6.4. Безопасность функционирования автоматизированных и роботизированных производств

Автоматизированные и роботизированные производства (АРП) имеют в своем составе самые различные устройства и машины, в том числе многочисленные транспортные системы. АРП занимают значительные площади. Входящее в их состав оборудование может занимать различные уровни по высоте помещения, размещаясь даже на двух и более этажах, при этом управление ведется с одного пульта одним или несколькими операторами. При этом изменяется характер труда. Труд становится более напряженным, а условия производственной среды могут быть доведены до комфортных за счет капсулирования операторских постов управления. Отделения их от основного производственного помещения.

Автоматические устройства, в том числе роботы, электронные системы, могут выходить из строя, создавая опасные ситуации вне непосредственного визуального контроля человеком. При наладке, переналадке, программировании средств управления, а также при профилактических и ремонтных работах человеку приходится находиться в рабочих зонах оборудования, в том числе и в опасной близости от движущихся частей.

Достижению безопасности в АРП должно предшествовать исследование конструктивных, механических и иных особенностей технологического, транспортного, управляющего и другого оборудования, комплексов и системы в целом с целью выявления возможных опасностей, фактических значений опасных и вредных производственных факторов, травмоопасных рабочих мест или рабочих зон.

Комплексы и системы АРП характеризуются рядом принципиальных особенностей. В их числе: высокая степень автоматизации; полная замена и исключение физического труда; значительно возросшее быстродействие всех устройств и агрегатов; обеспечение высокой надёжности вплоть до использования автоматической системы предупреждения аварий.

Важной характеристикой современного оборудования является минимальный контакт с человеком. Несмотря на это, указанные устройства и механизмы сами по себе в составе производственных комплексов не исключают вредного воздействия на рабочего-оператора и окружающую среду. К числу основных вредных факторов относятся шум, вибрации, повышенные концентрации веществ, применяемых в технологическом процессе, испарения и аэрозоли, электромагнитные и другие поля, избыточное тепло и др. При этом источниками вредных факторов и загрязнения среды могут являться самые совершенные технические устройства. Эти воздействия с одной стороны создают дискомфортную рабочую среду для рабочегооператора, а с другой – могут привести к превышению нормированных показателей окружающей среды, как в помещении цеха, так и вне его. Требования к производственным системам, начиная от станка и заканчивая сложными комплексами, изложенные в различных нормативных документах и являющиеся общепринятыми, не охватывают в полной мере возникающих проблем защиты рабочей и окружающей среды. Это приводит к тому, что при выполнении формальных условий стандартов оборудование в ходе своего функционирования не обеспечивает должных уровней и значений параметров, определяющих состояние среды и воздействие на работающего. В результате оборудование, обладающее всеми внешними признаками совершенного, включая высокую производительность, точность и т.п., не обеспечивает необходимой охраны труда и окружающей среды. Анализ используемого в промышленности и предлагаемого изготовителями оборудования показывает, что применяются, в основном, три метода решения этой проблемы.

Местная локализация источников вредного воздействия представляет собой общепринятую и широко распространенную практику удаления выделений или уменьшение уровня отрицательного фактора конкретна в источнике.

В конечном итоге такие решения не приводят к полной защите работника и окружающей среды.

Изоляция работника в специальной кабине, отдельном помещении и т.д. Такой метод называют ещё капсулированием рабочего места.

В этом случае создается конструктивное совмещение различных средств защиты и обеспечение комфортности рабочего места. При таком структурно-системном подходе вместо решения отдельных проблем с помощью разрозненных средств осуществляется комплексное решение на основе синтеза известных методов и устройств. В их числе теплозвуковиброизоляция, кондиционирование воздуха: полное выполнение эргономических требований, включая пульт и ручки управления; изоляция от электромагнитных и иных излучений и т.д. Кроме того, из такой кабины выносится различное оборудование и элементы систем контроля и управления.

Этот метод позволяет достичь высокого уровня комфортности в зоне действия рабочего-оператора по многим показателям, но не решает проблему загрязнения окружающей среды. Кроме того, оператор находится в замкнутом, как правило, очень ограниченном по объему пространстве, что отрицательно сказывается на самочувствии оператора в течение смены и на психическом здоровье в конечном итоге. Выход в случае производственной или иной необходимости из кабины в атмосферу цеха приводит к резкому изменению условий труда. В этих худших условиях труда оказываются и другие работники: наладчики, ремонтники, контролеры, водители внутрицехового транспорта, поэтому такие системы нельзя считать оптимальными.

Наиболее эффективными по сумме защитных свойств является полная изоляция агрегата, узла или даже станка, транспортного средства, другого устройства в целом от среды цеха и которая и остается рабочей средой оператора и других работников.

Подобная изоляция не является чисто механической, выполняется для всех вредных факторов и включает в себя вторичное оборудование, в том числе для нейтрализации, очистки, удаления отходов и т.п. Таким образом, каждый источник вредного фактора и производимое им отрицательное воздействие не просто локализуется или не допускается его прямое воздействие на оператора за счет изоляции, а достигается полное исключение действие источника как на рабочих, так и на пространство цеха и окружающую его природную среду.

Естественно, что такой метод требует больших затрат, его реализация более сложная в техническом смысле. Но именно такие решения позволяют обеспечить в полной мере охрану окружающей среды и безопасность для работников, выполняющих свои обязанности на территории цеха. При этом необходимо иметь в виду, что в целом требования по целому ряду показателей, в том числе освещённости, температуре и качеству воздуха, бесшумности и другим, в большинстве пространства цеха значительно ниже, чем в зоне рабочего места оператора.

Таким образом, техническое обеспечение безопасности должно представлять собой комбинированное решение, состоящее из изоляции оборудования от внешней среды и создания комфортного рабочего места оператора.

Безопасность производственной деятельности оператора и других работников в гибком автоматизированном производстве металлообработки может быть обеспечена только суммой правовых, технических, организационных, экономических и иных мероприятий, объединенных единым информационным полем, обеспечивающим прямую и обратную связи проводимых мероприятий с объектом и целью необходимой работы. Информационные аспекты безопасности приведены на рис. 124.

Из данной схемы видно, что безопасная деятельность обеспечивается задолго до того, как работник «встретится» с оборудованием, и включает в себя высокий уровень научно-исследовательских, опытных, конструкторских работ при создании оборудования и его монтаже и запуске, наличием необходимых законов, подзаконных актов и нормативов, на основе которых обеспечивается охрана и гигиена труда о охрана окружающей среды. Важнейшее значение имеет всесторонний профессиональный отбор и обучение персонала. Организация труда включает в себя, с одной стороны, правильное размещение всех видов оборудования: технологического, вспомогательного, транспортного и другого, а с другой – соответствующий уровень обеспечения производственной деятельности, включая управление, должностной надзор и организацию профилактики и ремонта. Проводимые мероприятия должны иметь чёткое экономическое обоснование, включая социальные интересы общества.

Обеспечение безопасности в современном АРП возможно только при комплексном подходе, а при реализации его достигает очень высокого уровня.

Основные мероприятия, обеспечивающие безопасность труда в АРП, могут быть достигнуты, как правило, только на стадии создания систем. Средства обеспечения безопасности можно разделить на активные, к которым относят средства, обеспечивающие безопасность вне зависимости от поведения человека (даже если тот сам создает аварийную ситуацию), и пассивные, обеспечивающие безопасность предопределением действий человека.

Рис. 124. Аспекты безопасности современного АРП

К активнымотносят средства защиты от механического травмирования и аварийной остановки производства.

 

Аварийная остановка производства – это способ предотвращения крупного экономического ущерба или повреждения организма человека при происшествии в системе.

 

К пассивнымотносятся средства ограждения, сигнализации и предупреждения.