Nếu các biện pháp an toàn của thiết bị do chính bạn thiết kế không đầy đủ và xảy ra tai nạn lao động, có khả năng sẽ dẫn đến việc dừng sản xuất của nhà máy hoặc bị truy cứu trách nhiệm do sơ suất trong công việc. Những tình huống như vậy tuyệt đối phải được tránh, vì thế trong thiết kế cơ điện tử cũng cần ưu tiên cao nhất nguyên tắc “an toàn là trên hết” và tiến hành công việc thiết kế dựa trên nguyên tắc đó.

Để cung cấp các thiết bị cơ điện tử an toàn, ngoài việc nắm rõ các quy tắc an toàn, điều quan trọng là phải phối hợp với các bộ phận liên quan để thúc đẩy hoạt động giảm thiểu rủi ro.

Bài viết này là phần giới thiệu về thiết kế cơ khí, nhưng chúng tôi hy vọng những người đang tham gia thiết kế cơ điện tử sẽ tham khảo nội dung này khi tổng hợp các thông số kỹ thuật cơ điện tử.

1. Phương châm và mục tiêu cơ bản liên quan đến đối sách an toàn

Các phương châm cơ bản liên quan đến an toàn máy móc được quy định trong tiêu chuẩn JIS Z 8051, tuy nhiên đối với thiết bị cơ điện tử thì không tồn tại cái gọi là “an toàn tuyệt đối”.

Nguyên nhân là do thiết bị được kết hợp từ nhiều công nghệ khác nhau, ngoài ra còn có khả năng phát sinh các hoạt động ngoài dự kiến do hư hỏng linh kiện thiết bị, lỗi hoạt động của hệ thống điều khiển, thao tác sai của người vận hành, mất nguồn điện, v.v.

Vì lý do đó, đối sách an toàn không phải là “chỉ cần thực hiện một biện pháp là tuyệt đối an toàn”, mà cần phải xem xét các tình huống bất ngờ và áp dụng nhiều biện pháp an toàn chồng lớp.

Mặt khác, các biện pháp an toàn không trực tiếp tạo ra lợi nhuận cho công ty, nên tôi nghĩ sẽ có nhiều người băn khoăn không biết nên thực hiện đối sách an toàn đến mức nào là phù hợp.

Do đó, đối với thiết bị được thiết kế, nên thực hiện đánh giá rủi ro (Risk Assessment), đánh giá mức độ rủi ro một cách định lượng, sau đó đặt mục tiêu mức rủi ro có thể chấp nhận được sau cải tiến để triển khai hoạt động.

2. Cách tiến hành hoạt động giảm thiểu rủi ro

Quy trình thực hiện hoạt động giảm thiểu rủi ro được trình bày như sau:

① Tạo bản vẽ kế hoạch và tạm thời quyết định các chức năng cơ bản.

② Thực hiện đánh giá rủi ro dựa trên bản vẽ kế hoạch.

③ Làm rõ tại vị trí nào tồn tại mức độ rủi ro như thế nào.

Đánh giá rủi ro được thực hiện dựa trên:

• Trích xuất nguồn nguy hiểm
• Đánh giá mức độ rủi ro
• Xem xét phương châm bảo vệ phù hợp với mức độ rủi ro

và được đánh giá theo các cấp độ rủi ro từ I đến V.

Mức độ rủi ro càng cao thì số lượng phương châm được khuyến nghị và các biện pháp tối thiểu cần thực hiện cũng sẽ càng nhiều.

Bảng 1 là tài liệu tổng hợp các biện pháp bảo vệ tương ứng với từng mức độ rủi ro dưới dạng sơ đồ map.

④ Sử dụng hình 1 để giải thích cách tiến hành giảm thiểu rủi ro.

Các biện pháp an toàn do người thiết kế thực hiện sẽ giảm thiểu rủi ro theo thứ tự từ bước 1 đến bước 3.

Các biện pháp an toàn do người thiết kế thực hiện liên quan đến nền tảng của đặc tả thiết bị, vì vậy chiếm phần lớn hoạt động giảm thiểu rủi ro.

1) Thiết kế an toàn từ ban đầu

Thiết kế an toàn từ ban đầu là hoạt động xem xét lại đặc tả thiết kế và loại bỏ trạng thái nguy hiểm. Hãy tham khảo 3 ví dụ dưới đây để tìm hiểu về thiết kế an toàn từ ban đầu.

2) Bảo vệ an toàn

① Lắp đặt rào chắn bảo vệ

Rào chắn được lắp đặt nhằm thu nhỏ khu vực nguy hiểm, ngăn chặn vật phát tán và chất nguy hiểm, giảm tiếng ồn, đồng thời đảm bảo khoảng cách an toàn.

Hãy tham khảo 3 ví dụ dưới đây để tìm hiểu tư duy thiết kế rào chắn.

■ Các điểm quan trọng và lưu ý khi thiết kế rào chắn

a) Khi thiết kế rào chắn, hãy đánh giá mức độ tác động trong trường hợp va chạm xảy ra dựa trên khe hở, khoảng cách, thời gian cho đến khi tiếp xúc, lực thao tác,... rồi lựa chọn độ bền, hình dạng, vật liệu của rào chắn.

b) Khi thiết kế rào chắn, khe hở cho phép sẽ khác nhau tùy theo vị trí đối tượng. Hãy tham khảo hình 2 để xác nhận khe hở phù hợp và quyết định kích thước.

c) Do việc lắp đặt rào chắn có thể phát sinh các vấn đề như giảm khả năng tản nhiệt, tăng tiếng ồn, che khuất tầm nhìn khiến thao tác khó khăn hơn. Hãy làm rõ mục đích lắp đặt rào chắn, lựa chọn rào chắn phù hợp và tiến hành thiết kế. Đồng thời, hãy đánh giá lại mức độ rủi ro sau cải tiến để phòng tránh các vấn đề phát sinh do lắp đặt rào chắn.

② Thiết bị an toàn và xử lý bằng điện, phần mềm

3) Hạn chế thông tin trong quá trình sử dụng

Lý tưởng nhất là có thể thực hiện được các biện pháp ở mục 1, 2 nêu trên, tuy nhiên trong trường hợp việc đảm bảo an toàn làm cho thao tác trở nên khó khăn thì có thể áp dụng phương pháp đối phó bằng cách bổ sung các hạn chế thông tin trong quá trình sử dụng.

① Thiết bị cảnh báo

Thông báo trạng thái bất thường cho xung quanh và yêu cầu người vận hành dừng thao tác.
Ví dụ, được sử dụng trong các trường hợp thiết bị hoạt động rất chậm, dù phát hiện bất thường mà không dừng ngay lập tức thì vẫn có thể tránh được nguy hiểm, hoặc khi nước bị tràn, người vận hành nghe cảnh báo và xử lý thì thiệt hại vẫn nhỏ.

② Hiển thị cảnh báo

Dùng để nhắc nhở chú ý đối với các vị trí ít có nguy cơ tiếp xúc thường xuyên, các vị trí cần chú ý khi tháo rào chắn trong lúc bảo trì, hoặc các vị trí không muốn vận hành khi đã tháo rào chắn.
Các hiển thị gồm có “Nguy hiểm”, “Cảnh báo”, “Chú ý”,... và cần được đặt ở vị trí dễ nhìn từ phía người vận hành với nội dung phù hợp theo mức độ nguy hiểm.

③ Thông tin cần truyền đạt

■ Ví dụ về thông tin cần truyền đạt cho người sử dụng
・Phương pháp sử dụng thiết bị
・Phương pháp bảo trì
・Các vị trí nguy hiểm liên quan đến an toàn
・Các điểm cần lưu ý khi thao tác

■ Ví dụ về thông tin cần ghi trong tài liệu hướng dẫn sử dụng
・Thông tin liên quan đến vận hành, thao tác và bảo quản
・Thông tin khởi động và cài đặt
・Chức năng của thiết bị
・Phương pháp sử dụng
・Phạm vi thông số kỹ thuật
・Bảo trì bảo dưỡng
・Thông tin liên quan đến ngừng sử dụng, tháo rời và xử lý thải bỏ
・Tình huống khẩn cấp, xử lý sự cố
・Vị trí hazard và các thông tin liên quan

Sau khi hoàn tất đối sách an toàn, hãy tập hợp những người liên quan và tạo cơ hội để truyền đạt các điểm cần chú ý, đồng thời lưu lại tài liệu và biên bản họp để có thể truy vết xem liệu đã có thiếu sót trong việc giải thích cho người sử dụng hay chưa khi không may xảy ra tai nạn lao động.

Bằng cách thúc đẩy các hoạt động giảm thiểu rủi ro như trên, có thể cùng các bên liên quan xác nhận đối sách an toàn, đồng thời nhận được sự hài lòng từ phía người vận hành và góp phần cung cấp thiết bị đặt an toàn lên hàng đầu.

Tóm lại

Vậy thì, bạn cảm thấy thế nào? Qua phần giải thích đến đây, bạn đã hiểu về quản lý rủi ro và đối sách an toàn trong thiết kế cơ điện tử (phần thiết kế cơ khí) chưa? Các điểm quan trọng của bài viết này được tổng kết như sau.

1. Phương châm cơ bản của giảm thiểu rủi ro

1. Trong thiết kế cơ điện tử không tồn tại an toàn tuyệt đối. Vì vậy cần xem xét nhiều đối sách an toàn khác nhau.
2. Rủi ro trong thiết kế cơ điện tử phần lớn được quyết định ngay từ giai đoạn thiết kế.
3. Mục tiêu của hoạt động giảm thiểu rủi ro là đưa mức độ rủi ro xuống mức có thể chấp nhận được.
4. Tất cả những người tham gia thiết kế cơ điện tử cùng thúc đẩy hoạt động giảm thiểu rủi ro. (Nhiều người cùng kiểm tra để tránh bỏ sót)
5. Tạo cơ hội để giải thích kết quả của các đối sách an toàn, đồng thời lưu lại tài liệu và biên bản họp.

2. Cách tiến hành giảm thiểu rủi ro

・Bước 1: Thiết kế an toàn bản chất: xem xét lại tận gốc đặc tả thiết kế và loại bỏ nguồn nguy hiểm
・Bước 2: Giảm thiểu rủi ro: giảm rủi ro bằng cách lắp rào chắn và thiết bị an toàn
・Bước 3: Hạn chế thông tin trong quá trình sử dụng: thiết bị cảnh báo, hiển thị cảnh báo, truyền đạt thông tin cho người sử dụng

Có lẽ cũng có người cảm thấy nội dung hơi khó hiểu, nhưng trước tiên hãy thử bắt đầu bằng việc thực hiện Risk Assessment cho dự án đang được xem xét thiết kế hiện tại và lượng hóa mức độ rủi ro.

Nếu đối sách an toàn bị thực hiện muộn, rất có thể đặc tả sẽ trở nên chắp vá và làm rủi ro càng tăng thêm.

Sẽ thật tuyệt vời nếu các hoạt động giảm thiểu rủi ro như vậy được đưa vào một cách có kế hoạch trong các buổi Design Review ngay từ giai đoạn đầu, tạo thành cơ chế mang tính thói quen, từ đó rà soát đặc tả ngay từ Upstream và việc cung cấp thiết bị an toàn trở thành điều hiển nhiên.

Nhân cơ hội này, hãy thử suy nghĩ về việc tích hợp các đối sách an toàn vào đặc tả cơ điện tử.

XTMechanical Blog xin cảm ơn mọi người vì đã luôn dành thời gian, tình cảm cho chúng mình! Thông qua bài viết, chúng mình hy vọng có thể lan toả niềm đam mê và tiếp thêm động lực, kiến thức cho mọi người. Cuối cùng, dù bao nhiêu khó khăn, xin chúc các bạn luôn vững bước và thành công trên chính con đường mình đã chọn!

Tác giả: Nguyễn Văn Hoà

             Chu Văn Minh

 

Tham khảo:

メカトロ設計のリスク管理と安全対策（機械設計編） | MONO塾