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[摘要]本文從安全概念談起,重點闡述了基于潛在危害的傳遞模型、安全工程評估的流程,以及防護設計的要求。
[關(guān)鍵詞]安全;潛在危害;傳遞;防護方案
基于潛在危害的安全工程的概念最早是由惠普安捷倫公司(HP/Agilent)提出,后經(jīng)美國保險商實驗室(UnderwritersLaboratories)進行發(fā)展與運用,現(xiàn)已成為其安全科學及工程技術(shù)運用(AppliedSafetyScienceandEngineeringTechniques)中的重要環(huán)節(jié)。
一、安全概念
在ISO/IECGuide51中,安全的定義為“不可容忍風險的擺脫”(freedomfromriskwhichisnottolerable)[1]。首先,風險是由危害(Harm)發(fā)生的概率及嚴重性組成的(ISO/IECGuide51);其次,危害是指人體受到損傷、財產(chǎn)遭遇損失和環(huán)境遭受破壞;第三,風險容忍度,不僅跟產(chǎn)品的用途、所暴露的環(huán)境等因素密切相關(guān),也與使用對象的風險態(tài)度與風險偏好相關(guān);最后“擺脫”即為避免、控制或減少不可容忍的危害風險。安全具有相對性,它與實現(xiàn)產(chǎn)品的設計需求、成本因素、制造條件等相互制約,安全還具有等級性。所謂安全并非無危害,而是通過設計、測試和認證等提高安全的水平,降低發(fā)生危害的風險,其目標是達到并保持可接受的安全等級。
二、潛在危害傳遞模型
該模型可簡述為潛在危害源f(e),通過一定的傳遞機制f(x),導致生命的傷害、財產(chǎn)的損失和環(huán)境的破壞(受體)。潛在危害處境取決于潛在危害源所暴露的狀態(tài),而潛在危害事件的發(fā)生取決于潛在危害源的傳遞機制,受體f(b)所能承受的危害容忍度與能量級和持續(xù)度相關(guān)。
1.潛在危害源f(e)
潛在危害源既包括各種各樣的直接、間接的能量源(如機械能、電能和熱能等),也包括各式各樣的實體和物質(zhì)。如何有效的識別潛在危害源是基于潛在危害安全工程的關(guān)鍵。
2.傳遞機制f(x)
傳遞機制是潛在危害源作用到受體的過程。該傳遞過程包括傳導、對流和輻射等。在潛在危害源無法剔除的情況下,傳遞機制的防護設計,是安全工程關(guān)注、評估、測量的一個重點。它的目標在于設法避免、減少或控制潛在危害源作用到受體上,如常見的一類電器CLASSI[2]和IEC61140,它們是對傳遞機制進行控制的一種方式。
3.受體f(b)
受體包括生命、財產(chǎn)和環(huán)境等。屬于受保護對象,它的危害風險容忍度最終決定了安全工程評估的嚴苛度。同時,生命體本身的行為模式亦可避免、減輕某類潛在危害的發(fā)生。
三、基于潛在危害的安全工程評估流程
安全工程評估流程是對潛在危害模型的實際運用,通常需要結(jié)合不同產(chǎn)品的標準進行綜合性評估與驗證?!白R別能量源”是指包括與產(chǎn)品相關(guān)、直接的、間接的和綜合作用的所有能量及實體。
1.是否為潛在危害源
考慮“源”是否可能導致危害的發(fā)生?這需要評估每種“源”存在的潛在危害和實質(zhì)危害?!霸础笔欠駥Ξa(chǎn)品功能、用戶、環(huán)境等構(gòu)成危害?“源”的可接受風險水平該如何確定,主要取決于哪些因素?什么樣的條件下才導致“源”變成潛在危害源或發(fā)生危害?這些條件是指正常工況、正常使用,還是異常工況……雖然產(chǎn)品所有預期功能都已接受評估,但對于合理預見(reasonablyforeseeable)[3](GuidelinesforsuppliersISO10377)的狀況是否也有所考慮?判定潛在危害源,在于尋找到產(chǎn)品可能導致危害的各種促發(fā)條件。
2.識別潛在危害源傳遞到人體的方式。
主要考慮的是導致危害發(fā)生的能量傳遞方向(正向,還是逆向),另外還需要考慮傳遞過程的制約因素(如人體在干燥與潮濕環(huán)境下的可承受安全電壓并不一樣)。
3.設計防護方案
設計保護方案的目的是為了避免、減少或控制潛在危害源傳遞到人體,造成危害。防護方案必須按照優(yōu)先級別進行設計。遵循原則是先除危害源,次之削弱能量級、控制傳遞機制,最后則是告知與警告,如使用環(huán)境、用戶行為。
4.測量防護方案的有效性
產(chǎn)品的不同保護功能具體依賴于哪種防護屬性?什么條件下保護功能才能觸發(fā)?什么條件可能導致保護功能降低或失效?在各種單一的、組合的、次第的條件促發(fā)下,防護屬性有多高的支撐度?防護方案的屬性,不僅需要在各種合理預見的條件下進行識別、評估和測試驗證,還需要在生產(chǎn)制造和設計開發(fā)中進行控制。防護屬性包括穩(wěn)定性(各種條件、環(huán)境)、可靠性(生命周期)、有效性(恰當?shù)陌l(fā)揮作用)、適用性(滿足安全等級的需求)及可擴展性等特征。在預期使用規(guī)模內(nèi),保護仍能發(fā)揮作用,比如基礎(chǔ)塑膠料,在經(jīng)過相對耐漏電起痕指數(shù)(CTI)[4],相對溫度指數(shù)(RTI)和電氣特性(UL746C-Glossary:2018)等測試和驗證之后,根據(jù)預期使用規(guī)模制成絕緣外殼等運用于成品端,而其保護特性仍然能發(fā)揮作用?;跐撛谖:Φ陌踩こ蹋腼L險管理、產(chǎn)品相應安全標準、失效模型分析、系統(tǒng)工程等概念和要求后,不僅可應用于產(chǎn)品安規(guī)認證,也可應用于產(chǎn)品的設計開發(fā)與制造檢驗。如果應用在“全球市場準入”審核,第三方檢驗,亦可協(xié)助審核人員或檢驗人員快速找到高風險安全隱患點,進而深挖出產(chǎn)品、流程或體系上的不符合,提高審核或檢驗的效率與有效性。
作者:黃啟偉 張振寧 鄧華