04.01.2010 © S. Hosnedl 1

3 Design for X (DfX) a Prediction of X (PoX)

3.3 Tř.2 DfX & PoX k lidem, … (ve všech etapách. živ. cyklu TS vč. přísluš. akt.&prostředí !!! )

- z hledisek bezpečnosti a zdraví

DŮLEŽITÉ POTŘEBNÉ

K INFORMACI PRO ÚPLNOST

DŮLEŽITÉ

Navrhování a hodnocení technických produktů KKS/DFX

[Weaver 2012] Weaver J.: Weaver’s Lecture Notes on Design for X - Design for Health. MPD575 DFX [online]. USA: University of Detroit, Mercy. Dostupné z: <http://weaverjm.faculty.udmercy.edu/dfx>, 2012

Překlad z uvedeného originálu Bc. Kristýna Švecová a Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc.

Pouze k informaci a orientaci

D ŘEŠENÍ VLASTNOSTÍ TS při KONSTRUOVÁNÍ

Autoři

• Vypracovala skupina studentů (2001): – Beth Robinson – Robin Schulz

• Revidovala skupina studentů (2001): – Dave Chronowski – Mark Halseth – Andrew Kernahan – Roger Maynard

• Upravil (2006) – Bill Dowling

14.3.2015 2 MPD575

• Úvod • Rizika výroby • Spotřebitelské produkty • Automobilové produkty • Klíčové principy • Případové studie • Reference

14.3.2015

KONSTRUOVÁNÍ Z HLEDISEK ZDRAVÍ A BEZPEČNOSTI

3 MPD575

Úvod

• Vymezení bezpečnosti a rizik • Vymezení „konstruování z hlediska zdraví a

bezpečnosti” • Výhody • Historické pozadí • Standardy a zákony

14.3.2015 4 MPD575

• Bezpečnost: stav, ve kterém nedojde k vystavení nebezpečí, úrazu nebo ztráty

• Bezpečnost se definuje jako kvalita zamezení nebo nezpůsobení zranění, nebezpečí nebo ztráty

• ‘Bezpečný’ znamená zbavený nebezpečí

• ‘Bezpečný’ produkt ve skutečnosti není zbaven všech druhů nebezpečí za všech okolností

• Produkt může být považován za nejbezpečnější, přestože není absolutně bezpečný

Bezpečnost

14.3.2015 5 MPD575

• Riziko: existence nebezpečí, které je předvídatelné, ale nelze se mu vyhnout

• Příklady: rizikové plýtvání nebo nebezpečné zaměstnání – nebezpečí, jejichž přítomnost je známá

• V této diskusi je riziko považováno za jakékoli ohrožení lidské bezpečnosti

• Rizika zahrnují jak předvídatelné, tak vyhnutelné hrozby

Riziko

14.3.2015 6 MPD575

Konstruování z hlediska zdraví a bezpečnosti

• Integrace analýzy rizik a metod posuzování rizik v raných stadiích návrhu a řízení a přijímání nezbytných opatření tak, aby riziko zranění nebo poškození bylo na přijatelné úrovni

• Zahrnuje vybavení, hardware, nástroje, materiály, rozvržení a konfiguraci, kontrolu energií a životního prostředí

14.3.2015 7 MPD575

Proč bezpečnost již při konstruování?

• Hlavní obchodní cíl: zvýšit zisk na akcii nebo návratnost investic

• Následujících výhod může být dosaženo, pokud jsou rozhodnutí ovlivňující bezpečnost, zdraví a životní prostředí integrovány do raných stadií návrhového procesu: – Snížení počtu zranění, nemocí, škody na životním

prostředí – Zlepšení produktivity, provozních nákladů – Předejití změnám za účelem opravy návrhu

14.3.2015 8 MPD575

Cena za zranění a smrt

SmrtZranění s invaliditou

Domácí úrazy $750 000 $10 000 Veřejné úrazy nemotorovými vozidly $750 000 $7 800 Pracovní úrazy bez nákladů zaměstnavatele $930 000 $24 000 včetně nákladů zaměstnavatele $940 000 $28 000

V tabulce jsou započteny průměrné náklady na mzdy a ztráty produktivity, léčebné výdaje a administrativní výdaje

14.3.2015 9 MPD575

Cena za automobilovou havárii

Smrt $970 000

Úrazy s invaliditou $35 300

Škody na majetku $6 400 (včetně úrazů bez invalidity )

Náklady na nehody motorových vozidel, náklady na ztráty mzdy a produktivity, léčebné výdaje a

administrativní výdaje, poškození motorových vozidel, a náklady zaměstnavatelů

14.3.2015 10 MPD575

Historické pozadí • Počáteční snahy konstruktérů byly zaměřeny na řešení

problému a zavedení produktu do provozu tak, jak bylo zamýšleno

• Malá pozornost byla věnována bezpečnostním aspektům návrhu

• Mechanická rizika na pracovišti existovala téměř 300 let • Náklady na pracovní úrazy vzrostly, což způsobilo zavedení

legislativních předpisů • Pracovníci obdrželi odškodnění za pracovní úrazy • Provozovatelé pojišťoven spustili vývoj zlepšování v oblasti

bezpečnosti ve snaze kontrolovat náklady 14.3.2015 11 MPD575

Směrnice a zákony

• Směrnice – Vláda – Průmysl – Obchod

• Zákony – Stavitelství – Požární

14.3.2015 12 MPD575

Vládní směrnice

• Předpisy jsou nejprve zveřejněny ve federálním rejstříku (společný formát)

• Tato publikace je vydávána každý den, když je federální vláda otevřena

• Po schválení jsou zahrnuty v Kodexu federálních předpisů (Code of Federal Regulations) (CFR)

• Existuje 50 CFR titulů, které pokrývají všechny aspekty federální vlády

14.3.2015 13 MPD575

Průmyslové normy

• Známé svojí individualitou

• V devadesátých letech bylo v USA asi 350 organizací tvořících normy

• Každá organizace píše normy pro svou oblast zájmu a používá vlastní přístupy

• Katalog a seznam amerických průmyslových norem je dvousvazková sada zahrnující více než 35 000 dokumentů

14.3.2015 14 MPD575

Průmyslové normy

• Soudní spor – American Society of Mechanical Engineers (ASME )

(Americká společnost strojních inženýrů) vydala ‘Boiler and Pressure Vessel Code’ („Kodex pro kotle a tlakové nádoby“) – ASME byla úspěšně zažalována výrobcem zařízení

pro indikaci hladiny kapaliny v kotli – ASME kodex je nespravedlivě diskriminován kvůli tomuto zařízení pro měření kapaliny

14.3.2015 15 MPD575

Průmyslové normy

• Národní bezpečnostní rada založená v roce 1913 vydává knihy a brožury týkající se bezpečnostních hledisek pro širokou škálu produktů

• Národní bezpečnostní rada (NSC) vede statistiky o nehodách, včetně jejich příčin, četnosti a závažnosti

• Poskytuje vstupní data organizacím, které vytvářejí normy

14.3.2015 16 MPD575

Průmyslové normy dalších organizací

• Národní asociace požární ochrany (NFPA) – Národní elektrické a požární předpisy

• Underwriters Laboratories (pojišťovací laboratoře)

– Nezávislá, nezisková organizace založená roku 1894 – Byla sponzorována pojišťovnou na “zřízení, udržování

a provozování laboratoří pro zkoumání a testování zařízení, systémů a materiálů pro určení jejich vztahu k ohrožení života a majetku”

14.3.2015 17 MPD575

Normy pro produkty

• Americké dřevařské standardy jsou vydávány několika regionálních dřevařských společností a obsahují pravidla pro třídění jednotlivých druhů dřeva podle kvality

• Dobrovolné výrobkové normy jsou vyvíjeny v rámci procedury vydané Ministerstvem obchodu v části 10 hlavy 15 Kodexu federálních předpisů

14.3.2015 18 MPD575

Produktové směrnice

• Program dobrovolných produktových standardů je spravován Národním institutem pro normalizaci a technologie (NIST)

• Účelem produktových směrnic je vytvořit celostátně uznávané požadavky na různé produkty

• Jsou zcela dobrovolné, nejsou vyžadovány ze zákona, pokud nejsou citovány jako odkaz v právních řádech, dokumentech nebo smlouvách

14.3.2015 19 MPD575

Stavební předpisy

• Iniciovány v roce 1905 pojišťovacími institucemi

• Cílem bylo zlepšení bezpečnosti a ochranným protipožárním prvkům budov

• Záměrem bylo snížit ztráty na životech a majetku v důsledku požáru pomocí preventivních konstrukčních opatření

• Tyto předpisy mají charakter zákonů

14.3.2015 20 MPD575

Stavební předpisy

• Regionální předpisy – Západ USA používá „Jednotný stavební předpis“

vydaný Mezinárodní konferencí stavebních úředníků v roce 1927 (tříletý revizní program)

– Jihovýchod USA používá „Normativní stavební předpis“ vydaný Mezinárodním jižním kongresem stavebních předpisů v roce 1945 (každoroční revize)

14.3.2015 21 MPD575

Požární předpisy

• V roce 1896 vydala NFPA normu 13 pro správný návrh, instalaci a údržbu automatických protipožárních sprchových systémů

• NFPA každoročně vydává „Národní požární předpisy“ včetně předpisů pro protipožárních sprchové systémů a elektrotrochniku

14.3.2015 22 MPD575

KONSTRUOVÁNÍ Z HLEDISEK ZDRAVÍ A BEZPEČNOSTI

• Úvod • Rizika výroby • Spotřebitelské produkty • Automobilové produkty • Klíčové principy • Případové studie • Reference

14.3.2015 23 MPD575

Rizika výroby

• Druhy rizik • Eliminace rizik

– Konstrukce – Ochrany a chránění – Výstrahy

14.3.2015 24 MPD575

• Kinematika: Části těla nebo oblečení , ochranné rukavice nebo nářadí obsluhy se může přiblížit tak blízko k mechanismu stroje, že to způsobí velké zranění

• Energie: Díly, které akumulují energii, jako jsou pružiny a vyvažovací závaží. Také dopravníky, které velkou kinetickou energii, což může způsobit škody na jakémkoliv objektu, který koliduje s jejich pohybem

Druhy rizik

14.3.2015 25 MPD575

Druhy rizik

• Elektrická – Šok ze zkratu – Elektrické poruchy mohou způsobit požár, který

může mít za následek vážné popáleniny nebo smrt • Prostředí

– Obsluha může utrpět ztrátu sluchu od hlasitého zařízení

• Různá místa na zařízení, kde může dojít k skřípnutí

14.3.2015 26 MPD575

Místa, kde může dojít ke skřípnutí

[Weaver 2012] .

14.3.2015 27 MPD575

• Konstruovat produkt bez rizik • Zajistit ochranu proti rizikům, která nemohou

být konstrukčně odstraněna • Zajistit výstrahu nebo pokyny, které upozorní

uživatele nebo obsluhu produktu na existenci rizika

Eliminace rizik

14.3.2015 28 MPD575

Eliminace rizik konstrukcí

• Ideálně zajistit již v koncepční fázi návrhu • Zkušební vzorky odhalí ještě před výrobou

skrytá rizika, která nelze dříve rozpoznat • Jedním z nejčastějších obvinění vznesených

žalobci je, že produkt nebyl dostatečně testován

14.3.2015 29 MPD575

Eliminace rizik ochranami & chráněním

• Když riziko nemůže být odstraněno ve fázi návrhu

• Tři základní typy ochrany zařízení: – Pevné ochranné kryty – Do sebe zapadající (zámkové) ochranné kryty – Nastavitelné ochranné kryty

• Tyto ochranné prvky jsou připevněny ke stroji a mohou být odstraněny při údržbě nebo výměně

14.3.2015 30 MPD575

Eliminace rizik - příklady

• Riziko způsobené sevřením razidel při zápustkovém lisování

• Obě poloviny zápustky se musí spojit dostatečnou silou, aby se tvar materiálu trvale změnil

• Pokud se jakákoliv část těla obsluhy zachytí v zápustce, může dojít k velkému zranění

• Pro ochranu proti zranění se používají se kryty

14.3.2015 31 MPD575

Eliminace rizikových míst

• Tři běžná místa: – Místo operace – Systém pro přenos výkonu – Všechny ostatní pohyblivé části

• Kryty by měly být u všech tří typů míst, existují zvláštní předpisy vydané OSHA, které se k nim vztahují

14.3.2015 32 MPD575

[Weaver 2012] .

14.3.2015

Eliminace rizikových míst

33 MPD575

Eliminace rizik - upozornění

• Posledním a nejslabším řešením je upozornění operátorů o existenci rizika

• Velká pozornost věnovaná tématu varování kvůli zvýšení soudních sporů pro odpovědnost za výrobek, tvrdí, že nedostatečné varování uživatele způsobilo zranění osob nebo poškození majetku

14.3.2015 34 MPD575

• Úvod • Rizika výroby • Spotřebitelské produkty • Automobilové produkty • Klíčové principy • Případové studie • Reference

14.3.2015

KONSTRUOVÁNÍ Z HLEDISEK ZDRAVÍ A BEZPEČNOSTI

35 MPD575

Spotřebitelské produkty

• Definice • Zakázané produkty • CPSC směrnice • Statistiky zranění a smrti • Příklady chybných návrhů spotřebního zboží • Odvolání

14.3.2015 36 MPD575

Spotřebitelské produkty

• Pro regulaci spotřebitelských produktů je zákonem ustavena Komise pro bezpečnost spotřebitelského produktu (CPSC) jako nezávislá agentura, která plní čtyři cíle: – Chrání veřejnost proti nepřiměřeným rizikům zranění v

souvislosti se spotřebitelskými produkty – Pomáhá spotřebitelům při hodnocení srovnatelné bezpečnosti

spotřebních produktů – Vytváří jednotné bezpečnostní normy pro spotřebitelské

produkty a minimalizuje rozpory mezi státními a místními předpisy

– Podporuje výzkum a vyšetřování příčin a prevenci úmrtí, nemocí a zranění v souvislosti se spotřebitelskými produkty

14.3.2015 37 MPD575

Co jsou spotřebitelské produkty?

• Obvykle se pořizují v malém množství • Jsou distribuovány dlouhým řetězcem s

mnoha kroky mezi výrobcem a spotřebitelem • Velké množství reklamy • Obvykle se používají v domácnosti, v obytném

nebo sociálním prostředí

14.3.2015 38 MPD575

Spotřebitelské produkty

• Zákon pro bezpečnost spotřebitelského produktu definuje spotřebitelský produkt jako: – Jakýkoliv předmět nebo jeho součást, která je

produkována nebo distribuována k prodeji spotřebiteli pro osobní použití, spotřebě nebo potěšení v/nebo okolo trvalé nebo dočasné domácnosti nebo bydlišti, školy, na rekreaci nebo jinak

14.3.2015 39 MPD575

Co jsou spotřebitelské produkty

• 15,000 typů spotřebitelských produktů • Od kávovaru, hraček, po sekačky na trávu a

ohňostroje • Dětem odolné balení potravin a léků

14.3.2015 40 MPD575

Co jsou spotřebitelské produkty

• Nezahrnují průmyslové nebo komerční produkty • Nezahrnuje jídlo, léky, kosmetiku, lodě, letadla,

tabákové výrobky, motorová vozidla a jejich vybavení, pesticidy a střelné zbraně

• Nejsou zahrnuty proto, že jsou upraveny jinými zákony (Ministerstvo dopravy, Úřad pro jídlo a léky, Agentura pro ochranu prostředí, Úřad pro bezpečnost a zdraví, Kancelář pro alkohol, tabák a střelné zbraně)

14.3.2015 41 MPD575

Zakázané produkty

• Nestabilní nádoby na odpadky – V červnu 1978 byly zakázané kovové popelnice s

kapacitou 765 litrů a větší, protože se mohly převrátit a rozdrtit malé děti. Z provozu muselo být vyřazeno asi 700 000 nádob na odpadky nebo byly upraveny tak, aby splňovaly požadavky na stabilitu.

• Extrémně hořlavá kontaktní lepidla

– V lednu 1978 byla zakázána kontaktní lepidla, která měla bod vzplanutí nižší než -20°C, protože hrozilo extrémní riziko náhodného vznícení par z rozpouštědla

14.3.2015 42 MPD575

Zakázané produkty

• Barvy obsahující olovo – Od února 1978 byly zakázány barvy s obsahem

více než 0,06% olova v suché vrstvě a spotřební výrobky jako hračky nebo nábytek dokončen těmito zakázanými barvami. Rizikem byla otrava malých dětí, které snědly kusy barvy s obsahem olova.

14.3.2015 43 MPD575

Zakázané produkty

• Směsi pro opravy s obsahem azbestu – Ty byly zakázané po 11. červnu 1978, protože

vdechnutí uvolněných částic azbestu mohlo způsobit respirační potíže

14.3.2015 44 MPD575

Zakázané produkty

• „Trávníkové šipky“ (hra s házením velkých šipek na trávníku)

– Byly zakázané v prosinci 1988. Šipky měly 115 až 230 gramový asi 30 cm dlouhý kovový hrot a byly opatřeny ploutvemi podél jejich zadní části. Používaly se venku, hodily se nahoru pod rukou a měly dopadnout na terč umístěný o několik metrů dál. Šipka mohla někomu dopadnout na hlavu nebo ramena, což mohlo způsobit vážné bodné zranění. Každý rok bylo nahlášeno více než 600 zranění.

14.3.2015 45 MPD575

CPSC normy

• Počet zakázaných produktů od Regulační reformy prudce klesl

• Přednostním způsobem regulace jsou CPSC normy, které používají vstupy z průmyslu, bezpečnostních organizací, technických společností a vládních agentur

14.3.2015 46 MPD575

Statistiky zranění a smrti

• Trampolína • Dětské výrobky • Atrakce v zábavním parku • Všechna terénní vozidla • Ohňostroje • Hračky • Motokáry • Halogenové stojací lampy • Nákupní košíky

14.3.2015 47 MPD575

Trampolína

• Počet zranění na trampolíně se od roku 1991 téměř ztrojnásobil

• V roce 1999 CPSC odhaduje, že téměř 100 000 lidí bylo ošetřeno na pohotovosti v amerických nemocnicích

• V roce 1991 bylo naopak ošetřeno jen asi 37 500 lidí

• Od roku 1990 obdržela CPSC zprávy o 11 úmrtích souvisejících s používáním trampolíny

14.3.2015 48 MPD575

Trampolína – ošetření na pohotovosti

[Weaver 2012] . 14.3.2015 49 MPD575

Trampoline

[Weaver 2012] . 14.3.2015 50 MPD575

Trampolína – ošetření na pohotovosti podle věku

[Weaver 2012] . 14.3.2015 51 MPD575

Produkty pro děti - Zranění a úmrtí dětí mladších než pět let způsobené produkty pro děti

Kategorie produktuOdhad zranění

v roce 1999Úmrtí

1995-1997Celkem 65 400 261Dětské nosiče a autosedačky (mimo dopravní nehody)

12 820 18

Dětské vozíky a kočárky 12 600 12Dětské postýlky 10 240 106Dětská chodítka a skákadla 9 340 8Vysoké židle 6 660 5Přebalovací pulty 2 120 1Dětské ohrádky a zábrany 1 470 0Hrací výběhy - ohrádky 1 470 42Jiné 8 680 69

[Weaver 2012] .

14.3.2015 52 MPD575

Produkty pro děti – kolébka (dříve a v letech 1995 – 1997)

[Weaver 2012] .

14.3.2015 53 MPD575

Zábavní parky

• Odhaduje se 10 400 ošetření na pohotovosti v roce 1999 – 7,000 na nehybných atrakcích – 3,000 na pohyblivých atrakcích

• Odhaduje se, že na milionovou návštěvnost se vyskytlo 23,5 zranění na nehybných atrakcích (v roce 1999)

• Roční průměrný odhad nepracovních úmrtí od 1987 do 1998 byl 4,3 úmrtí ročně

14.3.2015 54 MPD575

Zábavní parky – zranění na pohyblivých, pevných atrakcích a součet

[Weaver 2012] .

14.3.2015 55 MPD575

Terénní vozidla

• Od 1982 do 1999 došlo celkem k 3 717 úmrtím na čtyřkolkách

• 1 310 obětí (35% z celkového počtu 3,716) bylo mladší než 16 let

• 569 obětí (15% z celku) bylo pod 12 let

• Procento smrtelných nehod se zvýšilo ze 7% nebo méně v roce 1985 na 9% za rok 1999

14.3.2015 56 MPD575

Terénní vozidla – počet úmrtí a přírůstky od poslední hodnoty

[Weaver 2012] . 14.3.2015 57 MPD575

Ohňostroje

• CPSC zaznamenala 16 úmrtí způsobených ohňostrojem v roce 1999

• Ohňostroje se podílely na odhadovaných 8 500 zraněních ošetřených na pohotovosti v roce 1999

• V roce 1999 nedošlo k nárůstu zranění i přes zvýšení ceny ohňostrojů dovážených do USA o 20%

• Bylo zraněno asi třikrát více mužů než žen

14.3.2015 58 MPD575

Ohňostroje – odhadovaná zranění

[Weaver 2012] .

14.3.2015 59 MPD575

Hračky

• V roce 1999 bylo odhadnuto 152 600 zranění, která souvisela s hračkami, ošetřených na amerických pohotovostech

• 78% úrazů v roce 1999 se stalo dětem ve věku do 15 let

• 46% bylo dětí pod 5 let

• Většina obětí (95%) bylo ošetřeno a následně propuštěno z nemocnice

14.3.2015 60 MPD575

Hračky – typy hraček a počet úmrtí

[Weaver 2012] . 14.3.2015 61 MPD575

Motokáry

• Odhaduje se, že na amerických pohotovostech bylo v letech 1985 – 1996 ošetřeno 125 900 motokárových úrazů

• Průměrně se stalo 10 500 úrazů za rok

• Asi 81 000 úrazů (65%) se stalo dětem do 15 let

• Míra hospitalizace pro všechny věkové kategorie byla 5% a pro mladší 15 let byla 3%

14.3.2015 62 MPD575

Motokáry – počet zranění v jednotlivých letech ve dvou věkových kategoriích

[Weaver 2012] . 14.3.2015 63 MPD575

Halogenové stojací lampy

• Od ledna 1992 do 30. března 1998 obdržel CPSC 260 hlášení nehod, které souvisely s halogenovými stojacími lampami

• 232 se týkalo požáru

• Trubicové halogenové žárovky mezi 300 a 500 watty – Představují teplotu od 522°C do 649°C – Rozžhavená 75 wattová žárovka pracuje při asi 127°C a 150

wattová žárovka při 172°C

14.3.2015 64 MPD575

Halogenové stojací lampy – nehody způsobené různými typy lamp

[Weaver 2012] .

14.3.2015 65 MPD575

Nákupní vozíky

• Na amerických pohotovostech bylo v letech 1985 – 1996 průměrně ročně ošetřeno 21 600 dětí mladších pěti let

• V letech 1985 a 1996 došlo k výraznému nárůstu počtu těchto úrazů

• Ročně bylo ošetřeno průměrně 12 800 dětí v důsledku pádu z těchto vozíků

14.3.2015 66 MPD575

Nákupní vozíky – zranění a pády z nákupních vozíků

[Weaver 2012] .

14.3.2015 67 MPD575

• Dámské boty • Sportovní vybavení • Žebříky • Elektrické nářadí a zařízení • Hračky • Schody a schodiště • Mechanické výkonné lisy • Zařízení pro přípravu jídel

Vadné konstrukce spotřebitelských produktů

14.3.2015 68 MPD575

• Porucha: Ženy spadnou, zakopnou nebo ztratí rovnováhu, když se podpatek náhle oddělí od podrážky boty

• Podpatky jsou obvykle s podešví spojovány speciálními ozubenými hřeby, které byly zušlechtěny za tepla

• Obvykle se používá pět hřebů

• Zatímco styl a estetika hrají při konstrukcí významnou roli, obvyklá způsob přichycení podpatku není dostatečný

Dámské boty

14.3.2015 69 MPD575

Sportovní vybavení

• Jedním z příkladů je vyklouznutí softballové pálky, která odletí pryč a udeří někoho do obličeje

• Hmotnost byla způsobena tím, že se jednalo o odlitek z litiny ve tvaru koblihy

• Výrobce navrhl jednu pálku pro softball a jednu pro baseball

• Uživatel udělal chybu a použil špatnou pálku • Projektant nevzal v úvahu předvídatelné nesprávné

použití přípravku • Malou změnou produktu by byl navržen bezpečnější

produkt

14.3.2015 70 MPD575

Žebříky

• Jedna z hlavních příčin domácích úrazů je pád z přenosných žebříků

• v souvislosti s žebříkem se stane se asi 90 000 zranění za rok

• Výbory ANSI a A14 se snažily vyvinout přijatelnou normu

14.3.2015 71 MPD575

• Byly stanoveny tři různé třídy přenosných žebříků podle nosných vlastností a zamýšlenému použití – Třída I: lehké zatížení, pro okolí domu – Třída II: střední zatížení – Třída III: průmyslové žebříky na velké zatížení

• Byly stanoveny minimální rozměry pro určité komponenty a byly navrženy výkonnostní testy pro zajištění pevnosti nosné struktury

Žebříky

14.3.2015 72 MPD575

Žebříky

• Byly připraveny jasné, určité a jednoznačné pokyny pro správné použití, ošetřování a skladování přenosných žebříků

• Byly vyvinuty souhrnné výstražné štítky

• Specifikace pro umístění štítků a jejich odolnost

14.3.2015 73 MPD575

Elektrické nářadí a vybavení

• Princip nebezpečí u těchto nástrojů spočívá v náhodném kontaktu s pracovním prvkem nástroje

• Ačkoli přenosné kotoučové pily měly kryt přes horní polovinu čepele, spodní část byla často nekrytá

• Pokud byla pila odložena s pilovým kotoučem v pohybu, mohla se dát do rychlého pohyb a uživatele udeřit

14.3.2015 74 MPD575

Elektrické nářadí a vybavení

• Nakonec byl vyvinut kryt s pružinou pro zakrytí spodní části pilového kotouče

• Jakmile vyjde pilový koouč z řezu, pružina kryt uzavře

• Toto řešení se rozšířilo na přenosné kotoučové pily

14.3.2015 75 MPD575

Hračky

• Hračky, které mají předvídatelná rizika, která měla být odhalena při rutinním testování: – Dvouhlavňová pistole – Vodní pistole

14.3.2015 76 MPD575

Dvouhlavňová pistole • Čerpadlem a pákou se nabila korkem pomocí stlačeného

vzduchu • Když se stiskla spoušť, vzduch byl s hlasitým třeskem uvolněn • Uvolněný korek byl chycen tvarovkou přilepenou na konci

hlavně, takže pumpa ho mohla znovu použít pro další střelbu Selhání • Čtyřleté dítě si hrálo s hračkou. Zvedlo pistoli a vystřelilo.

Náhodou jeho bratra trefil mezi oči korek spolu s upevňovací tvarovkou

• Lepená spára mezi kováním a hlavní selhala

14.3.2015 77 MPD575

Vodní pistole • Tato vodní pistole měla objem asi jeden litr vody • Gumová hadice byla na spodním konci uzavřena pomocí

kovové spony a na horním konci byl plnicí ventil • Nabíjelo se pod tlakem připojením ventilu na konec zahradní

hadice • Ventil se zavřel, když byla zbraň plná Selhání • Pokud se uživatel pokusil naplnit pistoli přes její kapacitu,

mohla ho udeřit spona, která uzavírala spodní konec • Přeplnění bylo předvídatelné u malých dětí a konstruktérem

bylo opomenuto 14.3.2015 78 MPD575

Schody a schodiště • Mohou být velmi rizikové • Většina rizik je snadno identifikovatelných a mohou být

snížena nebo eliminována potřičnou pozorností při návrhu detailů

• Návrh požadavků na detaily vnitřních a vnějších schodů jsou zahrnuty v místních, státních a národních stavebních předpisech

Rizika: – Nerovnoměrnost výšky a šířky schodů – Nedostatek vhodných zábradlí – Nedostatečná světlá výška

• Na každé z těchto rizik existují požadavky

14.3.2015 79 MPD575

Mechanické elektrické lisy

• Příkladem je malý vertikální zdvihový stroj používaný pro děrování otvorů v papíru

• Méně než půl sekundy trvá než operátor stiskne pedál a papír se přeřízne

• Ačkoli existoval kryt, obsluha dosáhla okolo a mohla odstranit překážku a přitom stisknout pedál

• Obsluha přišla o dva prsty

14.3.2015 80 MPD575

Zařízení pro přípravu potravin • Kuchyňské roboty:

Spínač vypne napájení při otevření víka. Jedna konstrukce měla otvor, do kterého se vešla ruka obsluhy – ta ztratila tři konečky prstů. Pozdější verze zařízení již měla zjevné zlepšení konstrukce

• Pily na řezání masa: I s nástavcem pro tlačení a varováním není stále účinný kryt ostří pro ochranu rukou uživatele

• Lisy na těsto: Rotující válce, které pekaři používají pro rozválení kusů těsta. Pokud pekař tlačí těsto příliš daleko dopředu, může dojít ke zranění prstů nebo rukou. Stůl byl rozšířen, aby se zabránilo uživateli v dosahu k rizikovému místa. Tlačná závora před obsluhou vypne stroj, pokud se obsluha dostane příliš blízko ke stolu.

14.3.2015 81 MPD575

Stažení z oběhu

• Chrání veřejnost před nepřiměřeným rizikem zranění nebo smrti

• Uživatelé mohou nahlásit nebezpečný výrobek – On-line na…

• Obecné stížnosti ( http://www.recalls.gov/ ) • Stížnosti na jídlo a léky ( http://www.fda.gov/ ) • Obchodní stížnosti ( http://www.ftc.gov/ )

– Obecný seznam agentur • http://www.cpsc.gov/federal.html

14.3.2015 82 MPD575

Cosco Inc. - Stažení vysoké židle z oběhu

11/27/00 WASHINGTON, D.C. – Ve spolupráci s americkou komisí pro bezpečnost spotřebitelských produktů (CPSC) stahuje společnost Cosco Inc., of Columbus, Ind. dobrovolně asi jeden milion vysokých židlí Options 5 [Weaver 2012] .

14.3.2015 83 MPD575

Cosco Inc. - Selhání

• V naklopené poloze se může sedadlo oddělit od rámu a spadnout na zem

• Ve vzpřímené poloze může sedadlo sklouznout z nastavené výškové polohy na nejnižší polohu nebo spadnout na zem

• Navíc některé sedačky byly prodávány s kovovými zádržnými kotvami, které mohou proklouznout zády sedadla a dítě spadne na zem

14.3.2015 84 MPD575

Cosco Inc. - Zranění

• Kojenci a batolata mohou utrpět úraz hlavy, obličeje i těla

• Cosco a CPSC obdrželi 168 hlášení incidentů, které zahrnují sedadla nebo opěrky vysoké židle, včetně 57 zpráv zranění, a to převážně hlavy a obličeje

• Dvě děti údajně utrpěly lehké otřesy; dvanáct dětí bylo sledováno kvůli poranění hlavy; a dalších pět mělo oteklé oči, krev z nosu a rtů, rány a modřiny

14.3.2015 85 MPD575

Cosco Inc. - Řešení

• Cosco nabízí spotřebitelům dva typy opravných sad v závislosti na datu, kdy byla jejich židle vyrobena

• Pro ostranění oddělení sedadel obsahovaly opravné sady znovu navržené držadlo, které zůstane mimo a drží rám pokaždé, když se sedadlo používá v naklopené pozici

• V mnoha případech nebylo v naklopené pozici držadlo přes rám židle

14.3.2015 86 MPD575

• Utahovací šňůrka kolem kotníku těchto přezůvek se může přetrhnout a uvolnit kolíček, který slouží k utahování šňůry

• Kolíček hrozí udušením u malých dětí • L.L. Bean získal jednu zprávu o dvanáctiměsíčním

dítěti, které tahalo kolíček ze svých papučí • Nebyla hlášena žádná zranění

Firma L.L. Bean Inc. - stažení přezůvek pro batolata

[Weaver 2012] .

14.3.2015 87 MPD575

• Pneumatiky se mohou oddělit od koleček vozů, co představuje nebezpečí udušením pro malé děti

• Kellogg obdržel dvě zprávy o pneumatikách oddělených od kol těchto autíček • Nebyla hlášena žádná zranění

Kellogg - stažení autíček uvnitř krabic s cereáliemi

[Weaver 2012] .

14.3.2015 88 MPD575

• Úvod • Rizika výroby • Spotřebitelské produkty • Automobilové produkty • Klíčové principy • Případové studie • Reference

14.3.2015

KONSTRUOVÁNÍ Z HLEDISEK ZDRAVÍ A BEZPEČNOSTI

89 MPD575

Automobilové produkty

• Národní administrace bezpečí v dálniční dopravě (NHTSA) – NHTSA je zodpovědná za snížení počtu úmrtí, zranění a

ekonomických ztrát způsobených nehodami motorových vozidel

– NHTSA zkoumá bezpečnostní vady motorových vozidel, stanovuje a prosazuje normy spotřeby paliva, napomáhá státním a místním komunitám snížit hrozbu opilými řidiči, podporuje používání bezpečnostních pásů, dětských sedaček a airbagů, vyšetřuje podvody s tachometry, zavádí a prosazuje předpisy proti krádežím aut a poskytuje spotřebitelům informace o tématech bezpečnosti motorových vozidel

14.3.2015 90 MPD575

• Výrobci motorových vozidel a výbavy musí být v souladu a certifikovat shody

• FMVSS 209 byla první norma, který nabyla účinnosti dne 1.3.1967

• Nové normy a novely dfosavadních norem se zveřejňují ve Federálním rejstříku

Federální bezpečnostní normy pro vozidla (FMVSS) a nařízení

14.3.2015 91 MPD575

FMVSS

• Tyto federální bezpečnostní normy jsou psaná pravidla, která vyjmenovávají minimální požadavky na motorová vozidla a vybavení. Tyto požadavky jsou specifikovány tak, „ že chrání veřejnost před nepřiměřeným rizikem nehody, která může nastat v důsledku konstrukce nebo provozu motorových vozidel a také před nepřiměřeným rizikem úmrtí nebo zranění v případě nehody.“

14.3.2015 92 MPD575

FMVSS

• Zamezení nehodě • Odolnost proti nárazu • Normy po nehodě • Ostatní předpisy • Požadavky na označování a informace pro

spotřebitele

14.3.2015 93 MPD575

Ukázka formuláře – sedadlo

[Weaver 2012] .

14.3.2015 94 MPD575

Ukázka formuláře - nádrž

[Weaver 2012] .

14.3.2015 95 MPD575

Ukázka formuláře - volant

[Weaver 2012] .

14.3.2015 96 MPD575

Federální požadavky na umístění světel

[Weaver 2012] .

14.3.2015 97 MPD575

Stažení z oběhu kvůli nebezpečnosti

• NHTSA zodpovídá za správu národních stažení z oběhu kvůli bezpečnosti od výrobců nebo distributorů motorových vozidel a výbavy, u kterých byla odhalena závada nebo nedodržení FMVSS

• Agentura také provádí vyšetřování údajných bezpečnostních závad a zjišťuje shodu s FMVSS

14.3.2015 98 MPD575

• Úvod • Rizika výroby • Spotřebitelské produkty • Automobilové produkty • Klíčové principy • Případové studie • Reference

14.3.2015

KONSTRUOVÁNÍ Z HLEDISEK ZDRAVÍ A BEZPEČNOSTI

99

Klíčové principy

• Průmyslové a komerční produkty • Etikety • Bezpečnostní normy (SS), příklady

– Ručně vedené sekačky na trávu – Zapalovače – Bytová garážová vrata – Cyklistické helmy – Bazénové skluzavky – Oblečení – Dětské postýlky – Sirky – Architektonické zasklívací materiály – Hračky

14.3.2015 100 MPD575

Průmyslové a komerční produkty

• Platné od 31.10.1989, všechny stroje a zařízení mají povinné odstávky dle OSHA – Při výluce je zařízení zajištěno takovým způsobem,

aby ho nemohl použít nikdo jiný než osoba provádějící údržbu

14.3.2015 101 MPD575

Průmyslové a komerční produkty

• Stav nulové energie – Je požadováno, aby si byl konstruktér zařízení

vědom, že spouštěcí operace může mít za následek akumulaci energie, což může způsobit zranění obsluhy

„Ale důstojníku, nevěděl jsem, že zbraň je nabitá” – Konstruktér musí chránit uživatele zařízení před

důsledky nečekaného uvolnění energie – Pružiny a uložené kapacitní zásobníky jsou

běžnými zdroji energie

14.3.2015 102 MPD575

Průmyslové a komerční produkty

• Návrh krytů a zámků tak, aby se žádná část těla obsluhy nemohla při provozu stroje dostat do nebezpečného prostoru

14.3.2015 103 MPD575

Kritéria, která mohou konstruktéři použít pro posouzení požadavků na výstražný štítek • Seznam zamýšleného a předvídatelného použití

produktu

• Určit povahu rizik spojených s každým použitím

• Posoudit možnost poranění osob nebo škody na majetku v důsledku nehody zahrnující riziko

• Odhadnout pravděpodobnost, že se taková nehoda stane

• Závažnost vzniklé újmy nebo škody

14.3.2015 104 MPD575

Lidské faktory s ohledem na varování

• Výzkum lidských faktorů ukázal, že účinná varování musí: – Okamžitě upoutat pozornost osoby – Být dostatečně silná, aby byla jasná a přesvědčivá – Ukázat, jak se vyhnout ohrožení

• Upozornění musí být umístěna tam, kde jsou snadno vidět v souvislosti s nebezpečím a musí obsahovat grafické symboly, které upozorní uživatele

14.3.2015 105 MPD575

Varování

• Varování, která nalezneme v manuálu, nejsou příliš účinná

• Slovní varování se brzy zapomínají

• Není žádná náhrada za písemnou výstrahu, která se nachází v blízkosti nebezpečí

14.3.2015 106 MPD575

• Nebezpečí: nejsilnější a nejvíce bezprostřední; používá se, pokud je 100% jistota, že následek vystavení nebezpečí znamená vážné nebo smrtelné zranění uživatele

• Varování: Pravděpodobnost vážného zranění nebo poškození je nižší než 100%, ale tato možnost existuje

• Upozornění: Pravděpodobnost zranění je menší než 100%, možnost vážného nebo smrtelného zranění neexistuje, ale menší zranění je pravděpodobné

Klíčové grafické symboly

14.3.2015 107 MPD575

Barvy

• Nejúčinnější jsou – Červená, oranžová, žlutá, černá

• Neměla by se používat modrá, zelená nebo růžová • Vzít v potaz barvu pozadí • Černá na bílé nebo žluté je vysoce viditelné • Červená na bílé je dobrá • Červená na žluté nebo červené je nevhodná

14.3.2015 108 MPD575

Tvary a označení

• Zaoblené nebo mírně zakřivené okraje přitahují menší pozornost

• Je vhodné používat tvary s ostrými rohy • Nejlepší volbou jsou obdélníky • Trojúhelníky a čtverce jsou dalšími nejlepšími

variantami • Výstražné štítky s pěti nebo více stranami se používají

v průmyslových zařízeních nebo u spotřebních výrobků zřídka

14.3.2015 109 MPD575

• Elektrické sekačky mohou mít upozornění: NEDÁVEJTE ruce a nohy pod desku.

• Toto upozornění však neříká uživateli povahu následků při nedodržení pokynů

• Navrhované úprava: NEDÁVEJTE ruce a nohy pod desku. – Vaše prsty budou uříznuty.

Příklady

14.3.2015 110

• Varování na stínítku (Airbagové varování – otočte stínítko:

• Upozornění uvnitř štítku (v jakých situacích může dojít ke smrti nebo zranění):

Příklady v automobilovém průmyslu

[Weaver 2012] .

14.3.2015 111 MPD575

• Štítek se nachází v blízkosti západky pro střechu (žlutá na černé) (nesahat do pohybujících se částí):

Varovný štítek ke střeše kabrioletu

[Weaver 2012] .

14.3.2015 112 MPD575

Další příklady štítků

[Weaver 2012] .

14.3.2015 113 MPD575

• Platný od 31.12.1981 • Popisuje bezpečnostní požadavky

– Značení – Výkon

• Určena ke snížení rizika zranění spotřebitelů způsobeného kontaktem, především rukou a nohou,

s rotujícím ostřím sekačky – Zabránit noži v pohybu, pokud provozovatel neovládá zařízení – Vyžaduje trvalý kontakt s řízením – Nůž musí plně zastavit během 3 sekund po uvolnění řízení

Bezpečnostní norma - pro chůzi za sekačkou na trávu

14.3.2015 114 MPD575

• Platná od 12.7.1994 • Jednorázové zapalovače a zapalovače neobvyklého

typu • Odolné proti používání dětmi mladšími pěti let • Platí pro vyráběné i dovážené zapalovače

Bezpečnostní norma - pro zapalovače

14.3.2015 115 MPD575

• Platný od ledna 1993 • Určen pro snížení rizika požáru, úrazu elektrickým

proudem nebo zranění osob, včetně ochrany proti uvěznění uvnitř

Bezpečnostní norma - pro bytová garážová vrata

14.3.2015 116 MPD575

Bezpečnostní norma - pro cyklistické helmy

• Platná od březnu 1995, novelizace v březnu 1999 • Všechny cyklistické helmy musí splňovat následující

požadavky/testy: – Periferní vidění – Stabilní pozice – Dynamická pevnost zádržného systému – Tlumení úderu

14.3.2015 117 MPD575

Bezpečnostní norma - pro bazénové skluzavky

• Snížit nebo odstranit nepřiměřené riziko úmrtí nebo zranění související s bazénovými skluzavkami, platné po červenci 1976

• Doporučeni týkající se instalace, údržby a zamýšleného použití bazénových skluzavek

• Riziko zahrnuje: – Ochrnutí a paraplegie vyplývající ze sjíždění hlavou napřed

a nárazu na dno bazénu – Zlomeniny nohou plynoucí z jízdy nohama napřed – Srážka jezdců s ostatními lidmi v bazénu – Pády z žebříku

14.3.2015 118 MPD575

Bezpečnostní norma - pro oblečení

• Pokyny pro šňůrky na dětském svrchním oblečení • Požadavky na hořlavost

– Třída 1: Normální hořlavost • Čas šíření plamene je více než 7 sekund

– Třída 2: Střední hořlavost • Čas šíření plamene je mezi 4 a 7 sekundami

– Třída 3: Rychlé a intenzivní hoření • Čas šíření plamene je méně než 4 sekundy

14.3.2015 119 MPD575

Bezpečnostní norma - pro dětské postele

• Požadavky na vnitřní rozměry • Výška kolejnice • Rozteč dílů postele

– Lamely – Sloupky zábradlí – Tyče – Rohové sloupky

• Všechny dřevěné povrchy musí být hladké a bez třísek

• Žádná horizontální tyč, lišta, výběžek nebo jiný dítěti přístupný povrch uvnitř postýlky použitelný jako stup

14.3.2015 120 MPD575

Bezpečnostní norma - pro zápalky

• Riziko popálení, poranění očí způsobené hořícími úlomky, a ohně zapálené po uhašení materiálu s dlouhým dozníváním

• Požadavky zahrnují: – Umístění třecí části – Kryt by měl zůstat uzavřen – Stav hlavy zápalky – Umístění hlavy zápalky

• Platná od května 1978

14.3.2015 121 MPD575

• Materiály zahrnují ventilační dveře, vanové a sprchové dveře a posuvné dveře používané na terasách – Cílem bylo snížit nebezpečí zranění sklem rozbitým

v důsledku lidské činnosti – Skoro 200 000 tržných ran, pohmožděnin, odřenin

nebo jiných poranění každý rok souviselo s architektonickými skleněnými výrobky až do vydání standardu v roce 1977

Bezpečnostní norma - pro architektonické zasklívací materiály

14.3.2015 122 MPD575

Pro děti v každém věku • Žádný šok nebo teplotní riziko u elektrických hraček • Žádné toxické materiály

Pro děti do osmi let • Silné omezení obsahu olova v barvách na hračkách • Žádná topná tělesa v elektronicky pracujících hračkách • Žádné ostré hroty a hrany

Bezpečnostní norma - pro hračky:

14.3.2015 123 MPD575

Pro děti do tří let • Musí vydržet využívání a zneužívání, musí být

nerozbitné • Žádné malé části a kousky, které by se mohly

zaseknout v krku • Dětská chrastítka musí být dostatečně velká, aby

neuvízla v krku a nemohla se rozdělit na malé kousky

Bezpečnostní norma - pro hračky:

14.3.2015 124 MPD575

Dobrovolné bezpečnostní normy

• Přijato v hračkářském průmyslu • Zahrnuje:

– Věkové a bezpečnostní štítky na hračkách – Výroba mačkacích a kousacích hraček tak velkých,

aby nemohly uvíznout v krku kojence – Omezení délky řetězu na postýlce a dětské

ohrádce na 30 cm, aby se zabránilo možnému uškrcení

14.3.2015 125 MPD575

Další normy

• Truhly pro ukládání hraček musí mít víka, která zůstávají otevřená ve všech úrovních, aby se zabránilo nečekanému spadnutí a udeření dítěte nebo uvěznění dítěte v bedně

14.3.2015 126 MPD575

• Úvod • Rizika výroby • Spotřebitelské produkty • Automobilové produkty • Klíčové principy • Případové studie • Reference

14.3.2015

KONSTRUOVÁNÍ Z HLEDISEK ZDRAVÍ A BEZPEČNOSTI

127 MPD575

Případové studie

• Případy předložené jako součást návrhu Radě národní bezpečnosti, aby vytvořila Institut pro bezpečnost návrhu

• Výrobce počítačů • Výrobce letadel • Výrobce kopírek • Výrobce zemědělské techniky a staveb

14.3.2015 128 MPD575

Výrobce počítačů

• S elektrickou vrtačkou bylo obtížné pracovat • Pracovníci se museli ohýbat a natahovat, aby plnili

úkoly a komfort obsluhy, kvalita produktu a výkonnost utrpěly

• Byla provedena studie a byly navrženy nové stroje pro získání lepší mechaniky těla

14.3.2015 129 MPD575

Výsledky u výrobce počítačů

• V prvním roce byly sníženy mzdové náklady o 270 000 dolarů

• Výtěžek zvýšen o 420 000 dolarů • Zvýšená produktivita • Byl snížen počet zranění

14.3.2015 130 MPD575

Výrobce letadel

• Montážní operace vyžadovala stání na plošině, aby byl umožněn vizuální a fyzický přístup k montovaným dílům

• Zranění ramen v důsledku přetěžování vznikly při monážních operací, které se prováděly nad úrovní ramen

• Byly navrženy nové pracovní metody

14.3.2015 131 MPD575

Zlepšení u výrobce letadel

• Montážní stojan je namontován na hydraulický výškově nastavitelný koš takže umožňuje vrtání, nýtování a montáž dílů která se provádí s uvolněnýma rukama pod úrovní ramen s dobrým vizuálním a fyzickým přístupem

14.3.2015 132 MPD575

Výsledky u výrobce letadel

• Nevyskytla se žádná další zranění z přetěžování ramen

• Výroba se zvýšila ze 2 na 4 jednotky za týden • Odhadovaná roční úspora je 52 800 dolarů

14.3.2015 133 MPD575

Výrobce kopírek

• Podle odhadu byly náklady na zaměstnance, kteří montovali kopírovací stroje s často se opakujícími montážními úkoly, 2,5 krát vyšší než je firemní průměr

• Studie rekonstrukce ukázala, jak mohou být snížena rizika, a jak může být konstrukce zjednodušena – Snížení počtu dílů – Použití standardních dílů

14.3.2015 134 MPD575

Výsledky u výrobce kopírek

• Významné snížení výrobních nákladů • Snížení rizika

14.3.2015 135 MPD575

• Montážní linka hloubkových rypadel • Práce uvnitř kabiny obsluhy způsobila, že byl

pracovník ve stresové a nepříjemné pozici a opakovaně používal ruční nářadí

• Pracovníci trpěli na zranění zad a v těchto podmínkách mohli pracovat pouze mladí pracovníci

Výrobce zemědělské techniky

14.3.2015 136 MPD575

Výrobce zemědělské techniky

• Na novém návrhu operací pracoval tým • Práce mohla být nyní provedena před instalací dílů v

kabině, což umožnilo montérovi pracovat ve vzpřímené pozici

• Výsledky: – Zásadní snížení výrobního času a rizik

14.3.2015 137 MPD575

• Úvod • Rizika výroby • Spotřebitelské produkty • Automobilové produkty • Klíčové principy • Případové studie • Reference

14.3.2015

KONSTRUOVÁNÍ Z HLEDISEK ZDRAVÍ A BEZPEČNOSTI

138 MPD575

Reference

• Engineering Design for Safety, Thomas A. Hunter 1992 • Safety Through Design, Wayne C. Christensen and Fred A.

Manuele • www.safetyonline.com • www.cpsc.gov • www.ftc.gov/ftc/consumer.htm • www.osha.gov • www.nationalsafetycouncil.org • www.consumer.gov • www.detnow.com/community/recalls

14.3.2015 139 MPD575

Děkuji Vám za pozornost