在現代工業生產中,一方面,生產的過程越來越復雜:原因有二:1.客戶的需求多樣化,差異化導致工廠從大規模單一生產方式改變為小批量多品種生產方式;2.用于生產產品的生產設備越來越精密復雜,也越來越高度自動化----這些都導致了生產過程復雜化。另一方面,隨著社會的進步發展,“以人為本”的人文關懷精神日益深入人心,客觀上將導致在法律法規上對于安全的要求越來越嚴格。
生產過程復雜化導致人們在常規安全措施中對于機械安全的控制能力越來越力不從心,而提高機械安全性,又是社會發展的必然的急迫要求,二者的矛盾越來越突出-----于是人們都提出這樣一個問題:
有沒有可能在生產中做到既能實現“保證員工安全的人文關懷”的公司宗旨,又能兼顧效益呢?
Omron正是基于“尊重人性”的經營理念和“尊重個人”的經營方針,在專注于不斷發展和完善安全產品系列的同時,和持有相近理念的美國最大安全產品公司STI一起,最終實現了強強聯合,組建O-STI專業安全部門,目標就是:通過提供徹底解決機器安全的整體解決方案,提高機器安全性,也能提高客戶的生產效益。下面就是其中為客戶提供徹底解決機器安全的整體解決方案的一個例子。
為全球知名公司TOYATA提供產品的廣州某公司現在正面臨這樣一個課題:
需要較徹底解決公司設備安全問題,這一方面是為了保證員工的安全,同時也是其end-user最終用戶的要求---全球跨國企業普遍在機器安全上都有嚴格的要求,一般都成立了專門成立EHS(環境衛生安全)部門,對相關配套企業提出嚴格的機器安全標準。
因此,該公司需要對設備進行改造,以確保其設備的機械安全,
因為1、操作人員需在設備危險區域作業,而且設備無安全保護系統,人員的身體安全難以得到保證;
2、維護人員在維修作業時,需進入設備的危險區域,該區域現無安全保護系統,無法保證人員的身體安全。
因此設備改造目的就是:
1.建立可靠性安全保護系統,使操作人員和維護人員在危險區域作業時人身安全得以確保,預防生產事故發生。
2.滿足其最終用戶在安全上的要求。
但是,客戶在作出這個決策后,又面臨一個新的問題,他們不太清楚如何去保證機械設備的安全?保證設備的安全應該遵循什么樣的標準?設備的危險程度是如何確定的?哪一家自動化廠商具有整體解決解決方案的能力,可以幫助他很好得解決這個問題?
通過不斷地比較各安全產品廠商,該公司認為O-STI的安全產品系列非常完整,從元器件部分例如安全門開關系列(包括機械鎖定,電磁解鎖和電磁鎖定,機械解鎖的安全門開關,鉸鏈型,擺桿型安全限位開關),具有最高安全水準的4級安全光幕,安全觸邊,安全地毯,安全激光掃描器,還有安全監控模塊,例如雙通道安全監控模塊模塊,多通道輸入和多通道輸入的安全監控模塊等,甚至全球獨有的安全DEVICENET網絡系統的NE1A安全控制器。
更重要的是,他們認為O-STI的成員對機械安全有非常透徹的了解,具有成熟的安全解決方案的技巧和能力,非常值得信賴,所以,他們決定和O-STI進行合作,共同解決這個問題。
他們的設備如圖:
設備的用途: 將兩個重量從50克~60000克的塑料零件熔接(熱熔)于一體,使之形成新的產品,這種產品可以是汽車、摩托車用的塑料濾清器、散熱器、車燈、蓄電池、制動液罐、油杯、水箱、油箱、風管、尾氣凈化器等部件。
設備的結構:該設備在前部,后部,左前部上面,左前部下面,左后部上面和下面,右前部上面,右前部下面,右后部上面,和右后部下面共十個地方都有窗門,通過這些窗門,都可以進入這個設備,接觸到前后運動的熱板(熱板的作用是對送進設備的塑料進行加熱)和上下運動的上模(上模的作用就是對2塊受熱的塑料進行擠壓,使之融合形成新的工件),熱板和上模分別受2個帶有電磁閥的驅動閥門控制,都通過電磁閥控制的液壓缸帶動,而液壓缸由電機帶動運轉。
右前方和左前方是操作區域(具體參見下面的運動過程),在擠壓成型過程中,操作者經常進入上模區對沒有沖壓完整,或者沖壓后沒有達到成型要求的塑料件進行清理。其他地方都屬于維修時進入的區域,各個能接近上模區的方向都有可能是進入該區域的方向。
設備的運動過程說明:
從右前方和左前方(操作區域)兩個地方送入塑料工件1,2到上下模,
塑料工件1,2分為上下2層。
熱板前進,位于塑料工件1,2之間進行沖壓,使塑料工件1,2的表面緊貼熱板的表面,這樣使塑料工件1,2表面受熱。熱板退出,再次沖壓,上,下兩層的受熱工件由于受到高溫擠壓粘合在一起,形成所需要的新的一塊工件(產品).從右前方或左前方(操作區域)取出新的工件(產品)。
風險評估分析:熱板和上模構成了危險院,根據歐洲安全標準EN954-1進行分析,該設備在極端的情況下將造成嚴重傷害乃至死亡,同時熱板和上模的運動速度都超過了0.25米/秒,因此,在危險發生時很難躲避,與此同時,操作員工每天接觸設備的頻次也比較高-----從以上可以判斷,該設備的危險程度是Category4,當然,所設計的安全回路等級要和設備危險程度匹配的同時,還要結合具體考慮到如下客戶的要求(其要求往往和其生產效益以及最終用戶要求有關):
客戶的控制要求:
①自動模式時安全機器如果有OFF信號,設備自動運轉停止
②手動模式時, 可允許進入前面,左前面,右前面的區域,設備不應該受到影響, 進入上述以外的其他區域,設備都應該停止。
③緊急停止SW OFF時,自動/手動都將停止全部輸出。
客戶的安全要求:
A 實現較高的安全等級
B 維修簡易
C 接線簡單。
客戶為什么提出這樣的安全要求?
A 實現較高的安全等級,這是因為客戶的客戶是豐田公司,對其配套廠家所使用的設備有安全上的要求,如果客戶滿足豐田公司的安全要求,就可以獲得更大優勢。
B 維修簡易,這是因為由于其高生產效率的要求,在機器出現故障時要求維護的時間盡可能短,客戶可以提高生產效率,降低生產成本。
C 接線簡單,這是因為客戶對于安全回路知識不太了解,希望安裝時盡可能簡單,輕松安裝的特點對用戶具有吸引力。
O-STI通過和客戶反復溝通,針對客戶的要求,結合現場實際,按照國際安全標準,為該公司提供了整體解決方案:
安全輸入部分:
在設備的左前方和右前方,各配置1套符合Category4的安全光幕F3SJ,.選擇2套安全光幕的原因是不要影響生產,同時,在充分計算其安全距離后,設在離機器11-12cm距離的地方,該距離由于其 尺寸兩邊都比780mm多了近100mm,不會造成安全防護上的漏洞(當然,對于安裝F3SJ安全光幕后因為安全距離的留下的空隙也是造成危險的部分,需要加裝安全防護網予以完善)。
同時,根據設備的物理尺寸,按照3米需要設置一個安全急停開關的原則設置了4個E-STOP安全急停開關。
在設備的前部和后部,左后上方,右后上方,左,右下方的一個窗門共設置8只2b強制斷開接點的安全門開關,其余窗門加裝門后焊接封牢。
安全控制部分:采用NE1A和DST1-ID12SL-1以及DST1-ID12SL,構成DEVICENET SAFETY網絡,根據其上述客戶控制要求和安全要求利用NE1A的功能塊進行了程序編寫。
安全輸出部分:采用構成雙通道回路的安全繼電器G7SA和接觸器。
該產品解決方案在公司采納后的應用效果:經過安全元器件的安裝,調試,設備能夠象往常一樣工作,同時,由于在安全上也得到了徹底的保證,也減輕了操作員工的心理負擔,員工操作時就更加專注,而不是瞻前顧后,小心翼翼,反而提高了生產效率。經過評估,該公司在安全上的措施得到了豐田公司的認可,并很快取得了合同。
結束語:通過O-STI和這個安全客戶的互動,我們可以預見到,在中國政府“十一五規劃”中提出要將安全事故減少35%的大背景下,同時隨著中國作為“世界制造工廠”的地位進一步加強和機械安全意識的提高,安全產品的整體解決方案必將在中國機械安全事業中徹底解決客戶的問題,發揮越來越重要的作用。