魏 巍

(北京勞動保障職業(yè)學院，北京 100029)

1 引言

與其他類別的機械設(shè)備相比，塑料機械的運行工況更為惡劣和復雜，幾乎涵蓋了所有的危險源：機械、電氣、熱、振動、輻射、噪聲、有害物排放、人類工效學、環(huán)境與綜合等，其中，尤以機械、電氣、熱、振動等4種危險的傷害程度和發(fā)生概率相對更高。例如，帶人工上下料的塑料注射成型機早已被歐盟的機械安全指令98/37/EC判定為“危險機械”，須獲得歐盟的相關(guān)安全認證才能在域內(nèi)進行生產(chǎn)和銷售。

國內(nèi)關(guān)于塑料機械安全性設(shè)計方面的研究，一直偏重于對國內(nèi)外塑料機械安全標準的介紹和宣貫，欠缺關(guān)于塑料機械的安全性設(shè)計理論、方法和規(guī)范方向的研究。譬如，文獻[1、2]從質(zhì)量監(jiān)管的角度，全面介紹了當時我國塑料機械安全標準的發(fā)展狀況，指出了國內(nèi)塑料機械存在的諸多安全性能缺陷；文獻[2]更進一步結(jié)合已有的通用機械安全B類標準對國內(nèi)塑料機械產(chǎn)品存在的主要安全問題提出具體的應對措施；文獻[3]則著重介紹了2010年全國橡膠塑料機械標準化技術(shù)委員會(SAC/TC71)新頒布的7項橡膠塑料機械C類安全標準。本文將結(jié)合對2012年以來新頒布的3項通用機械安全A類標準(包括：GB/T 15706-2012《機械安全 設(shè)計通則 風險評估與風險減小》、GB/T 16856-2015《機械安全 風險評估 實施指南和方法舉例》和GB/T 20850-2014《機械安全 機械安全標準的理解和使用指南》)的分析解讀，重點討論塑料機械的安全性設(shè)計路線、流程、方法和安全標準適用的技術(shù)規(guī)范，供塑料機械的設(shè)計人員參考借鑒。

2 塑料機械安全性能的基本設(shè)計流程

塑料機械安全性能的設(shè)計流程一般包括3個主要環(huán)節(jié)：其中， “風險評估”環(huán)節(jié)針對機器在各種工況下的每種危險和危險狀態(tài)的風險進行分析和評價； “風險減小”環(huán)節(jié)是在風險評估結(jié)果顯示存在超出承受范圍的風險時，采取保護措施消除危險或減小危險伴隨的風險的迭代過程； “持續(xù)改進”環(huán)節(jié)既是指在初始設(shè)計時重復多次“風險評估-風險減小”的迭代過程，也是指在產(chǎn)品全生命周期中應該持續(xù)改進其功能安全性，必要時視情啟動新一輪的安全性設(shè)計流程。

3 塑料機械安全設(shè)計的標準適用規(guī)范

3.1 我國的機械安全標準體系

我國的通用機械安全系列標準由全國機械安全標準化技術(shù)委員會(SAC/TC208)歸口管理，目前已形成了較為完整的機械安全標準體系，該體系分為A、B、C三個層級。

3.1.1 A類標準(基礎(chǔ)安全標準)

該類標準給出適用于所有機械的基本概念、設(shè)計原則和一般特征。

GB/T 20850-2014《機械安全機械安全標準的理解和使用指南》中羅列了機械安全相關(guān)的4項A類標準，其中GB/T 16856.2《機械安全風險評價第2部分：實施指南和方法舉例》已被2015年12月發(fā)布的新標準GB/T 16856-2015《機械安全風險評估實施指南和方法舉例》替代。

3.1.2 B類標準(通用安全標準)

B1類，涉及機械的某一特定安全特征的標準(如安全距離、表面溫度和噪聲等)； B2類，使用范圍較廣泛的某一類安全防護裝置標準(如雙手操縱裝置、聯(lián)鎖裝置、壓敏保護裝置和防護裝置等)。

GB/T 20850-2014 《機械安全機械安全標準的理解和使用指南》中羅列了與機械安全相關(guān)的151項B類標準，其中通用標準38項，電氣標準13項，流體動力標準2項，振動標準3項，電磁兼容標準10項，聲學標準22項，人類工效學標準63項。

3.1.3 C類標準(機器安全標準)

該類標準是針對一種特定的機器或一組機器規(guī)定出詳細的安全要求。

此類安全標準一般為強制性標準，要求特定機械的設(shè)計者和制造者必須嚴格遵循其相關(guān)技術(shù)規(guī)定。目前，涉及塑料機械安全的C類標準數(shù)量相對較少，目前僅發(fā)布11項，全部由全國橡膠塑料機械標準化技術(shù)委員會(SAC/TC71)歸口管理。

3.2 塑料機械安全設(shè)計的3種標準適用規(guī)范

在塑料機械的安全性能設(shè)計中，對相關(guān)安全標準的執(zhí)行和引用具有不可替代的指導意義。A類安全標準為安全性設(shè)計提供方法和原則；B類標準提供安全特性或裝置的設(shè)計規(guī)范；C類標準則給出特定產(chǎn)品的強制性技術(shù)要求和具體解決方案。在安全性設(shè)計中正確使用相關(guān)安全標準無疑對提升產(chǎn)品安全性能起到事半功倍的效果。

正如3.1中所述，我國現(xiàn)階段能夠供塑料機械設(shè)計人員直接參考使用的塑料機械安全C類標準數(shù)量有限，與門類繁多的塑料機械產(chǎn)品種類形成較大反差。以下分3種不同情況，討論現(xiàn)階段塑料機械安全性設(shè)計的安全標準適用規(guī)范，供設(shè)計人員參考。

3.2.1 已發(fā)布C類安全標準的塑料機械

經(jīng)統(tǒng)計，現(xiàn)行11項塑料機械安全C類標準所涉及的塑料機械包括：塑料擠出機、擠出生產(chǎn)線的擠出機、刀片式破碎機、拉條式切粒機、切碎機、團粒機、模面切粒機和牽引裝置、密閉式煉塑機、開放式煉塑機、塑料壓延機和塑料注射成型機。

對于這11種塑料機械而言，設(shè)計者在產(chǎn)品的安全性設(shè)計中應嚴格遵照C類安全標準無條件執(zhí)行。因為C類安全標準是規(guī)范該種塑料機械安全性設(shè)計的最高級別指令性文件，具有強制性和對抗性的屬性。

強制性：現(xiàn)行11項塑料機械C類安全標準無一例外都是強制性國家標準；對抗性：C類安全標準的具體條款在與A類、B類安全標準的一般性規(guī)定發(fā)生沖突時，應以C類標準的技術(shù)規(guī)定為準。

一般而言，C類安全標準的內(nèi)容涵蓋了應用范圍、重大危險的列舉、描述風險減小措施的要求、驗證風險減小措施的方法、關(guān)于使用信息的要求、引用相關(guān)和適用的B類標準等，同時提供了成熟可靠、行之有效的技術(shù)解決方案，對提升特定產(chǎn)品安全性設(shè)計水平效果顯著。

3.2.2 無C類安全標準，但已發(fā)布通用技術(shù)條件或產(chǎn)品標準的塑料機械

對于此類塑料機械，設(shè)計者在產(chǎn)品的安全性設(shè)計中應首先滿足該產(chǎn)品通用技術(shù)條件或產(chǎn)品標準的安全要求條款，可考慮參照類似產(chǎn)品C類標準對同類危險狀態(tài)進行評估和處置的技術(shù)要求。

需要明確的是，依據(jù)通用技術(shù)條件或產(chǎn)品標準的安全要求條款確定的安全性技術(shù)方案均應符合B類標準中的強制性要求。因為，通用技術(shù)條件和產(chǎn)品標準一般均為推薦性標準，其安全要求條款的內(nèi)容不能對抗B類標準的強制性技術(shù)規(guī)定。

特別要強調(diào)的是，塑料機械均屬于機電一體化產(chǎn)品，屬于B類強制性標準的GB 5226.1-2008《機械電氣安全機械電氣設(shè)備第1部分:通用技術(shù)條件》對所有塑料機械的安全性設(shè)計具有強制約束力。此外，塑料機械的生產(chǎn)線類產(chǎn)品還應同時滿足GB 16655-2008《機械安全集成制造系統(tǒng)基本要求》的相關(guān)技術(shù)規(guī)定。

屬于這種情況的塑料機械產(chǎn)品包括：塑料排氣擠出機、塑料擠出干法熱切造粒輔機、塑料真空成型機、塑料擠出吹塑薄膜輔機、可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料預發(fā)機、可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料自動成型機、塑料擠出吹塑中空成型機、料斗式塑料干燥機、塑料擠出帶輔機、塑料擠出異型材輔機、塑料擠出拉絲輔機、EVA發(fā)泡注射成型機、聚氨酯現(xiàn)場發(fā)泡包裝設(shè)備、橡膠塑料加壓式捏煉機等。

3.2.3 塑料機械新型產(chǎn)品

對于采用新概念、新工藝、新流程的塑料機械新型產(chǎn)品，一般既無C類標準可供參照執(zhí)行，也還沒有通用技術(shù)條件或產(chǎn)品標準。

設(shè)計者對于此類新產(chǎn)品的安全性設(shè)計，應首先考慮參考類似產(chǎn)品C類標準對同類危險狀態(tài)進行評估和處置的技術(shù)要求，并遵照機械安全A類標準的推薦方法，結(jié)合新產(chǎn)品已知的設(shè)計方案和工藝流程，實施科學的風險評估和有效的風險減小措施，確保產(chǎn)品最終的安全性設(shè)計方案符合B類標準中的強制性規(guī)定。同時，應注意收集整理產(chǎn)品設(shè)計過程中的風險評估與減小的技術(shù)文件、試驗數(shù)據(jù)、用戶反饋等原始資料，為之后的持續(xù)改進設(shè)計和標準制訂打下堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

包括塑料機械在內(nèi)的通用機械安全性能的設(shè)計流程中，風險評估、風險減小和持續(xù)改進3個環(huán)節(jié)缺一不可。其中，風險評估和風險減小是基于A、B類安全標準所提供的方法論在機械安全設(shè)計過程中的具體設(shè)計實踐，而持續(xù)改進既是機械安全初始設(shè)計的末段環(huán)節(jié)，更是在產(chǎn)品全生命周期中3個設(shè)計環(huán)節(jié)迭代循環(huán)漸進完善安全性能的“原動力”。

塑料機械的設(shè)計者在產(chǎn)品的安全性能設(shè)計中不能滿足于簡單執(zhí)行現(xiàn)有的強制性安全標準，特別是C類安全標準具有一定局限性：受行業(yè)整體發(fā)展水平、安全裝置技術(shù)滯后、產(chǎn)品風險信息不全等諸多因素的制約，C類標準僅能限全行業(yè)現(xiàn)有技術(shù)條件下應該達到的安全防護最低要求，這顯然不是安全性設(shè)計的終極目標。因此，應秉承“持續(xù)改進”的設(shè)計理念，系統(tǒng)開展對產(chǎn)品風險評估信息的收集、整理和更新工作，特別是對用戶反饋的極端工況下的安全信息給予足夠的重視和響應；建立機械安全信息數(shù)據(jù)庫；優(yōu)化安全性設(shè)計流程和技術(shù)規(guī)范；同步跟蹤國內(nèi)外最新的安全標準和安全技術(shù)發(fā)展動態(tài)，為全面提升我國的塑料機械安全性能水平共同努力。