机器人制造正在帮助全球的制造厂工作更安全、更便宜而且更有效。机器人可以一年365天、一周7天、一天24小时轮班，并通过选用新程序转换不同的任务。机器人比人工劳动更快、更便宜(工作单元分期偿付)，并且比手工劳动生产出质量更好的物品。

机器人还通过处理那些导致伤害和工人赔偿要求的危险性或重复性工作使工人更安全，但像所有运动机器一样，机器人也在工作区中引入危险，特别是由人工值守的工作单元。

机器人安全并不是自然而然实现的。有一些标准帮助机器人行业利益相关参与者了解各个层次的安全性。了解这些标准并投资于安全评估，可以帮助避免更大成本的工伤和系统停运。

在两个北美标准中可以找到关于机器人安全的指导：美国ANSI 15.06和加拿大的Z434标准，机器人工业联合会(RIA)标准开发主管Jeff Fryman指出。Fryman正在组织将于3月22-24日在加拿大多伦多举行的第四界北美机器人安全大会。

最近，RIA还颁布了正常安全保护空间内教导多个机器人的新技术报告，由于机器人工作单元变得更为复杂且物料运送趋向于采用机械人与机械人的交互，这是一些十分关键的信息。关于各种机器人应用也有一些国际ISO标准，包括ISO14121和人们已经等待良久的ISO21018第一部分，目前它正在等待最后表决。

“ISO21018第一部分更新了ANSI 15.06和Z434的第四条条款，它是关于涉及机器人安全的制造商责任信息。还有一些令人兴奋的技术进步，如无线悬吊(pendants)，是未来的事情。”这里让人心痛的是没有第二部分，它是关于如何安全使用悬吊的标准的其余部分，我们有了新功能，却没有如何使用的介绍。所以，我们不得不慢慢进行。”Fryman指出。

图1：安全性是关于机器人最主要的考虑

所有三个标准，美国标准、加拿大标准和ISO标准，针对于机器人市场的三个主要利益相关的参与人群：供应商、集成商和设计人员，以及最终用户。事实上，最终用户也可能是工作单元的设计人员和集成商，或作为集成商的销售商，所以所有三个人群必须知晓由不同人群之间的交叉责任。最后，无论标准针对哪个人群，在北美的实践中，最后还是最终用户必须负责工作单元的操作。

“没有标准警察去纠正不遵循标准的人，但如OSHA(美国职业安全和健康管理局)采用标准作为指导，使用标准为引证的判定根据。” Fryman解释道。为了避免法规上的纠缠，Fryman补充说RIF“颇为强调”进行安全评估，以确保从一开始就将机器人和工人的安全性设计于工作单元之中，而不是最后临时应付。

在英国和欧洲，情况有很大不同。在英国通过工作设备的提供与使用规程(Provision and Use of Work Equipment Regulations 1998，PUWER 98)，对安全责任分工给出了更明确的定义。在欧洲机械指令(Machinery Directive 98/37/EC)中明确了各方的义务。加拿大多伦多Fergus 的Industrial Safety Integration公司总裁Tom Doyle说，“在欧洲，设备必须满足法规的要求并取得CE标志，如果设备没有达到法规的要求，供应商或集成商则有义务书通知最终用户。随后用户将负责确保设备按照规程进行正确安全措施。” Doyle是一家对机器人和其他类型工业机器进行工业安全评估、以确保设备按照所适用的标准制造与安装的公司。

“总体考虑是用户对安装进整体分析，并依赖风险评估确定合适的任务。” Fryman继续说。“常常是，产品的安全综合没有在生命周期极早考虑，而是在最后再进行一项又一项安全措施，防止接近危险，如果事先就做了通盘考虑，这些危险就根本不会存在。安全措施增加了操作成本。你不得不从头到尾考虑机器中的各道任务，因为增加安全措施，就是潜在地给那些操作人员进行他们认为需要的某些操作时增加了一道障碍。这就是事故发生的所在，由于操作人员觉得他们不得不做不让他们去做的事，他们绕开了安全取保障。

Doyle认为，风险评估应该是一种围绕三方利益相关的参与者义务的客观的、程式化的评估。首先，制造商应该进行危害评价，类似于电子产品数据页。“在你采取防护措施之前，你要看看有没有什么危险。”Doyle说。“唯一安全的机器是焊在钢盒子中的。它也许没有用，但绝对安全。除了那么做，你就不得不看看有什么危险，并找出防止人们暴露于危险环境的最佳方法。”

危害评估考察所有运动部件，并确定什么类型的伤害可能发生、危害事件的机率、暴露于危险环境的频率，以及避免或限制危害的可能性。这就是危害评估。这四种因素将影响伤害的风险和可能性。在最终用户环境中，设备的使用和可预见的对设备的错误使用条件，在这个阶段，必须尽最大可能地加以考虑。

下一步是选择最合适的保护措施类型，并对保护措施以及可能的话对与保护措施相关的控制系统的有效性加以评估。流程对发现的每个危险区进行考察，并确定哪些类型保护措施能够防止近接危险，如果有什么东西进行危险区时可以停止危险，或者让暴露于危险中的人对危险有足够可靠的控制。Doyle 称，“这是全球所有法规的一项共同要求。”

安全措施评估的一个重要部分是确保安全措施的成本不能与所得到的利益极不成比例，或者安全措施仅仅用于防止那些不能被设计于系统或流程之外的危险。该步骤被看作是集成商，即第二种利益相关参与人群的主要考虑。

风险评估的第三阶段集中于最终用户群。这一步着眼于员工培训和经验、工作许可系统、任务指导、安全策略，以及个人保护装置。工厂中的事故历史和对机器人系统的经验水平，也有助于最终用户确定所有降低风险措施的有效性。

按照Doyle的说法，风险评估应该尽可能地基于可以计量的、程式化的方法，它们对所有因素给出数值或客观的文字评价。Doyle 说，“这就是为什么许多情况无法提供风险评估的原因。如果价值无法定义或锁定以不再变化，评估人员可能曲解评估结果，以致风险控制层次在流程中无法正确反映，导致风险值反映了评估人员的观点，而不是实际的风险值。”

任何风险评估的目标，应当在于基于合理的客观输入获得对于风险的清晰的了解。调整输入以使所得到的风险水平看起来很低，这样便在一定程度上丧失了进行风险评估的目的。主观的输入也导致这样一种情况，暴露于危险中的人认为他们得到了足够的保护，而事实上则暴露于更高级别的风险之中。第三方工具和专家常常在避免风险评估相关的陷井中常常很有帮助。Doyle解释说。

为了说明他的观点，Doyle建议考察一下两种危险情况：一种情况是突然飞溅伤害工人的眼睛，另一种是由于运动机器切掉手指。两种伤害通常无法挽回而且非常严重。通常的安全方法可能包括针对飞溅情况的安全眼镜，和在运动的机器周围设防护装置以防止人们接近；然而，风险控制措施并不同样可靠。安全眼镜的使用取决于使用者是不是一直勤勉认真。眼镜可能很容易被忘掉戴或被摘下来。直到使用工具而去掉之前，固定防护措施仍然有效。阻挡飞溅的适当设计的固定防护尽管更为昂贵，但就长期而言，它提供了比安全眼镜更可靠的保护。

“最经常的是，业界以个人保护设备(PPE)开始，而不是消除暴露于危害之中的情况。最有效的解决方案遵循ANSI 15.06和CSA Z434中包含的风险控制层次。” Doyle说。

如本例所示，风险评估不总是直观的，但必须完整以提供对工业操作相关风险的清晰了解。许多公司将避免安全评估的花费，而是采用他为自己公司开发的免费伤害计算和评估工具，进行一个投资回报案例。

图2：波音等公司对风险管理和工作保护密切关注

例如，一个盈利30万美元、10%利润率的公司，每次事故平均支付43045.94美元，它必须多产生502571.59的营业额，以弥补仅仅一次事故造成的利润损失。“这清晰显示在前期正确规划和支付一点费用，比花大量金钱处理事故带来的损失要好。” Doyle说。

在不远的将来，预计北美和国际机器人安全标准的融合，将带来标准的机器人安全评估方法，但标准需要很长时间考虑所有各个角度的问题。与此同时，供应商、集成商和最终用户在基于作为设计流程一部分的客观标准进行安全评估方面也将更加聪明。就像其他制造和自动化业一样，机器人安全不会自然而然地实现。

Winn Hardin

Hardin公司 总裁