淺談機械安全風險評價的方法

王延超　王震傳　周雪山

摘 要：任何利用機械進行的生產或服務活動都伴隨著危險，都存在著可能釀成的事故風險。進行風險評價的目的是為了根據現實的各種約束，提出合理可行的消除危險或減小風險的安全措施。風險評價對減少事故的發生，特別是防止重大惡性事故的發生，有著非常重要的意義。為此本 論文 對現有的幾種機械安全風險評價方法進行了較細致的研究。

關鍵詞：機械安全；風險評價；方法

進行風險評定，需要選擇所使用風險評定的工具或評定方法。評定方法的選擇和確定是核心問題。目前常用的風險評價方法有十多種，ISO/TR14121-2中列舉了4種。了解這些方法的特點和適用范圍，才能正確地使用這些方法，達到事半功倍的效果。否則，盡管與評價的過程相比，方法選擇的重要性并非在其之上，但是隨意選用方法可能會造成人力、物力的大量浪費，收效甚微。

首先這些方法必須具備科學性。其次這些方法必須具備針對性。需要風險評價的機械的限制千差萬別，涉及到預期使用、誤用、使用者、空間、時間等各個方面，不可能有一種方法能適合所有的機械。例如不同類型的機械，產生的危險有的大不相同，就需要不同的方法進行評價。所以采用的評價方法應該是專門針對這一方面的，才能取得預期的效果。

這些方法還必須具備適用性。一切方法都要適用于應用、便于應用，方法要簡單、結論要明確、效果要顯著，這樣人們才能樂于接受。一些設定的參數值過多，計算復雜，貌似艱深而難于理解應用的方法是不可取的。目前應用于機械設計風險評價方法主要有風險矩陣法、風險圖法、評分法、定量風險評價等。這些方法既可以對危險的風險水平進行排序，確定最嚴重的危險，也可以通過減少風險的多少去評估采取的措施，從中選擇出最有效的解決措施。

1 風險矩陣法

風險矩陣法是一個簡單有效的風險評價方法，最早應用于項目管理過程中識別風險重要性。它將決定危險事件風險的兩種因素即所有種類的傷害嚴重度和引起傷害的概率，按其特點劃分為相對的等級，形成風險矩陣，即多維表格，來定性地衡量風險大小。

根據確定風險要素，一般選擇嚴重度和傷害發生的概率兩個要素。嚴重度的等級通常可分為災難的、嚴重的、中等的、輕微的：傷害發生的概率的等級可以是數字值，如從10到1表示從高到低的級別，也可以按發生的可能性分級，如非常可能、可能、不太可能、不可能。

風險矩陣方法為獲得危險的風險水平提供了一個簡單、快速和有效的方法。風險矩陣的方法是主觀的，它依靠人評價風險良好的判斷力。因此，用這個方法工作最好具備一組在任務和機械的評估具有經驗和知識的人。在使用上風險矩陣方法比較簡單和快速。然而，由于方法受人的主觀性影響，它不能為風險水平提供高的精確度或重復性，高精度的結果需要更多的時間研究、 總結 。

2 風險圖法

風險圖以決策樹為基礎 發展 而來。用決策樹方法形成風險圖時，先確定每個節點和路徑的規則。從要分析的風險開始，風險圖中的每個節點代表一個風險參數，如：一個節點是嚴重度，另一個節點是發生概率；從這些節點分出的每個分枝代表一類參數的規則，如針對“嚴重度”這個節點，其分枝可能是“輕微的”、或“嚴重的”；依次最后確定出風險指標，畫出相應的風險圖。

風險圖法的特點是使所評價的危險形象化。能清晰、直觀地顯示出分析過程的各個不同階段，把各種可能、可能出現的狀態、可能性的大小以及產生的后果，簡明地繪制在圖紙上，便于比較，也有利于人們對方案進行集體對比討論，充分交換意見，在討論研究中，還可以對風險參數樹隨時進行補充和修正，從而選出具有最高優先權的消除或減小風險風險指標。如果圖中大多數節點的分枝超過兩個，或其參數超過兩個，風險圖會變得非常復雜和混亂。

3 評分法和定量風險評價

評分法是在風險評價中給風險要素打分，然后通過數學運算確定危險狀態的風險指標。評分通常使用的參數大于兩個，不受大多數方法如風險矩陣和風險圖等由于分析參數的數量增加而帶來的限制。應用方法即為，根據實際情況定出取值范圍，在此基礎上給各個參數打分，然后根據一定的運算規則（如相乘、相加或混合運算）求出總分值，作為各個危險狀態的風險指標。評分法一般使用數字代表從最低到最高的風險水平。定量風險評估是用純數學的方法處理風險要素參數的數字值，求得對應風險的水平，即計算出指定危險狀態的風險指標。定量風險需要一系列詳細反映因果關系的邏輯模型，以及基本“因”或“果”的數值數據如裝備的故障或人的過失的概率。

用屬于定量評價的故障樹分析法來說明，首先建立某個危險狀態的故障樹，然后根據找出各基本事件的發生概率，計算出頂事件即相應危險發生概率。數控磨床砂輪破碎傷人是一個必須避免的危險。在用故障樹分析中，應將該危險作為頂事件。然后找出產生數控磨床砂輪破碎傷人的危險的原因，當砂輪高速旋轉破碎和防護裝置失效同時發生，才能產生破碎傷人的危險。而引起砂輪高速旋轉破碎的原因又可細分為：砂輪有缺陷、砂輪安裝有缺陷、操作使用不當三個主要原因，而且這三個原因中任一個發生，都會造成砂輪破碎。然后逐個分析這三個原因，對于操作使用不當，是由進給量過大、進給速度過快、超過額定轉速運轉、工件裝夾不當四個原因引起，因為不能再次細分了，所以作為基本事件通稱底事件，并用或門聯接；對于砂輪有缺陷，只有當砂輪本身有缺陷和對新砂輪檢查不利同時發生時，才能產生缺陷，用與門聯接，而只要砂輪質量不合格、保管中嚴重受潮、砂輪有裂紋三個條件具備一個，就會導致砂輪本身有缺陷，砂輪有裂紋可能在保管或搬運中產生，這也是基本事件：對于砂輪安裝的缺陷，可能由于安裝壓力過大、砂輪規格型號選擇不當、砂輪附件選用裝配不當三個原因中的一個造成，用或門聯接，而砂輪附件選用裝配不當可能是由于法蘭盤太小、砂輪孔和軸間隙過大、砂輪工作面選擇錯誤三個基本事件中之一造成的，用或門聯接。分析的結果最后，形成“砂輪破碎傷人”的故障樹。

參考文獻

[1]鄭明，云曉春，張濤，翟國富. 系統故障樹分析的軟件實現[J]低壓電器，2005，（07） .

[2]陳萌. 談安全評價及其方法[J]工業安全與環保， 1999，（06） .

作者簡介

王延超（1994-），鄭州大學機械工程學院。