1.2　国内外研究现状

1.2.1　机械安全研究现状

机械安全由机械故障诊断发展而来［13］，机械安全的研究主要集中在机械安全设计与机械安全标准化两方面。

机械安全设计从安全系统工程角度设计机械产品，在设计阶段就能够设计出在预定使用范围内具备足够安全水平的机器。机械安全设计综合运用系统工程、心理学、可靠性工程、环境科学等学科知识，通过机械安全风险评估来识别危险、估计和评价风险，最终采取风险减小措施来消除危险或降低风险。机械安全设计主要包括风险评估和风险减小两部分。

机械安全设计研究主要集中在风险评估方面。机械安全风险评估是风险减小的前提，在相同的危险下，使用不同的风险评估工具，评估结果会存在一定的差异。机械安全风险评估一般包括风险分析和风险评价。风险分析是风险评估的关键步骤，风险评价根据风险分析提供的信息判断是否已达到减小风险的目标。围绕机械安全风险评估，国内外学者做了大量研究。

CATERINO等［14］提出了一种以检查表和Petri网作为评估工具的机械安全风险评估方法；DONG等［15］提出了一种新的故障相关矩阵来表示安全模型；JOCELYN等［16］提出了一种机械安全动态风险识别与评估的设计方法，该方法将动态风险识别和数据逻辑分析结合起来，通过将动态经验反馈与定量风险估计相结合来更新风险，使机械安全从业者能够更好地进行有效干预；BRAGLIA等［17］提出了一种新的机械安全风险评估方法HoS，该方法通过修改质量功能部署管理方法的基本设计工具，考虑人的不安全行为，旨在评估人机交互中由人的不安全行为产生的风险；DEMICHELA等［18］设计了一种定性和定量地考虑人为因素的方法，以验证机器运行时安全系统的完整性水平，该方法采用综合动态决策分析风险评估工具，可以在逻辑模型中集成任务分析，描述操作者在何处和为什么可以绕过安全系统；陈文瑛等［19］给出了机械安全性定性、定量评估模型的设计方案；董菲菲等［20］提出了基于“物理—事理—人理”的农机风险减小策略；刘畅等［21］提出了旋转机械转子系统风险云模型评估方法；沈振等［22］建立了以伤害产生的严重程度和可能性为因子的儿童车风险评估模型；张健等［23］采用集对分析理论的四元联系数构建了安全风险评价模型；宣金泉等［24］建立了一种状态空间划分法，用以评估并预测机械设备安全状态。

也有学者探索将新的理论、技术应用于机械安全设计。杨铁武［3］构建了基于六西格玛的机械安全理论模型，不断降低机械安全风险；李勤［25］、周成［26］等将虚拟现实技术引入了机械安全，寻找预防和减少机械安全事故的有效方法。

机械安全标准化是在机械安全范围内，为获得最佳秩序和社会/经济效益，对机械安全问题制定共同的和重复使用规则的活动。机械安全标准化的作用在于改进和保障机械产品的安全性，统一技术要求，防止技术壁垒，提升人体健康水平，降低生命、财产损失的概率［1］。按照机械安全标准的适用范围，我国、欧盟、国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）等将机械安全标准分为A、B、C三类。欧盟、美国等从20世纪80年代开始推广机械安全标准化，当前，机械安全标准已日趋完善。例如，欧洲标准化委员会发布了A类标准2项，B类标准140余项，C类标准500余项。我国于1994年成立了SAC/TC208全国机械安全标准化技术委员会，负责机械安全A、B类标准的修订工作，协调机械安全C类标准和A、B类标准之间的关系与技术一致性问题。当前，SAC/TC208归口的A、B类国家标准有60余项，基本采标ISO。

近年来，随着智能制造成为制造业的发展趋势，ISO与各国都比较重视智能制造引起的安全问题。ISO专门成立了智能制造协调委员会，将安全作为其中一项重要内容，并由原ISO/TC 199（国际标准化组织机械安全标准化技术委员会）主席作为负责人。

综上所述，现有机械安全风险评估方法不能直接用于机械安全风险预警。而在机械安全设计、机械安全标准化已经较为成熟的情况下，智能安全是机械安全的发展方向。智能安全主要通过风险预警实现。我国已在机械安全风险预警方面开展了对相关技术和标准的研究，如已开展机械安全风险预警风险评估方法研究［27］，同时已发布了一批标准，如《机械安全　风险预警　第1部分：通则》《机械安全　风险预警　第2部分：监测》《机械安全　风险预警　第3部分：分级》《机械安全　风险预警　第4部分：措施》《机械安全　自主移动式机械与人体之间的动态安全距离　确定方法》等。但尚未开展实现智能安全的机械安全风险预警体系结构、关键技术、系统构建等的研究。