基于機械安全設計方法的研究

機械設備在人們的生產生活中發揮著至關重要的作用。與之相關的機械安全問題事關機械使用企業的財產安全和機器操作人員的人身安全。機器設備自我保護能力及安全保護措施是學者所關注的重要內容。自20 世紀90 年代以來，機械風險評價已經成為了機械安全設計領域的重要環節。
1 機械安全的特性
1.1 系統性
在前沿化機械安全技術應用于機械設計以后，人們可以從系統內部入手，分析和評價機器可能出現的危險。系統性是機械安全的主要特點。在系統工程概念應用于機械安全設計領域以后，機械安全設計成為了航海心理、信息人機工程和計算機科學等學科的新型學科。
1.2 安全性
現代安全設計方法的應用，可以在對機械危險的識別機制、評價機制和安全設計機制進行優化的基礎上，為其在壽命周期內的預定功能提供保障。機械安全設計方法所具有的安全性特點有助于人的勞動環境的改善。
1.3 友善性
機械安全設計與人及人所操控的機器之間有著較為密切的聯系。在工業生產領域，機械安全設計方法需要滿足人的生理特性和心理特性，并要注重人機系統效率的提升。虛擬現實技術在機械安全設計領域的應用，是提升機械安全友善性的有效方式。這一技術在機械安全設計領域可以通過整合專業數據信息的基礎上，利用直觀化、可交互化的方式展示相關內容，進而為機械設備的安全改造升級提供參考。
2 機械安全技術的內涵構成
機械安全設計建立在系統工程原理
之上，它包含了安全分析、安全評價和安全設計等內容。與之相關的體系結構涉及到了基礎科學、工程技術及管理科學等多項內容?；A技術、工程技術、管理技術和支撐技術是機械安全技術的內涵構成的反映。
3 機械安全設計的主要內容
3.1 機械的危險識別
描述危險的性質，對不同危險所產生的不同后果進行有效識別，是機械危險識別的主要特征。一般情況下，機器在實際應用過程中所產生的危險主要有機械危險和非機械危險兩種形式。前者包含了擠壓危險、切割危險和吸入、卷入危險等內容。后者包含了電氣為先、熱危險及噪聲危險等危險。
3.2 機械產品的安全設計方法
機械安全設計方法建立在機械產品全生命安全設計周期內的安全信息基礎之上。安全特征是機械產品安全設計方面所不可忽視的內容。在時間概念層面，機械產品的安全特征與機械產品整個生命周期過程（如機械產品的原材料采集、生產制造和包裝運輸等環節）息息相關。在產品物理域方面，機械安全特征涵蓋了產品各個安全部件的安全特征。一般情況下，基于安全因素的機械產品設計模型主要涉及到了以下內容：一是安全特征模塊；二是設計決策模塊；三是支持工具模塊。安全特征模塊的建構，可以讓人們在機械安全設計領域通過簡潔化、方便化的信息獲取渠道，了解產品的安全性知識，并根據相關內容完成專門化的數據庫的建構。設計安全性決策模塊的應用，可以讓人們在機械產品安全性評價領域，對以往安全事故案例分析報告的警示作用進行有效發揮。利用設計安全性決策模塊對機械產品安全性的影響因素進行明確，有助于機械安全指導方案的優化。支持工具模塊的應用，可以為產品安全特征數據庫和相關的建模系統的開發建設工作提供一定的幫助。
隨著科學技術的不斷發展，安全設計與綠色設計的融合，已經開始得到了人們的關注。綠色設計具有著減少物質能源消耗、降低有害物質排放的作用。機械安全設計與綠色設計相融合的設計方法可以在對現代設計方法進行完善的基礎上，為機械安全設計提供一定的理論依據。
虛擬現實技術在機械安全設計領域的應用，也可以讓人們在虛擬環境下直面機械設備可能產生的各種危險。在機械產品的復雜性及多樣性的影響下，機械安全設計具有著設計過程復雜性的特點。設計原理數據庫、術語數據庫和危險事件數據庫等內容均與機械的安全特征之間存在著一定的聯系。
3.3 機械的安全評價
機械產品的安全評價主要指的是人們在現有的工藝技術條件下，確定機械產品種可能存在的危險因素，并在此基礎上計算不同危險情境下可能產生的傷害的概率，評價不同危險情境的危害程度的評價形式。在機械安全設計領域，人們需要從機械產品在不同使用模式下的工作狀態進行深入分析，進而對設備的潛在危險進行確定，危險度計算是確定危險水平的主要依據。應用樹與故障樹相結合的識別方式是展示事故發生演變過程，描述故障類型的有效方式。在故障樹建構完成以后，相關人員在事件樹的建構過程中，需要確定初因事件及緩沖裝置等內容。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四顧分析預測方面得到應用。
4 結　語
機械安全設計包含了安全分析、安全評價和安全設計等內容。機械安全設計與綠色設計相融合的設計方法可以在對現代設計方法進行完善的基礎上，為機械安全設計提供一定的理論依據。虛擬現實技術在機械安全設計領域的應用，也可以讓人們在虛擬環境下直面機械設備可能產生的各種危險。