面向机电产品安全的工业设计研究.doc

面向机电产品安全的工业设计研究 专业： 学号： 姓名： 摘 要：机电产品越来越广泛地应用于社会各个领域，其使用条件也越来越苛刻，许多发达围家，特别是美国和欧盟对其进口产品制定许多质量和安全标准，安全设计在机电产品中的作用越来越重要。本文对产品安全性设计做了阐述，通过分析机电产品安全性现状，安全性设计中的要素，提出了对机电产品安全性设计的方法及原则。关 键 词:机电产品 安全性 工业设计机电产品设计中，产品通过研发获得了功能的实现，但在投放市场后，要获得用户的喜爱，一个具有良好外观和易用性特点固然是非常重要的，同时，设计的安全性也会很大程度上影响到产品的市场接受度。可以说，一旦设计存在质量安全缺陷，即使后续制造过程非常努力，也制造不出高质量的产品，甚至还会给后续工作带来误导，危害甚加。1. 机电产品安全性现状研究 对于产品，人们总会在其使用的安全性方面提出一些要求。的确，产品的安全性是评价产品的一个重要方面，它关系到人们的生命安全和身体健康。但现在的多数产品在设计上存在着安全隐患，这些产品与人们的生活密切相关，研究产品的安全性对保障人们的健康安全、提高人们的生活质量具有重要意义。不论是在家庭环境还是工厂环境里，都经常会有机电产品安全事故发生，这从一定程度上说明我国机电企业在开发设计环节对质量安全控制和消费者在操作上还存在以下一些问题。1.1 企业和产品安全状况不佳 产品安全已成为消费者评价产品质量的标准，是影响产品信誉度的重要因素。我国推行强制性安全标志的时间还不长，国内产品的使用性能与国外产品的差距在逐渐缩小，但是我们在产品的安全度方面还是没有引起足够的重视。大型企业产品质量体系比较完善，比较注意与国际认证体系接轨，他们比中小企业要更加重视企业良好形象和在国外市场上的知名度，因而必然会在提高产品使用安全性方面不断加大投入。但多数中小企业把更多的精力放在追求迎合现代流行元素的外观设计，追求利益的最大化缺乏考虑自身长远利益而对此无暇顾及，产品安全情况堪忧。有些企业只能称为组装作坊，安全设计根本无从谈起。1.2 操作者的安全意识淡薄有许多事故调查都会这样描述当事人：“缺乏安全意识”。因此得出结论是要对操作者加强安全培训教育。如果机电产品的使用环境是在工厂里。可以组织安全知识培训，但如果是小机电产品，可能是在家庭这样的使用环境进行操作，对这些操作者如何去组织培训呢?而且从另一方面来考虑，为什么一定要让人去进行安全知识培训，而不从产品自身多做些文章、把产品设计的更安全一些呢?如果产品在家庭这样的使用环境中，人的安全意识会相对减弱，对于使用产品过程中未出现过事故的人来说，安全意识会更弱。因此，在使用者普遍缺乏安全意识的情况下，更应该注重产品的安全设计，保障使用者的安全。1.3 安全法规匮乏一国家相关的政策法规、安全标准缺乏也是导致产品安全事故的一个重要原因。另外，现有的安全法规所制定的标准要求较低，已经不适合社会发展的需要。有些产品在国内的安全测试中完全符合要求，但如果按照国外安全标准检测则不合格，这样的产品不仅影响企业开拓国外市场，而且对使用者安全形成威胁。所以我国不仅要解决安全法规与安全标准匮乏问题，还要解决其实施以及与国际标准接轨的问题。2. 安全设计中的要素2.1 人的因素 设计的目的是为人服务，所以人是产品设计系统的核心。人在使用产品的时候都会考虑到其安全性如何，人的行为也会导致不安全的状况发生。严重的会导致安全事故。虽然有较多事故原因是由于人的操作，但是设计师的责任也在所难免，现代安全设计发展逐步趋向于通过对产品的设计来防止人的操作失误。在设计过程中，设计师的思维直接把握着设计的方向，决定着产品的各种因素，安全性又是产品功能的基础，因而首先要求设计师要在设计中有着基本的产品安全性设计思维，充分考虑产品到产品的安全性能。其次从产品的使用者角度考虑，人的行为会导致安全事故的发生，如果设计的产品不符合人的生理和心理特征，不符合人的操作特性，就会有事故发生的可能。产品的使用或操作方式不符合人的生理或行为特性，久而久之就会对人的健康造成危害，有的会形成职业病，这也归于安全范畴之内。即使是经过严格安全培训的操作者也不可能保证时时按照安全规程操作。因此研究人的身体和心理特征以及行为、动作特征对产品安全设计有着重要意义。使用产品的人并不像机器操作那样按照程序行事，而且人在进行操作时并不总是理性的，很多时候他会想当然地做某件事情，而非按规程操作。因此在考虑安全设计的时候不能根据理性用户的思维，而要以非理性用户为基础。2.2 物及环境因素对于产品来说，其本身就具有危险性，比如电气、机械等器件都具有潜在危险，在设计中要严格按照行业标准进行设计，提高产品可靠性，把物自身存在的不安全因素降到最低程度。产品与产品使用的环境是密不可分的，人、机、环境形成了一个有机系统，人可被认为是这个系统中的主观因素，物和环境就是客观因素。人和机影响环境，而同时环境也影响人和机，决定了产品和人的作用模式，三者是互相关联，互为作用的。3. 机电产品安全性设计内容及原则 完善产品开发设计，提升企业的自主创新能力，要依靠企业自身努力，要把产品设计环节中涉及到人身健康安全的内容作为设计评估的重点，发现设计中存在质量缺陷和安全隐患，将它们消灭在萌芽状态，避免由于存在设计缺陷而给企业和社会带来的巨大危害。如何做好机电产品的产品安全设计，下几个环节应该引起重视：3.1 采用合理的设计方法3.1.1 并行设计 出于对用户安全的考虑，于此提出“并行设计”理念。不同于传统的线性流程的产品开发，它是指集成地并行地设计产品及其相关的各种过程的系统论，它要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成，到产品报废处理的所有因素。这种设计模式是一种网络状、多线程并行的流程，这使得设计效率得以提高，设计考虑的因素更加全面。这种方法不仅降低了设计成本和产品的危险因素，而且改善了产品质量、使用价值和产品安全。产品设计也由过去对产品坚固性的追求变为一种多目的诉求的设计流程，并联系到制造、售后服务以及可再生循环使用等问题。这其中通过产品设计获得使用安全是一个极其重要的内容，为了产品达到更高的可靠性和安全，通过并行设计要求在设计最初的可行性研究和概念设计中就要将安全因素整合到产品中，即在产品的规划设计阶段就被纳入，而不应该在事后再行补偿。3.1.2 绿色设计产品与人、环境构成一个系统，机电产品安全也要考虑到在人一机一环境系统中对操作环境的安全。绿色设计和绿色制造领域研究的主要原则是强调采用能减轻对环境产生有害影响的设计和制造过程，包括减少有害废弃物和排放物，降低能量消耗，提高材料利用率，增加操作安全性等。产品设计中要选择安全材料。选材时不仅要考虑产品的功能要求、使用条件和性能，而且应考虑环境，了解材料对人和环境的影响以及超负荷工作的可能性，选用无毒无污染材料及易回收、可重新利用、易降解材料；产品所选用材料要能够提高产品的可靠性，有适当的安全保险系数；尽量少用或不用有毒有害的原材料。3.2 设计可靠的产品系统要完全防止人的不安全行为是无法做到的，因此必须在消除物的不安全状态方面做较多的工作，在设计产品之时就把导致物的不安全状态的因素考虑进去。消除物的不安全状态对于防止事故和职业危害具有重要意义。为了消除物的不安全状态，应该注重提高技术装备的安全化水平，大力推行本质安全技术设计可靠的产品系统。3.2.1 提高产品的自动化程度，用机器代替人的操作随着科学技术的进步，人类的各种活动越来越多地为机器所代替。产品设计的目的之一便解决人自身器官的缺陷的问题，所有的产品都可看作是人身体的不同器官的延伸。比如各类机械装置代替了入的手脚，监测仪器代替了人的感觉器官，计算机可看作是人类大脑部分功能的延伸等。机器在人们规定的约束条件下运行，自由度较少，容易按照人们的意图去运转，并且运转可靠性较高。因此，用机器代替人既可以减轻人的劳动强度，又可提高工作效率，避免或减少人的失误。但是，并非任何场合都可以用机器代替人来避免或减少人失误，机器并不能完全取代人的操作，人仍然是生产系统中不可缺少的重要元素。3.2.2 使用警告装置警告提醒人们注意危险源的存在和一些操作中必须注意的问题。可通过视觉警告、听觉警告、气味警告、触觉警告等引起人们注意，达到警示的目的。视觉警告应用较多，可通过亮度、颜色、信号灯、标记标志、书面警告等方式。如为了易于识别而能有效地防止误操作，对于紧急操纵部件涂装荧光或醒目色彩。听觉警告一般应用于：传递简短、暂时的信息并要求立即做出反应的场合；当视觉警告受到光线变化限制、操作者受移动限制的情况；进行声音通讯时。触觉警告主要通过振动、温度等方式。3.3 面向机电产品安全的设计原则 面向机电产品安全的设计开发模式，是从机电产品的全生命周期过程出发，将电气安全设计思想充分、动态、全过程地应用到产品全生命周期一决策、设计、生产制造、使用维护和回收处理各个阶段，充分考虑结构安全、材料安全、元器件安全、标识说明安全、电磁辐射安全等电气相关安全特性，制造出安全、舒适、性能稳定的现代机电产品，并达到保障安全和保护健康的目的。4. 结束语 面向机电产品安全的设计方法研究旨在通过优化现有产品设计方法，在至关重要的产品设计阶段有针对性地提高产品电气安全度，以及提高电气安全出口认证效率。本文对安全设计作了概述，从多个方面阐述其与产品设计的紧密联系，通过对安全设计中的人和物等