设备的可维修维护性设计6-安全及人机工程-1
发布时间：2023-12-04
设备的可维修维护性设计6-安全及人机工程1
安全性设计是通过各种设计活动来消除和控制各种危险，防止所设计的设备在整个生命周期：设计、制造、运输、安装、调试、使用、维护、拆除过程中发生导致人员伤亡和设备损坏的各种意外事故。
维修维护性与安全性有两个接口：一是在设备设计中，保证硬件的结构和材料或工艺的设计不会由于维修维护不当而引起安全事故；另一是，保证所设计的硬件不会因进行正常的维修维护等作业而伤害维修人员。即设备的软硬件功能的安全性以及维修维护任务过程的安全性。
1安全和风险安全，是指“人或机械在一个环境中不发生危险与不受到损害的状态”，安全是相对的，不存在绝对的安全，是风险可接受的状态。
风险是指“发生事故的可能性和严重程度”。
在设计一台设备时，应尽可能对其潜在的风险进行识别、估计、评价，以便减小风险，以达到我们所需要的安全要求，这一过程被称为安全风险评估。
安全风险评估的目的是通过这一评估过程，实施风险降低方案，将设备的风险降低到允许的等级，即风险可接受的状态。
图：将风险降低到允许等级
2 风险评估过程简述按照GB/T 15706-2012规定风险评估分为风险分析、风险评价两个大的步骤。
图：符合GB/T 15706-2012标准的风险评估
（1）确定机械的限制：确定机械限定时需考虑设备全生命周期所处于的阶段，包括运输、安装、调试、使用、维护、拆除各个阶段。考虑设备的使用限制、空间限制、时间限制等方面。
表：机械限制需考虑的4个方面
（2）危险识别
在确定机械限制后，进行危险的识别，危险的识别需要行业领域专业人员共同讨论确定，并参考有关的A类、B类、C类标准，优先采用C类标准，一般 C 类标准只适用于特定的设备或应用。如果没有合适的 C 类标准或者 C 类标准不能满足要求时，可以采用 A 类或 B 类标准。
在风险评估过程中应识别所有与各种任务相关的可合理预见的危险、危险状态（人员暴露于至少具有一种危险的环境，例如靠近运行部件工作）、危险事件（可能发生的危险事件，例如，液压设备，液压管爆裂），除此之外应识别与任务不直接相关的，如雷电、暴雨、噪声、机械断裂、液压软管爆裂等非正常状态下环境和部件失效引起的危险。
机械设备可能存在下列各类危险：
表：机械设备各类危险
GB/T 15706-2012标准附表B.1提供了以上各类危险的示例，包含危险源和潜在后果
识别危险包含危险、危险状态和/或危险事件时应考虑以下因素：
表：危险识别考虑因素
注：GB/T 15706-2012附表
B.1给出了危险示例
B.2包含了一些典型的危险示例及潜在后果
B.3设备生命周期中各个阶段可导致危险状态的任务清单
B.4危险事件示例
（3）风险估计
危险识别后，应对每种危险状态进行估计，风险估计的目的是确定每个危险状态的最高风险，并对风险进行量化。
来源： GB/T 15706-2012 图：风险要素
风险要素：伤害的严重程度和该严重程度伤害发生的概率。
风险估计工具一般有三种，分别是：风险矩阵法、风险图法、数值评分法。以下以风险图工具方法示例。
表：风险图工具4要素
来源：GB/T 15706-2012 图：风险图工具方法
风险指数1或2对应于采取措施的最低优先级；3、4对应中等优先级；5、6对应最高优先级，最优先考虑减少风险。必须消除S2相关风险，或降低到可接受的范围。
（4）风险评价
完成风险估计后，应进行风险评价，以确定是否需要进行风险减小。
通常具备以下条件时，即可以认为已达到充分的风险减小：
符合国家的法律法规并充分考虑了现有技术水平情况；
考虑了所有设备运行条件，以及外界干预方面的因素；
已通过整体解决方案，降低风险，或风险减小到目前最低水平；
对现有的安全防护措施，以及产生的新危险均根据迭代三步法进行了正确的处理；
剩余风险已在设计资料和操作手册中进行了充分提醒，并在设备的合适位置设置了警示标识；
所采取的防护措施得当并相互匹配；
现有的安全防护措施不影响生产和操作
3 风险减小过程迭代三步法简介风险评估中确定什么样的风险，就要采取与之相对应的安全防护措施。风险减小遵循以下框图逻辑：
来源：GB/T 15706-2012， ISO 12100：2010 图：风险减小迭代三步法
上图中间部分说明了设备厂商和使用者采取保护措施的优先顺序。通过采取“本质安全设计措施”、“安全防护和补充设计措施”以及“使用信息”风险减小迭代三步法，并结合使用者采取的保护措施，将上图右侧的风险减少到可以接受的“安全”程度。
“应在采用上述风险减小三步法的每个步骤后确定是否达到充分的风险减小。作为该迭代过程的一部分，还应检查采用新的保护措施时，是否引入了额外的危险或增加了其他危险。如增加了其他危险，则应把这些危险列入已识别的危险清单中，并提出适当的保护措施”。
4 维修维护性安全设计（1）本质安全设计
设备在本质安全设计过程中,应充分考虑到设备总是会出现故障,需要进行维修的因素;需要充分考虑设备周期性维护因素，特别是MFMEA识别的关键维修维护项目。
机器设备结构设计时应考虑维修维护是否因为机械设计存在的风险。
考虑以下几个方面
注：红色部分虽未详细列出来，但特别重要，人机工程后边会尝试详写未放入
来源：GB/T 15706-2012内容 表：本质安全设计重点考虑因素
(2)安全防护及补充保护措施
“安全防护及补充保护措施”是第一步“本质安全设计措施”无法合理消除危险或不能充分减小风险的情况下，采取的第二步减小风险的措施。
1）两个重要原则：隔离和停止。
表：隔离和停止的基本功能和作用
2）安全防护装置
图：GB/T 15706-2012 选择安全防护装置防止由运动部件产生的危险
3）补充防护措施
设备通过风险减小过程迭代三步法的第一步“本质安全设计措施”，第二步“安全防护措施”，还可能存在剩余风险，此时需要采用其他补充防护措施，通常的补充防护措施有以下几种，但不限于以下：
被困人员逃生和救援措施
能源隔离和能量耗散措施（LOTO:LOCKOUT/TAGOUT）
提供安全、方便的搬运辅助装置
安全进入机器设备的措施
培训和监督
安全防护装置和保护装置的有效性确认和监督机制
个体防护装备（PPE）
建立设备的工作流程和安全操作规程
安全教育培训
(3) 使用信息
设备的使用信息是设备设计的重要组成部分。这种资料传递设备设计者和制造者重要的技术信息、使用信息和安全信息，也是相关人员正确使用、学习、培训重要的技术文件。
1）机械安全而言，使用信息的作用：
帮助正确了解设备的结构、控制系统、安全操作手册、维修维护有关重要信息
是描述设备整体性能、指导如何维修维护安全作业的指导书
帮助相关人员了解剩余风险以及可能造成的伤害，增强避免危险的安全意识
通过信号、警示装置以及机器设备危险部位适当位置的警示标志，对现场人员发出危险预警的警报
当面对突发事件或特大事故时，有助于制定完善的应预案和计划，并采取正确合理的应急管理、指挥救援等措施
2）使用信息、警示装置和警示标志的要求与规定如下：
提供的位置：
在设备内或设备上
在随行文件中，特备是使用手册、维修维护手册和说明书
在包装上
信号和警告装置要求与规定：视觉信号和听觉信号有以下基本要求：
在危险事件发生之前发出
含义确切
能明显察觉到，并与所用的其他所有信号区分
容易被使用则和其他人员明确识别
警示信号和警告装置的数目要以不引起人的“感官疲劳”为宜
设备应具备以下必要的标志和标识：
供使用者明确识别用的标志，至少包含：制造商名称和地址、设备的型号、序列号、出厂日期、重量
表明设备符合强制性要求的标志，书面描述
针对安全使用标志
——旋转部件的最高转速
——工具的最大直径
——机器本身或可移除部件的重量
——最大工作载荷
——PPE
——防护装置的调整数据
——检查频次
-END-
安全这块因不同的设备，涉及内容较多，未能给出基本的检查表，如果有C类标准建议参考C类,如无C类标准，参考A\B类。
以上内容主要来源于GB/T 15706-2012 ，未理解正确之处还请以标准为准。
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