通過設計減小風險，是指在物流機械的設計階段，從零件材料到零部件的合理形狀和相對位置，從限制操縱力、運動件的質量與速度到減少噪聲和振動，采用本質安全技術與動力源，應用零部件間的強制機械作用原理，履行安全人機工程學原則等多項措施，通過選用適當的設計結構，盡可能避免或減小危險。也可以通過提高設備的可靠性、操作機械化或自動化，以及實行在危險區之外的調整、維修等措施?？傊?，通過采用使物流機械達到本質安全的措施，來減少或限制操作者涉人危險區的需要，從而降低人們面臨危險的概率；通過機器的設計和制造，把實現物流機械的預定功能與實現物流機械使用安全的目標結合起來，以達到機械本質安全的目的。

(1)通過選用適當的設計結構，盡可能避免或減小危險

1)采用本質安全技術。

①避免銳邊、尖角和凸出部分。在不影響預定使用功能的前提下，機械設備及其零部件應盡量避免設計成會引起損傷的銳邊、尖角、凸凹不平的表面和較突出的部分。金屬薄片的棱邊應倒鈍、折邊或修圓，可能引起刮傷的開口端應包覆。

②安全距離的原則。利用安全距離防止人體觸及危險部位或進入危險區，是減小或消除物流機械風險的一種有效方法。在規定安全距離時，必須考慮使用物流機械時可能出現的各種狀態、有關人體的測量數據、技術和應用等因素。機械的安全距離包括兩類距離要求：

一是防止可及危險部位的最小安全距離。它是指作為機械組成部分的有形障礙物與危險區的最小距離，用來限制人體或人體的某部位的運動范圍。當人體某部位可能越過障礙物或通過機械的開口去觸及危險區時，如果安全距離足夠長,就能限制其不可能觸碰到機械的危險部位，從而避免了危險。

二是避免受擠壓或剪切危險的安全距離。當兩移動件相向運動或移動件向著固定件運動時，人體或人體的某部位在其中可能受到擠壓或剪切。這時，可以通過增大運動件間最小距離，使人的身體可以安全地進人或通過；也可以減小運動件間的最小距離，使人的身體部位伸不進去，從而避免了危險。

③限制有關因素的物理量。在不影響使用功能的情況下，根據各類機械的不同特點，限制某些可能引起危險的物理量值來減小危險。例如，將操縱力限制到最低值，使操作件不會因破壞而產生機械危險；限制物流機械運動件的質量或速度，以減小運動件的動能；限制噪聲和振動等。

④使用本質安全工藝過程和動力源?預定在爆炸氣氛中使用的機器，應采用全氣動或全液壓控制系統和操縱機構，或“本質安全”電氣裝置，也可采用電壓低于“功能特低電壓”的電源，以及在機器的液壓裝置中使用阻燃和無毒液體。

2)限制機械應力。物流機械選用的材料性能數據、設計規程、計算方法和試驗規則，都應該符合機械設計與制造的專業標準或規范的要求，使零件的機械應力不超過許用值，保證安全系數，以防止由于零件應力過大而被破壞或失效，避免故障或事故的發生。同時，通過控制連接、受力和運動狀態來限制應力。

①連接應力。采用可靠的緊固方法，對諸如螺栓聯接、焊接等，通過采用正確計算、結構設計和緊固方法來限制應力，防止運轉狀態下連接松動、破壞、緊固失效。

②防止超載應力。通過在傳動鏈預先采用“薄弱環節”預防超載（例如，采用“易熔”塞、限壓閥、斷路器等限制應力），避免主要受力件因超載而被破壞。

③避免交變應力。避免在交變應力（主要是周期應力）下零件產生疲勞。例如，鋼絲繩滑輪組的鋼絲繩在纏繞時，盡量避免其反向彎折導致疲勞破壞。

④回轉件的平衡。設計時，對材料的均勻性和回轉精度應做出規定，并在使用前經過靜平衡或動平衡試驗，防止在高速旋轉時引起振動，使回轉件的應力加大，甚至造成碎裂（如砂輪）。

3)材料和物質的安全性。用以制造機器的材料、燃料和加工材料在使用期間不得危及人員的安全或健康。

①承載能力。材料的力學特性，如抗拉強度、抗剪強度?、沖擊韌度、屈服強度等，應能滿足執行預定功能的載荷作用的要求。

②對環境的適應性。材料應有良好的環境適應性，機械在預定的環境條件下工作時，應有抗腐蝕、耐老化、耐磨損的能力，防止因受物理性、化學性、生物性的影響而失效，從而避免事故的發生。

③材料的均勻性。根據零件的功能，保證材料的均勻性，防止由于工藝設計不合理，使材料的金相組織不均勻而產生殘余應力，防止由于內部缺陷（如夾渣、氣孔、異物、裂紋）給安全埋下隱患。

④避免材料的危險。在設計和制造選材時，應避免采用有毒的材料或物質；

應能避免物流機械自身或由于使用某種材料而產生的氣體、液體、粉塵、蒸汽或其他物質造成的火災和爆炸風險；對可燃、易爆的液體及氣體材料，應設計使其在填充、使用、回收或排放時減小危險或無危險。 ^

4)履行安全人機工程學原則。在機械設計中，通過在合理分配人機功能、適應人體特性、人機界面設計、作業空間的布置等方面履行安全人機工程學原則，提高物流機械的操作性能和可靠性，使操作者的體力消耗和心理壓力盡量降到最低，從而減小操作差錯。

5)設計控制系統的安全原則。機械在使用過程中，典型的危險工況有意外啟動、速度變化失控、運動不能停止、運動機器零件或工件掉下飛出、安全裝置的功能受阻等?？刂葡到y的設計應考慮各種作業的操作模式或采用故障顯示裝置，使操作者可以安全進行干預，并遵循以下原則和方法：

①機構起停及變速的實現方式。機構的起動或加速運動應通過施加或增大電壓或流體壓力來實現，若采用二進制邏輯元件，應通過由“0”狀態到“1”狀態來實現；相反，停機或降速應通過去除或降低電壓或流體壓力來實現，若采用二進制邏輯元件，應通過“1”狀態到狀態來實現。

②重新起動的原則。動力中斷后重新接通時，如果機器自發起動會產生危險，此時應采取措施，使動力重新接通時機器不會自行起動，只有再次操作起動

裝置時機器才能運轉。

③零部件的可靠性。這應作為安全功能完備性的基礎。使用的零部件應能承受在預定使用條件下的各種干擾和應力，不會因失效而使機器產生危險的誤動作。

④定向失效模式。這是指部件或系統主要失效模式是預先已知的，而且只要失效總是這些部件或系統，這樣可以事先針對其失效模式采取相應的預防措施。

⑤“關鍵”件的加倍（或冗余）?？刂葡到y的關鍵零部件，可以通過備份的方法，當一個零部件失效時，可用備份件接替以實現預定功能。當與自動監控相結合時，自動監控應采用不同的設計工藝，以避免共因失效。

⑥自動監控。自動監控的功能是保證當部件或元件執行其功能的能力減弱或加工條件變化而產生危險時，以下安全措施開始起作用：停止危險過程，防止故障停機后自行再起動，觸發報警器。

⑦可重編程序控制系統中安全功能的保護。在關鍵的安全控制系統中，應注意采取可靠措施防止儲存程序被有意或無意地改變?？赡艿脑?，應采用故障檢驗系統來檢查由于改變程序而引起的差錯。

⑧有關手動控制的原則：一是手動操縱器應根據有關人類工效學原則進行設計和配置。二是停機操縱器應位于對應的每個起動操縱器附近。三是除了某些必須位于危險區的操縱器（如急停裝置、吊掛式操縱器等）外，一般操縱器都應配置于危險區外。四是如果同一危險元件可由幾個操縱器控制，則應通過操縱器線路的設計，使其在給定時間內，只有一個操縱器有效；但這一原則不能用于雙手操縱裝置。五是在有風險的地方，操縱器的設計或防護應做到不是有意識的操作不會動作。六是操作模式的選擇。如果機械允許使用幾種操作模式以代表不同的安全水平（如允許調整、維修、檢驗等），則這些操作模式應裝備能鎖定在每個位置的模式選擇器，選擇器的每個位置都應對應于單一操作或控制模式。

⑨特定操作的控制模式。對于必須移開或拆除防護裝置，或使安全裝置的功能受到抑制才能進行的操作（如設定、示教、過程轉換、查找故障、清理或維修等），為保證操作者的安全，必須使自動控制模式無效，采用操作者伸手可達的手動控制模式（如止一動、點動或雙手操縱裝置），或在加強安全條件下(如降低速度、減小動力或其他適當措施）才允許危險元件運轉并盡可能限制接近危險區。

6)防止物流機械氣動和液壓系統的危險。當采用有氣動、液壓、熱能等裝置的機械時，必須通過設計來避免與這些能量形式有關的各種潛在危險。

①借助限壓裝置控制管路中最大壓力不能超過允許值；使系統不因壓力損失、壓力降低或真空度降低而導致危險。

②所有元件（尤其是管子和軟管）及其連接應密封，要針對各種有害的外

部影響加以防護，不因泄漏或元件失效而導致流體噴射。

③當機器與其動力源斷開時，儲存器、蓄能器及類似容器應盡可能自動卸壓，若難以實現，則應提供隔離措施或局部卸壓及壓力指示措施，以防剩余壓力造成危險。

④物流機械與其能源斷開后，所有可能保持壓力的元件都應提供有明顯識別排空的裝置和繪制有注意事項的警告牌，提示對機器進行任何調整或維修前必須對這些元件卸壓。

7)預防電的危險。電的安全是機械安全的重要組成部分，機器中電氣部分應符合有關電氣安全標準的要求。預防電的危險，尤其應注意防止電擊、短路、過載和靜電。

(2)減少或限制操作者涉入危險區的需要

1)物流機械的可靠性。為了提高物流機械使用的可靠性，應做到以下三個“規定'

①規定的使用條件。這是指機械設計時考慮的空間限制，包括環境條件(如溫度、壓力、濕度、振動、大氣腐蝕等）、負荷條件（載荷、電壓、電流等）、工作方式（連續工作或斷續工作）/運輸條件、存儲條件及使用維護條件等。

②規定的時間。這是指機械設備在設計時規定產品的時間性指標，如使用期、有效期、行駛里程、作用次數等。

③規定的功能。這是指機械設備的性能指標，是該機械若干功能全體的總和，而不是其中一個元件或一部分的功能。

可靠性應作為安全功能完備性的基礎，這一原則適用于機械的零部件及機械各組成部分。提高機械的可靠性可以降低危險故障率，減少需要查找故障和檢修的次數，不因為失效使機器產生危險的誤動作，從而可以減少操作者面臨危險的概率。

2)采用機械化和自動化技術。在生產過程中，用機械設備來補充、擴大、減輕或代替人的勞動，該過程便稱為機械化過程。自動化則更進了一步，即機械具有自動處理數據的功能。機械化和自動化技術可以使人的操作崗位遠離危險或有害現場，從而減少工傷事故，防止職業??；同時，也對操作人員提出了較全面的素質要求。

①操作自動化。在比較危險的崗位或被迫以機器特定的節奏連續參與的生產過程，使用機器人或機械手代替人的操作，使得工作條件不斷改善。

②裝卸搬運機械化。裝卸機械化可通過工件的送進滑道、手動分度工作臺等措施實現；搬運的自動化可通過采用工業機器人、機械手、自動送料裝置等實現。這樣可以限制由搬運操作產生的風險，減少重物墜落、磕碰、撞擊等接觸傷害。裝卸應注意防止由于裝置與機器零件或被加工物料之間阻擋而產生的危險，以及檢修故障時產生的危險。

3)調整、維修的安全。在設計物流機械時，應盡量考慮將一些易損而需經常更換的零部件設計得便于拆裝和更換；提供安全接近或站立措施（梯子、平臺、通道）；鎖定切斷的動力；機器的調整、潤滑、一般維修等操作點配置在危險區外，這樣可減少操作者進人危險區的需要，從而減小操作者面臨危險的概率。