木工家具大規模生產下鋸斷類加工機具安全性設計之研究(下)

木工家具大規模生產下鋸斷類加工機具安全性設計之研究(下)

廖昭昌 1991/08

刊登於1991工業設計技術研討會論文集

5.2 以操作帶鋸機為例說明安全性設計之必要

其它鋸斷類機具在型態及功能上雖各有不同,但經操作程序分析後,可以發現涉及安全性設計之步驟可分操作前對安全性防護道具的裝置動作和操作中對安全性防護道具的使用動作。從裝置觀點看,安全性防護道具之設計必須考慮機械原理與結構。而從使用的立場看,則因為操作方法與鋸斷方式有密切關係,必須進一步分析不同鋸斷方法的操作程序。

5.3檯面鋸為例說明各種鋸斷的安全性操作

基本上鋸斷類加工機具之操作在裝置妥鋸盤或鋸條後,都先經操作前的安全檢查才取木材、劃線、放置木料,由於各種鋸斷方法因割鋸目地之不同,所需之道具也不同,圖12-17以檯面鋸為例分別說明橫斷一般木板、橫斷等長木塊、縱斷寬木板、縱斷窄木板、切邊鋸、斜鋸等情況之安全性操作。

6.1 從人的特性研究機械安全

人因工程是在設計上使產品、設備、裝置等適合人之特性的一種綜合性研究。【33】前任國際工業設計協會(ICSID)主席Artnw J. Pulos 以為所有產品都包含技術、人性和美學三項因素,而其中以人性方面的考慮是產品設計中最重要的。因此,從人因工程的觀點可以就人的特性分析,學者徐金次就人的特性指出五個要項:型態特性、肌力特性、人與機械間情報傳達、環境條件對人的影響和時間關係。

6.2 從免於傷害的立場設計安全產品

        人因學者W.E. Woodson & D.W. Conover認為每一位設計師在從事設計創作時不應該帶來意外事故、人的損傷和機器的損害。筆者參考他們為設計所製的安全性意外災害查核表,作鋸斷類機具設計之可能災害檢討點,如下表。(5)34

災害性質

可能災害檢討點

夾傷割傷

安全性防護道具如導板、護罩斜角規、導梢

等之設計與裝置妥當。

絆倒

機器的機件如旋臂、鋸片升降手輪把手、可

調整依桿等不可突出台面。

滑倒

機器不可漏油,將導致地面易滑。

頭部受撞

機台以上部位之機件如旋臂、輪罩、前支臂等不可擋住操作之可能動線。防護罩之設計與裝置。

腰部受撞

台面及導板依桿外應以圓角取代直角。

肢體受掐

安全注意事項說明及警示應清楚可見。

電擊

電線及開關有安全絕緣處理。

灼傷

機器之散熱並避免木材因切削抵抗產生燒焦現象

噪音

耳部可長時間承受之範圍(120分貝以下)

5. 鋸斷類機具設計之可能災害檢討點

6.3 針對災害損失提出安全策略

根據勞保局資料顯示民國77年各業勞工傷害給付賠償日數達5,116,033天,等於19,090人年(268工作日/年計)

據估計全年所造成的生產力總損失達100億元以上。【8

人因學者有鑒於工業意外災害損失之根源乃來自“能量的放出”、人造機具和人類行為三者原因,企圖提出對治安策略。【35W. Haddon針對能量放出所致的損害研究出一套“十道反制對策”,其間有邏輯順序,依此概念之後五項,筆者作鋸斷類機具之災害損失反制對策表如下。(6)36

1.將操作者與危險源隔絕:利用安全防護罩

2.人機接觸面的安全性修飾:機件外緣R角化

3.強化操作性機構:結合點的牢固與絕緣

4.降低損害程度:緊急斷電安全措施

5.損失後立即搶修:裝機及維修操作簡易

表6. 鋸斷類機具之災害損失反制對策

6.4 經營管理考量人性因素以降低職業災害

Sanders McCormick研究“人之誤”(Human-Error)所衍生的災害與傷害,引用Swain Guttman的分類將誤動作分成:(1).疏忽之誤 (2).執行之誤 (3).結果之誤 (4).時點之誤,【37】而且,提出了六種降低職業災害之方法,分別是:

‧程序性查核表法

‧教育訓練法

‧回饋式(追蹤原因回授操作者)

‧意外行為增強策略(獎勵意外之正面行為)

‧獎工制度

‧宣傳安全

此乃以人性因素為核心的經營管理,可改善工廠安全性。【38

6.5 從整體工業系統中研究機械安全

作業系統牽涉到作業者與機械彼此間關係,而整體工業系統更考慮到工業環境、能源、支援性設備、材料管理、工程經濟、安全成本….等等多層面之問題。人因工程學者之研究走向系統觀念,以工業系統之子系統-產品製造系統為例,Woodson將它分成:(1).防止材料的毀損 (2).防止機器的受損 (3).防止人員的傷害三種。【34】分別就各種發生因素分析其可能性,而排除或降低危險亦從各方面著手,以鋸斷類加工機具的安全性為例,吾人不僅僅要為操作者設計安全性防護罩,更從機械本身追求安全造型與機構、操作規範上加入安全性防護步驟,也可從家具工程中研究配合工程的防護性道具,以及立法規範設計基準中加入產品安全責任之標準作業等多方面措施。

7.1 法律對於責任與義務的規範

        7.說明法律上所規範的產品安全責任。其中包括國內外若干代表性法律,這些責任有的具有強制性,但也有的只是關切性的宣示,說明法律上極為重視機具安全,此亦乃各行業(包含設計界)所持有關安全信念的法源依據。 

7.2 消費者保護法制維護安全使用產品的權利

    歷經保護消費者團體的長期努力,世界各國紛紛延擬有關維護消費者安全使用產品的權益,如美國的消費品安全法、英國的消費者保護法、日本的消費生活用製品安全法,我國之消費者保護法現亦在立法院審議中,這些法律在確保消費者免於不當產品的傷害,也間接喚醒社會大眾對消費者權益及產品安全性之重視。在消費者保護法制發展當中,較具意義的政治性宣示的有以下三件:【11

1962年美國甘迺迪總統的“保護消費者利益特別咨文”,標示消費者四大權益,其中第一項即“安全之權益”。

1973年歐洲理事會通過消費者保護憲章,共28條宣示 

保護消費者之國際標準,歸為五項,其中第一項即“消

費者有受保護及協助的權利”。

1981年我國執政黨第十二次全國代表大會通過的政綱中,明列“制定有關法律,保護消費者權利”之根本主張。

   從以上的政治性宣示得知,保護消費者權益的首要工作是立法保障使用產品的安全性的基本消費權。

7.3 國家標準中制定產品設計的安全準則

7.3.1 中國國家標準有關安全之標準

    目前中國國家並未有各種鋸斷類機具詳盡的安全標準,從一般工具機的標準中可找到的有關安全之零散記載有下列數項:

‧工具機操作符號(CNS 5095B1138)

  內文中有安全裝置及注意之符號表,計有剪切安全鎖、危險(電氣)、注意、主開關、動作不可變速、動作中方可變速、錯誤/操作失誤等七種安全符號。

‧木工用縱開圓鋸機(CNS 5008B7122)等機具內文中有運轉檢驗一項設有含安全裝置之功能檢驗,惟僅以“檢驗其機械防護裝置及作業者安全裝置之機能確實性”一句話帶過,且附註“機種無某項裝置者,可免該項檢驗”。

    由上內容,再比較先進國家標準,CNS仍有待加強機具安全之規範,以供國  內設計者依循參考。   

7.3.2 先進國家有關安全之標準

    美國國家標準針對木工機具的安全設備有專冊規定,其中對多種鋸斷類機具個別介紹其必備的安全性道具,筆者將之整理成表8(8)40

    英國國家標準為木工機具的安全性設計有完整而有系統的建言,其設計考慮點是依據下列四原則以降低機械傷害之危險:(1).危險之識別或知識 (2).危險之識別或知識 (3).安全護具之使用 (4).安全性道具之裝置。【41

 

必備之安全道具

鋸罩

分開器

防反彈器

轉向標示

張力調整

推桿

圓鋸盤

 

 

 

    橫割圓盤鋸

 

 

 

 

    吊式橫割鋸

 

 

 

 

 

    縱割圓盤鋸

 

 

    切薄圓盤鋸

 

 

 

 

    旋臂圓盤鋸

 

 

帶鋸

 

 

 

    切薄用帶鋸

 

 

 

8. 美國國家標準鋸斷類機具必備之安全道具

8. 機具之安全機構設計

    機械安全性設計可分為本質性安全(intrinsic safety)和防護性道具設計(safeguard design)兩類。防護性道具設計是在機械產品之無法充分顧及操作安全時的第二道防線。

   良好的防護性設計必須考慮四點:(1).材料的強度、硬度和耐久度;(2).對機械本身可靠度的影響;(3).影響操作的人性因素;(4).危險區內的明視範圍。【10  

    目前常見的機械安全防護設計有以下八類:固定式(fixed guards)、聯鎖式(interlocked guards)、自動式(automatic guards)、遮擋式(trip devices)、可調式(adjustable)、自調式(self-justing)、雙控式(two-hand control devices)及機械防護道具的人因考量。【8】下表供鋸斷類機具選擇安全機構型式時參考。(9)

 

安全機構類別

特徵

使用時機

包裹型

固定式

簡單,固定的安全裝置

非必要觸及之危險

隔離型

固定式

用柵欄將危險區內的固定事隔開作業員

非必要觸及之危險

包裹型

聯鎖式

常用,將具危險之機具

聯鎖,其外保裝成一體

機器作業中必會觸及危險時

隔離型

聯鎖式

用柵欄將危險區內的包裹式隔開作業員

機器作業中必會觸及危險時

 

自動式

當有傷害時會自動斷電停工

需配合人因工程之考量

 

遮擋式

光電控制裝置或其它感應型銀幕或柵欄

隔離四肢與危險緣之接觸

 

可調式

固定式外加可自行調整者

機器作業中必會觸及危險時

 

自調式

因附有彈簧或其它機構,使有自動防護功能

機器作業中必會觸及危險時

 

雙控式

雙手同時控制開關時才能作用

機器作業中必會觸及危險時

 

人因考量

危險可能點的高度與作業者之操作尺寸關係

作業範圍與危險區重疊時

9. 選擇安全機構型式之參考

9. 結論

9.1. 產品品質應以安全品質為第一

    鋸斷類加工機具在木工家具大規模生產中扮演著生產者的角色,家具產品透過像鋸斷類機具一般的產業機器而成形,從生產與消費的關係來看,加工機具的消費者(應是作業員)同時也是家具產品的生產者,“無災害機械”不但維護這些機具消費者的安全,更間接提高了家具的品質與產量。

     因此,工業產品之品質,雖因實用功能之不同,所構成其價值感知因素也不一,惟觀乎人命的安全性品質則是價值之基礎所在,一個不能提供安全之產品,必無法使其消費者享受產品之真正品質。故,產品品質應以安全品質為第一。

9.2. 安全品質應從安全設計之信念開始

    產品之不安全,或由於操作之人誤(Human – Error),或由於無適當之防護性道具,或由於機構本質性的不安全,不良設計已存在其中,唯有將安全品質設計進去(Design – in),才能真正確保使用的安全性。設計師對產品有著賦于安全品質的使命感,將此信念融入產品實用性與美感的創作之中,方能帶給社會真正的安全。

10. 謝誌

    在此,要感謝教育部顧問室的安排,使筆者今年暑假能前往工研院訪問研究,對於工業設計與機械安全的關係,工研院機械所工業設計部朱聿嘉經理及部內同仁給了筆者很多的啟示,激發了研究此一課題的興趣,更值得一提的,在工研院工業安全衛生中心,承蒙中心主任馬文松博士的鼓勵、及范組長與組內多位同仁熱心指導下,本論文始能完成,對於這些協助,願再一次表達筆者感謝之意。

參考文獻

 【1】廖昭昌,木工家具大規模生產下之設計與製程品,中華民國品質管制學會第二十七屆年會論文集,台北市,民80p.189

 【2】羅夢彬譯,木工與家具製造(),徐氏基金會,台北市,民67版,p908-953

 【3】林東陽,家具產品工程探索,木工家具雜誌,第4期,19826月號台中市,p40-42

  【4】李玉龍,近代設計史,六合,台北市,民71

  【5】工業技術研究院工業安全衛生技術發展中心,木竹製品業木工機具安全防護改善輔導計劃,經濟部工業局79年度專案計劃執行成果報告,(計劃摘要部分,引用自勞保統計資料)p.1

  6Ma, When-Shung A., Wang, Mao-Jiun J. & Chou, Frank S., Evaluating the mechanical injury problem in the wood-bamboo furniture manufacturing industry, International journal of Industrial Ergonomics, 1991, p.1

   7Booth, Richard T., Industrial Design & Safety Industrial Design in ngineering , Edited by Charles H . Flurscheim, The Design Council ,     London , 1983, p245-262   

   8】工業技術研究院,工業災變防制與工業安全研究計劃,民79p.1-10

   9】馬文松、葉文裕、周錫男,木竹製品與非金屬家具製造業之職業災害調查統計報告,行政院勞工委員會與工業技術研究院合作辦理研究計劃,民78P16-27

    10】廖昭昌,木工模型或家具製作中,二次鋸切的安全性探討,木工家具雜誌,第89期,199111月號,台中市

    11】官政能,消費性產品設計安全體系研究p7-12 p19-25

    12】勞工安全衛生法,第二章:安全衛生設施 63.4.16公佈,民80.4.30.修正,第56

   13】勞工安全衛生設施規則,第三章第二節:木材加工機械,民63.10.30公佈,民72.6.27.修訂,第72-79

    14Health and Safety Commission, Great Britain,  Articles and Substances for Use at Workguidance for designers, manufactures, importers,   Suppliers, erectors and installers, Guidance Nots  GS8.HMSO, London , 1977

   15】曾坤明,工業設計的基礎,六合,台北市,民68p79

   16】黃彥三,切削加工之基礎,木工家具,第46期,台中市,19886月號,p.57-62

   17】林益昌、林宗獻,木模結構設計與實習() 全華科技,台北市,民78p143-179

   18Kalpakjan, Serope, Manufacturing Processes for  Engineering Materials, 2nd Ed., Addison-Wesley  Publishing Company, Massachusetts , 1991, p559-561

    19】趙仲平,機械工作實務,華聯,台北市,民68  p.173

    20Edward L. Clark & John A. Ekwall & C.Thomas & Rudolph Willard, Furniture Manufacturing Equipment , Furniture Manufacturing Management, Department of Industrial Engineering, North Carolina State University,  Raleigh , NC , 1987, p.2/1-4

    21】工業技術研究院工業安全衛生技術發展中心,木竹製品業木工機具安全防護技術推廣說明會,新竹,民80p107-109

    22National Safety Council, Woodwking Band Saws Green Cross for Safety, Data Sheet, 1-353R78

    23op. cit., The Radial Saw, 1-353R78

    24op. cit., Tilting-Arbor and Tilting-Table Saws, 1-605-74

    25Canadian Center for Occupational Health,   Woodworking Machines- General Safety Infogram, E01

    26op. cit., Woodworking Machines-Table Saws, E02

    27op. cit., Woodworking Machines-Band Saws, E03

    28op. cit., Woodworking Machines-Radial Arm Saws, E04

    29】經濟部工業局工業安全衛生服務團及工業技術研究院工業安全衛生技術發展中心,旋臂式圓盤鋸,木工機器安全防護技術手冊之一,4HR1000-01

    30】同上,帶鋸機,木工機器安全防護技術手冊之三,4HR1000-03

    31】同上,檯面鋸,木工機器安全防護技術手冊之五,4HR1000-05

    32】同上,吊式圓盤鋸,木工機器安全防護技術手冊之六,4HR1000-06

    33】徐金次,人體工程學及實驗,華泰,台北市,民76p.1-5

    34Woodson, Wesley E & Conover, Donald W.,   Human Engineering Guide for Equipment and  Designers, NEL. Publication Personnel , 2 nd    Ed., 1966, p.2/242-265  

    35McCormick, Ernest J., Human Factors in Engineering and Design, 4 th Ed., McGraw Hill book Company, New York ,1977, p.442

    36Haddon, W. Jr., Energy Damage and the TenVountermeasure Strategies, Human Factors, vol.15,no.4 1973, p335-366

    37Swain,A. & Guttmann, H., Handbook of Human   Reliability Analysis with Emphasis on Nuclear   Power Plant Applications, Nuclear Regulatory Commission, 

    38Sanders, Mark S. & McCormick, Ernest J.,   Human Factors in Engineering and Design, 6 th Ed., McGraw-Hill book Company,  New York , 1987,p606-634

    39】經濟部中央標準局,中國國家標準,CNS 5095B1138CNS 5008B7122

    40American National Standards Institute, ANS   Supplement to Safety Requirements for Woodworking Machinery, ANSI 01-1a-1979, pp.9-12

    41British Standards Institution, BS Code of Practice for Safeguarding woodworking machines, BS 6564Part11987,p3-16

 

 

發表迴響

你的電子郵件位址並不會被公開。 必要欄位標記為 *

你可以使用這些 HTML 標籤與屬性: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>