié)。
1 機(jī)械安全的特性
1.1 系統(tǒng)性
在前沿化機(jī)械安全技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)以后，人們可以從系統(tǒng)內(nèi)部入手，分析和評價機(jī)器可能出現(xiàn)的危險。系統(tǒng)性是機(jī)械安全的主要特點(diǎn)。在系統(tǒng)工程概念應(yīng)用于機(jī)械安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域以后，機(jī)械安全設(shè)計(jì)成為了航海心理、信息人機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的新型學(xué)科。
1.2 安全性
現(xiàn)代安全設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，可以在對機(jī)械危險的識別機(jī)制、評價機(jī)制和安全設(shè)計(jì)機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上，為其在壽命周期內(nèi)的預(yù)定功能提供保障。機(jī)械安全設(shè)計(jì)方法所具有的安全性特點(diǎn)有助于人的勞動環(huán)境的改善。
1.3 友善性
機(jī)械安全設(shè)計(jì)與人及人所操控的機(jī)器之間有著較為密切的聯(lián)系。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，機(jī)械安全設(shè)計(jì)方法需要滿足人的生理特性和心理特性，并要注重人機(jī)系統(tǒng)效率的提升。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，是提升機(jī)械安全友善性的有效方式。這一技術(shù)在機(jī)械安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域可以通過整合專業(yè)數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，利用直觀化、可交互化的方式展示相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)而為機(jī)械設(shè)備的安全改造升級提供參考。
2 機(jī)械安全技術(shù)的內(nèi)涵構(gòu)成
機(jī)械安全設(shè)計(jì)建立在系統(tǒng)工程原理
之上，它包含了安全分析、安全評價和安全設(shè)計(jì)等內(nèi)容。與之相關(guān)的體系結(jié)構(gòu)涉及到了基礎(chǔ)科學(xué)、工程技術(shù)及管理科學(xué)等多項(xiàng)內(nèi)容。基礎(chǔ)技術(shù)、工程技術(shù)、管理技術(shù)和支撐技術(shù)是機(jī)械安全技術(shù)的內(nèi)涵構(gòu)成的反映。
3 機(jī)械安全設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
3.1 機(jī)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(jī)械危險識別的主要特征。一般情況下，機(jī)器在實(shí)際應(yīng)用過程中所產(chǎn)生的危險主要有機(jī)械危險和非機(jī)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(nèi)容。后者包含了電氣為先、熱危險及噪聲危險等危險。
3.2 機(jī)械產(chǎn)品的安全設(shè)計(jì)方法
機(jī)械安全設(shè)計(jì)方法建立在機(jī)械產(chǎn)品全生命安全設(shè)計(jì)周期內(nèi)的安全信息基礎(chǔ)之上。安全特征是機(jī)械產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)方面所不可忽視的內(nèi)容。在時間概念層面，機(jī)械產(chǎn)品的安全特征與機(jī)械產(chǎn)品整個生命周期過程（如機(jī)械產(chǎn)品的原材料采集、生產(chǎn)制造和包裝運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)）息息相關(guān)。在產(chǎn)品物理域方面，機(jī)械安全特征涵蓋了產(chǎn)品各個安全部件的安全特征。一般情況下，基于安全因素的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型主要涉及到了以下內(nèi)容：一是安全特征模塊；二是設(shè)計(jì)決策模塊；三是支持工具模塊。安全特征模塊的建構(gòu)，可以讓人們在機(jī)械安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域通過簡潔化、方便化的信息獲取渠道，了解產(chǎn)品的安全性知識，并根據(jù)相關(guān)內(nèi)容完成專門化的數(shù)據(jù)庫的建構(gòu)。設(shè)計(jì)安全性決策模塊的應(yīng)用，可以讓人們在機(jī)械產(chǎn)品安全性評價領(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(shè)計(jì)安全性決策模塊對機(jī)械產(chǎn)品安全性的影響因素進(jìn)行明確，有助于機(jī)械安全指導(dǎo)方案的優(yōu)化。支持工具模塊的應(yīng)用，可以為產(chǎn)品安全特征數(shù)據(jù)庫和相關(guān)的建模系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)工作提供一定的幫助。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，安全設(shè)計(jì)與綠色設(shè)計(jì)的融合，已經(jīng)開始得到了人們的關(guān)注。綠色設(shè)計(jì)具有著減少物質(zhì)能源消耗、降低有害物質(zhì)排放的作用。機(jī)械安全設(shè)計(jì)與綠色設(shè)計(jì)相融合的設(shè)計(jì)方法可以在對現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行完善的基礎(chǔ)上，為機(jī)械安全設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，也可以讓人們在虛擬環(huán)境下直面機(jī)械設(shè)備可能產(chǎn)生的各種危險。在機(jī)械產(chǎn)品的復(fù)雜性及多樣性的影響下，機(jī)械安全設(shè)計(jì)具有著設(shè)計(jì)過程復(fù)雜性的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)原理數(shù)據(jù)庫、術(shù)語數(shù)據(jù)庫和危險事件數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容均與機(jī)械的安全特征之間存在著一定的聯(lián)系。
3.3 機(jī)械的安全評價
機(jī)械產(chǎn)品的安全評價主要指的是人們在現(xiàn)有的工藝技術(shù)條件下，確定機(jī)械產(chǎn)品種可能存在的危險因素，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算不同危險情境下可能產(chǎn)生的傷害的概率，評價不同危險情境的危害程度的評價形式。在機(jī)械安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域，人們需要從機(jī)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(shè)備的潛在危險進(jìn)行確定，危險度計(jì)算是確定危險水平的主要依據(jù)。應(yīng)用樹與故障樹相結(jié)合的識別方式是展示事故發(fā)生演變過程，描述故障類型的有效方式。在故障樹建構(gòu)完成以后，相關(guān)人員在事件樹的建構(gòu)過程中，需要確定初因事件及緩沖裝置等內(nèi)容。出不危險分析法、故障類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(yù)測方面得到應(yīng)用。
4 結(jié) 語
機(jī)械安全設(shè)計(jì)包含了安全分析、安全評價和安全設(shè)計(jì)等內(nèi)容。機(jī)械安全設(shè)計(jì)與綠色設(shè)計(jì)相融合的設(shè)計(jì)方法可以在對現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行完善的基礎(chǔ)上，為機(jī)械安全設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，也可以讓人們在虛擬環(huán)境下直面機(jī)械設(shè)備可能產(chǎn)生的各種危險。