В данной статье рассматриваются ситуации и цепочки событий, приводящие к несчастным случаям, связанным с контактом с движущейся частью машин. Люди, которые управляют и обслуживают машины, рискуют попасть в серьезную аварию. Статистические данные США показывают, что 18,000 800 ампутаций и более 1979 смертельных исходов в Соединенных Штатах каждый год связаны с такими причинами. Согласно Национальному институту безопасности и гигиены труда США (NIOSH), в 1990 г. категория травм «получил внутри, под или между» занимала самое высокое место среди наиболее важных видов профессиональных травм. Такие травмы, как правило, связаны с машинами ( Этертон и Майерс, 10). «Контакт с движущейся частью машины» был зарегистрирован как основной случай травмы в более чем 1979% несчастных случаев на производстве с тех пор, как эта категория была введена в шведскую статистику производственного травматизма в XNUMX году.

Большинство машин имеют движущиеся части, которые могут привести к травме. Такие движущиеся части могут находиться в точке операции, где выполняется работа с материалом, например, там, где происходит резка, формование, сверление или деформация. Их можно найти в аппаратах, которые передают энергию частям машины, выполняющим работу, например, в маховиках, шкивах, шатунах, муфтах, кулачках, шпинделях, цепях, кривошипах и шестернях. Их можно найти в других движущихся частях машины, таких как колеса мобильного оборудования, мотор-редукторы, насосы, компрессоры и т. д. Опасные движения машин также могут быть обнаружены среди других видов машин, особенно во вспомогательном оборудовании, которое обрабатывает и транспортирует такие грузы, как заготовки, материалы, отходы или инструменты.

Все части машины, которые движутся в процессе выполнения работы, могут способствовать несчастным случаям, приводящим к травмам и повреждениям. Как вращательные, так и прямолинейные движения машин, а также их источники энергии могут быть опасны:

Вращательное движение. Даже гладкие вращающиеся валы могут захватить предмет одежды и, например, привести руку человека в опасное положение. Опасность вращающегося вала возрастает, если он имеет выступающие части или неровные или острые поверхности, такие как регулировочные винты, болты, прорези, выемки или режущие кромки. Вращающиеся детали машин создают «точки защемления» тремя различными способами:

1. Есть точки между двумя вращающимися частями, которые вращаются в противоположных направлениях и имеют параллельные оси, такие как шестерни или зубчатые колеса, ролики каретки или каретки.
2. Существуют точки контакта между вращающимися частями и частями, движущимися линейно, например, между приводным ремнем и его шкивом, цепью и звездочкой или зубчатой ​​рейкой.
3. Движения вращающихся машин могут создавать риск порезов и защемлений, когда они происходят в непосредственной близости от стационарных объектов — такие условия существуют между шнеком и его корпусом, между спицами колеса и станиной машины или между шлифовальным кругом и приспособлением для инструмента.

Линейные движения. Вертикальные, горизонтальные и возвратно-поступательные движения могут привести к травме несколькими способами: человек может получить толчок или удар частью машины, может быть зажат между частью машины и каким-либо другим предметом, может порезаться острым краем или удержаться. травма от защемления в результате захвата между движущейся частью и другим предметом (рис. 1).

Рисунок 1. Примеры механических движений, которые могут травмировать человека

Источники питания. Часто для работы машины используются внешние источники энергии, которые могут потреблять значительное количество энергии. К ним относятся электрические, паровые, гидравлические, пневматические и механические силовые системы, все из которых, если их высвободить или не контролировать, могут привести к серьезным травмам или повреждениям. Исследование несчастных случаев, произошедших в течение одного года (с 1987 по 1988 год) среди фермеров в девяти деревнях на севере Индии, показало, что машины для измельчения кормов, в остальном одинаковой конструкции, более опасны, если они приводятся в действие двигателем или трактором. Относительная частота несчастных случаев с более чем легкими травмами (на машину) составила 5.1 на тысячу для ручных резаков и 8.6 на тысячу для механических резаков (Mohan and Patel 1992).

Травмы, связанные с движением машин

Поскольку силы, связанные с движениями машин, часто довольно велики, можно предположить, что травмы, которые они вызывают, будут серьезными. Это предположение подтверждается несколькими источниками. Согласно британской статистике, на «контакт с движущимися механизмами или обрабатываемым материалом» приходится лишь 5% всех несчастных случаев на производстве, но до 10% несчастных случаев со смертельным исходом и серьезных травм (переломы, ампутации и т. д.) (HSE 1989). Исследования двух предприятий по производству автомобилей в Швеции указывают на то же направление. Несчастные случаи, вызванные движением машин, привели к удвоению числа дней отпуска по болезни, измеряемому средними значениями, по сравнению с несчастными случаями, не связанными с машинами. Несчастные случаи с участием машин также отличались от других несчастных случаев в отношении травмированных частей тела: результаты показали, что 80% травм, полученных в результате несчастных случаев с машинами, были нанесены на руки и пальцы, в то время как соответствующая доля травм при «других» несчастных случаях была 40% (Backström and Döös, 1995).

Ситуация риска на автоматизированных установках оказалась как иной (по типу аварии, последовательности событий и степени тяжести травм), так и более сложной (как в техническом плане, так и в отношении необходимости специальных навыков), чем на установки, в которых используется обычное оборудование. Срок автоматизированный здесь подразумевается оборудование, которое без непосредственного вмешательства человека может либо инициировать движение машины, либо изменить его направление или функцию. Для такого оборудования требуются сенсорные устройства (например, датчики положения или микропереключатели) и/или некоторая форма последовательного управления (например, компьютерная программа) для управления и контроля их действий. За последние десятилетия а Программируемый логический контроллер (ПЛК) все чаще используется в качестве блока управления в производственных системах. Небольшие компьютеры в настоящее время являются наиболее распространенным средством управления производственным оборудованием в промышленно развитых странах, в то время как другие средства управления, такие как электромеханические устройства, становятся все менее и менее распространенными. В шведской обрабатывающей промышленности использование станков с числовым программным управлением (ЧПУ) увеличивалось на 11–12 % в год в течение 1980-х годов (Hörte and Lindberg, 1989). В современном промышленном производстве получение травм от «движущихся частей машин» все больше становится эквивалентным травме от «движений машин, управляемых компьютером».

Автоматизированные установки встречаются во все большем количестве отраслей промышленности, и они имеют все большее количество функций. Управление складами, обработка материалов, обработка, сборка и упаковка — все автоматизировано. Серийное производство стало напоминать серийное производство. Если подача, обработка и выталкивание заготовок механизированы, оператору больше не нужно находиться в зоне риска в ходе обычного бесперебойного производства. Научные исследования автоматизированного производства показали, что несчастные случаи происходят в первую очередь при устранении нарушений, влияющих на производство. Однако люди также могут мешать движению машины при выполнении других задач, таких как очистка, регулировка, сброс, контроль и ремонт.

Когда производство автоматизировано и процесс больше не находится под непосредственным контролем человека, возрастает риск непредвиденных движений машины. Большинство операторов, работающих с группами или линиями взаимосвязанных машин, сталкивались с такими неожиданными перемещениями машин. Много несчастные случаи с автоматикой возникают в результате именно таких движений. Аварией, связанной с автоматизацией, является авария, при которой автоматическое оборудование контролировало (или должно было контролировать) энергию, вызвавшую травму. Это означает, что сила, причиняющая вред человеку, исходит от самой машины (например, энергия движения машины). При изучении 177 несчастных случаев, связанных с автоматикой в ​​Швеции, было установлено, что травмы были вызваны «неожиданным запуском» части машины в 84% случаев (Backström and Harms-Ringdahl, 1984). Типичный пример травмы, вызванной движением машины, управляемой компьютером, показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Типичный пример травмы, вызванной движением машины, управляемой компьютером

Одно из исследований, упомянутых выше (Backström and Döös, 1995), показало, что автоматически управляемые движения машин были причинно связаны с более длительными периодами отпуска по болезни, чем с травмами, вызванными другими видами движений машин, при этом медианное значение было в четыре раза выше на одном из рабочих мест. . Характер травм при авариях, связанных с автоматикой, был аналогичен таковому при других авариях с машинами (в основном с участием рук и пальцев), но прежние виды травм имели тенденцию быть более серьезными (ампутации, раздавливания и переломы).

Компьютерное управление, как и ручное, имеет слабые места с точки зрения надежности. Нет никакой гарантии, что компьютерная программа будет работать без ошибок. Электроника с низким уровнем сигнала может быть чувствительна к помехам, если она не защищена должным образом, и последствия возникающих отказов не всегда можно предсказать. Кроме того, программные изменения часто остаются недокументированными. Одним из методов, используемых для компенсации этой слабости, является, например, эксплуатация «двойных» систем, в которых есть две независимые цепочки функциональных компонентов, и метод мониторинга, при котором обе цепочки отображают одно и то же значение. Если системы отображают разные значения, это указывает на сбой в одной из них. Но существует вероятность того, что обе цепи компонентов могут страдать от одной и той же неисправности и что они обе могут быть выведены из строя одним и тем же возмущением, тем самым давая ложноположительные показания (поскольку обе системы согласны). Однако лишь в нескольких исследованных случаях удалось связать аварию с отказом компьютера (см. ниже), несмотря на то, что обычно один компьютер управляет всеми функциями установки (даже остановкой машина в результате срабатывания защитного устройства). В качестве альтернативы можно рассмотреть вопрос о предоставлении испытанной системы с электромеханическими компонентами для функций безопасности.

Технические проблемы

В целом можно сказать, что одна авария имеет множество причин, в том числе технических, индивидуальных, экологических и организационных. В профилактических целях аварию лучше всего рассматривать не как изолированное событие, а как последовательность событий или процесса (Backström 1996). В случае автоматических аварий было показано, что технические проблемы часто являются частью такой последовательности и возникают либо на одной из ранних стадий процесса, либо в непосредственной близости от травмоопасного события аварии. Исследования, в которых изучались технические проблемы, связанные с авариями, связанными с автоматизацией, показывают, что они являются причиной от 75 до 85% аварий. В то же время в каждом конкретном случае обычно имеют место и другие причины, например, организационного характера. Лишь в десятой части случаев установлено, что непосредственным источником энергии, вызывающей травму, может быть техническая неисправность, например, движение машины, происходящее, несмотря на то, что машина находится в положении остановки. Аналогичные цифры были получены и в других исследованиях. Обычно техническая проблема приводила к проблемам с оборудованием, так что оператору приходилось переключать задачи (например, переустанавливать деталь, находившуюся в кривом положении). Авария тогда произошла во время выполнения задачи, вызванной техническим сбоем. Четверти аварий автоматизации предшествовало нарушение потока материалов, например, застревание детали, ее кривое или иное неправильное положение (см. рис. 3).

Рисунок 3. Типы технических проблем, связанных с авариями автоматизации (количество аварий = 127)

При изучении 127 несчастных случаев, связанных с автоматизацией, 28 из этих несчастных случаев, описанных на рис. 4, были дополнительно исследованы для определения типов технических проблем, которые были задействованы в качестве причинных факторов (Бакстрём и Дёёс, в печати). Проблемы, указанные в расследовании авиационных происшествий, чаще всего были вызваны заклиниванием, неисправностью или износом компонентов. В двух случаях проблема была вызвана ошибкой компьютерной программы, а в одном — электромагнитными помехами. Более чем в половине случаев (17 из 28) неисправности существовали в течение некоторого времени, но не были устранены. Только в 5 из 28 случаев, когда упоминалась техническая неисправность или отклонение, дефект был обнаружен. не проявлялось ранее. Некоторые неисправности были устранены только для того, чтобы снова появиться позже. Одни дефекты присутствовали с момента установки, другие возникли в результате износа и воздействия окружающей среды.

Доля аварий автоматики, происходящих при устранении нарушений в производстве, составляет, по данным большинства исследований, от одной трети до двух третей всех случаев. Другими словами, существует общее мнение, что устранение производственных нарушений является опасной профессиональной задачей. Различия в степени возникновения таких несчастных случаев имеют множество объяснений, в том числе связанные с типом производства и классификацией профессиональных задач. В некоторых исследованиях возмущений рассматривались только проблемы и остановки машин в ходе нормального производства; в других рассматривался более широкий круг проблем, например, связанных с организацией работы.

Очень важным мероприятием по предупреждению аварий автоматики является подготовка процедур по устранению причин производственных нарушений с тем, чтобы они не повторялись. В специальном исследовании производственных нарушений во время несчастного случая (Döös and Backström 1994) было обнаружено, что наиболее распространенной задачей, которую вызывали нарушения, было освобождение или исправление положения заготовки, которая застряла или неправильно застряла. размещен. Этот тип проблемы инициировал одну из двух довольно похожих последовательностей событий: (1) деталь была освобождена и заняла правильное положение, машина получила автоматический сигнал на запуск, и человек был ранен в результате инициированного движения машины, (2 ) не было времени, чтобы часть освободилась или переместилась, прежде чем человек получил травму в результате движения машины, которое произошло неожиданно, быстрее или имело большую силу, чем ожидал оператор. Другие действия по устранению неполадок включали подачу импульса датчика, освобождение застрявшей части машины, поиск простых неисправностей и организацию перезапуска (см. рис. 4).

Рисунок 4. Тип обработки возмущений во время аварии (количество аварий =76)

Безопасность рабочих

Категории персонала, склонные к травматизму при авариях автоматики, зависят от того, как организована работа, т. е. от того, какая профессиональная группа выполняет опасные работы. На практике это вопрос того, какое лицо на рабочем месте назначается для решения проблем и нарушений на регулярной основе. В современной шведской промышленности обычно требуется активное вмешательство людей, управляющих машиной. Вот почему в ранее упомянутом исследовании на производстве транспортных средств в Швеции (Backström and Döös, принято к публикации) было обнаружено, что 82% людей, получивших травмы от автоматических машин, были производственными рабочими или операторами. У операторов также была более высокая относительная частота несчастных случаев (15 несчастных случаев с автоматикой на 1,000 операторов в год), чем у ремонтников (6 на 1,000). Результаты исследований, указывающие на то, что ремонтные работники страдают больше, по крайней мере, частично объясняются тем фактом, что операторам не разрешается входить в зоны механической обработки на некоторых предприятиях. В организациях с другим типом распределения задач другим категориям персонала, например, наладчикам, может быть поручено решение любых возникающих производственных задач.

Наиболее распространенной корректирующей мерой, принимаемой в этой связи для повышения уровня личной безопасности, является защита человека от опасных движений машины с помощью какого-либо предохранительного устройства, такого как ограждение машины. Основным принципом здесь является принцип «пассивной» безопасности, т. е. обеспечения защиты, не требующей действий со стороны работника. Однако невозможно судить об эффективности защитных устройств без очень хорошего знакомства с фактическими требованиями к работе на рассматриваемой машине, форма знаний, которой обычно обладают только сами операторы машин.

Есть много факторов, которые могут вывести из строя даже то, что на первый взгляд является хорошей защитой машины. Для выполнения своей работы операторам может потребоваться отключить предохранительное устройство или обойти его. В одном исследовании (Döös and Backström 1993) было обнаружено, что такое отключение или обход имели место в 12 из 75 охваченных аварий с автоматизацией. Часто это связано с амбициозностью оператора и его нежеланием мириться ни с производственными проблемами, ни с задержкой производственного процесса, связанными с исправлением нарушений в соответствии с инструкциями. Один из способов избежать этой проблемы — сделать защитное устройство незаметным, чтобы оно не влияло на темпы производства, качество продукции или выполнение поставленных задач. Но это не всегда возможно; а при повторяющихся нарушениях производства даже незначительные неудобства могут побудить людей не использовать предохранительные устройства. Опять же, должны быть доступны процедуры для устранения причин производственных нарушений, чтобы они не повторялись. Отсутствие средств подтверждения того, что устройства безопасности действительно функционируют в соответствии со спецификациями, является еще одним значительным фактором риска. Неисправные соединения, пусковые сигналы, которые остаются в системе и впоследствии приводят к неожиданным пускам, повышение давления воздуха и отсоединение датчиков могут привести к выходу из строя защитного оборудования.

Обзор

Как было показано, технические решения проблем могут порождать новые проблемы. Хотя травмы вызываются движениями машин, которые по своей сути носят технический характер, это не означает автоматически, что возможность их искоренения кроется в чисто технических факторах. Технические системы будут продолжать давать сбои, и люди не смогут справиться с ситуациями, которые порождают эти сбои. Риски будут по-прежнему существовать, и их можно контролировать только с помощью самых разнообразных средств. Законодательство и контроль, организационные меры в отдельных компаниях (в форме обучения, проверок безопасности, анализа рисков и сообщений о нарушениях и близких к авариям), а также упор на постоянные, непрерывные улучшения - все это необходимо в качестве дополнения к чисто техническому развитию.

Назад