基于机械安全设计方法的研究

机械设备在人们的生产生活中发挥着至关重要的作用。与之相关的机械安全问题事关机械使用企业的财产安全和机器操作人员的人身安全。机器设备自我保护能力及安全保护措施是学者所关注的重要内容。自20 世纪90 年代以来，机械风险评价已经成为了机械安全设计领域的重要环节。
1 机械安全的特性
1.1 系统性
在前沿化机械安全技术应用于机械设计以后，人们可以从系统内部入手，分析和评价机器可能出现的危险。系统性是机械安全的主要特点。在系统工程概念应用于机械安全设计领域以后，机械安全设计成为了航海心理、信息人机工程和计算机科学等学科的新型学科。
1.2 安全性
现代安全设计方法的应用，可以在对机械危险的识别机制、评价机制和安全设计机制进行优化的基础上，为其在寿命周期内的预定功能提供保障。机械安全设计方法所具有的安全性特点有助于人的劳动环境的改善。
1.3 友善性
机械安全设计与人及人所操控的机器之间有着较为密切的联系。在工业生产领域，机械安全设计方法需要满足人的生理特性和心理特性，并要注重人机系统效率的提升。虚拟现实技术在机械安全设计领域的应用，是提升机械安全友善性的有效方式。这一技术在机械安全设计领域可以通过整合专业数据信息的基础上，利用直观化、可交互化的方式展示相关内容，进而为机械设备的安全改造升级提供参考。
2 机械安全技术的内涵构成
机械安全设计建立在系统工程原理
之上，它包含了安全分析、安全评价和安全设计等内容。与之相关的体系结构涉及到了基础科学、工程技术及管理科学等多项内容。基础技术、工程技术、管理技术和支撑技术是机械安全技术的内涵构成的反映。
3 机械安全设计的主要内容
3.1 机械的危险识别
描述危险的性质，对不同危险所产生的不同后果进行有效识别，是机械危险识别的主要特征。一般情况下，机器在实际应用过程中所产生的危险主要有机械危险和非机械危险两种形式。前者包含了挤压危险、切割危险和吸入、卷入危险等内容。后者包含了电气为先、热危险及噪声危险等危险。
3.2 机械产品的安全设计方法
机械安全设计方法建立在机械产品全生命安全设计周期内的安全信息基础之上。安全特征是机械产品安全设计方面所不可忽视的内容。在时间概念层面，机械产品的安全特征与机械产品整个生命周期过程（如机械产品的原材料采集、生产制造和包装运输等环节）息息相关。在产品物理域方面，机械安全特征涵盖了产品各个安全部件的安全特征。一般情况下，基于安全因素的机械产品设计模型主要涉及到了以下内容：一是安全特征模块；二是设计决策模块；三是支持工具模块。安全特征模块的建构，可以让人们在机械安全设计领域通过简洁化、方便化的信息获取渠道，了解产品的安全性知识，并根据相关内容完成专门化的数据库的建构。设计安全性决策模块的应用，可以让人们在机械产品安全性评价领域，对以往安全事故案例分析报告的警示作用进行有效发挥。利用设计安全性决策模块对机械产品安全性的影响因素进行明确，有助于机械安全指导方案的优化。支持工具模块的应用，可以为产品安全特征数据库和相关的建模系统的开发建设工作提供一定的帮助。
随着科学技术的不断发展，安全设计与绿色设计的融合，已经开始得到了人们的关注。绿色设计具有着减少物质能源消耗、降低有害物质排放的作用。机械安全设计与绿色设计相融合的设计方法可以在对现代设计方法进行完善的基础上，为机械安全设计提供一定的理论依据。
虚拟现实技术在机械安全设计领域的应用，也可以让人们在虚拟环境下直面机械设备可能产生的各种危险。在机械产品的复杂性及多样性的影响下，机械安全设计具有着设计过程复杂性的特点。设计原理数据库、术语数据库和危险事件数据库等内容均与机械的安全特征之间存在着一定的联系。
3.3 机械的安全评价
机械产品的安全评价主要指的是人们在现有的工艺技术条件下，确定机械产品种可能存在的危险因素，并在此基础上计算不同危险情境下可能产生的伤害的概率，评价不同危险情境的危害程度的评价形式。在机械安全设计领域，人们需要从机械产品在不同使用模式下的工作状态进行深入分析，进而对设备的潜在危险进行确定，危险度计算是确定危险水平的主要依据。应用树与故障树相结合的识别方式是展示事故发生演变过程，描述故障类型的有效方式。在故障树建构完成以后，相关人员在事件树的建构过程中，需要确定初因事件及缓冲装置等内容。出不危险分析法、故障类型及影响危险度分析等分析方法也可以在上网四顾分析预测方面得到应用。
4 结　语
机械安全设计包含了安全分析、安全评价和安全设计等内容。机械安全设计与绿色设计相融合的设计方法可以在对现代设计方法进行完善的基础上，为机械安全设计提供一定的理论依据。虚拟现实技术在机械安全设计领域的应用，也可以让人们在虚拟环境下直面机械设备可能产生的各种危险。