MỘT MÁI TÓC. MỘT TRỤC QUAY. MỘT GIÂY BẤT CẨN.

Câu chuyện về chuyển động quay, thiết kế an toàn và trách nhiệm của người kỹ sư

Trong xưởng cơ khí, có những quy định nhỏ đến mức người ta dễ làm theo như một thói quen mà ít khi tự hỏi vì sao: tóc dài phải buộc gọn hoặc được giữ trong mũ trùm; quần áo không được rộng; không đeo trang sức khi đứng máy; không dùng tay gạt phoi; không đo, chỉnh hay đưa bất cứ thứ gì vào vùng làm việc khi trục còn quay.

Với một sinh viên mới bước vào xưởng, đó có thể chỉ là vài dòng trong nội quy an toàn. Với một người thợ đã làm việc nhiều năm, đôi khi chúng trở thành những thao tác quen thuộc đến mức không còn được nghĩ tới. Nhưng phía sau nhiều quy định tưởng như vụn vặt ấy là những tai nạn đã từng xảy ra, những cơ thể đã từng bị thương, những gia đình đã phải trả giá cho chỉ một khoảnh khắc mà khoảng cách giữa bình thường và thảm họa được tính bằng vài vòng quay của một trục máy.

Ngày 31 tháng 8 năm 2020, tại một cơ sở sản xuất của Apex Tool Group ở Hoa Kỳ, khoảng cách ấy bắt đầu từ một sợi tóc.

Khi một sợi tóc chạm vào trục quay

Theo hồ sơ của Cơ quan An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Hoa Kỳ (OSHA), người công nhân nữ 46 tuổi hôm đó đang chuẩn bị cho một nguyên công trên chiếc máy khoan nhiều trục Allen số 3, loại máy được dùng để khoan, doa, tarô và gia công lỗ trên các chi tiết kim loại đúc hoặc rèn.

Mỗi trục của máy có một tấm chắn Plexiglas ba phía, lắp trên tay đỡ có thể điều chỉnh. Điều đáng nói là những tấm chắn này có thể dễ dàng dịch chuyển và không được liên động với hệ thống điều khiển để tự động dừng trục quay khi tấm chắn rời khỏi vị trí bảo vệ.

Trong lúc người công nhân đang điều chỉnh tốc độ cho trục phía ngoài cùng bên trái, một phần tóc của chị mắc vào đầu trên của trục đang quay. Chỉ sau đó rất ngắn, áo cũng bị cuốn theo. Cơ thể chị bị kéo lên khỏi sàn và, khi ấy, nút ON/OFF ở ngay trên máy đã trở thành một thứ ở ngoài tầm với.

Tai nạn để lại những thương tích rất nặng ở vùng đầu, tai, bàn tay và cơ thể. Việc điều trị kéo dài qua nhiều cuộc phẫu thuật.

Nhưng nếu chỉ đọc câu chuyện ấy như một tai nạn do tóc dài không được giữ gọn, chúng ta mới nhìn thấy phần dễ thấy nhất của nó.

Phía sau mái tóc còn có một trục quay.

Phía sau trục quay còn có một tấm chắn.

Và phía sau tấm chắn là câu hỏi dành cho người làm nghề: một cỗ máy phải được thiết kế an toàn đến đâu khi chính con người vận hành nó có thể sơ suất?

Điều đáng sợ của chuyển động quay

Những người học cơ khí thường được cảnh báo rất sớm về dao cắt, mũi khoan, đá mài hay phoi kim loại. Chúng sắc, nóng hoặc chuyển động với tốc độ cao nên cái nguy hiểm của chúng dễ nhìn thấy.

Trục quay lại khác.

Một trục thép nhẵn có thể trông gần như vô hại, nhưng chỉ cần tóc, tay áo, găng tay, khăn lau, dây đeo hoặc một vật mềm chạm vào nó, chuyển động quay có thể biến chính vật ấy thành sợi dây kéo cơ thể con người về phía máy.

an toàn lao động — Phoi kim loại cuốn quanh mũi khoan đang quay. Với tóc, quần áo, khăn lau hay những vật mềm khác, sự tiếp xúc với bộ phận quay cũng có thể khởi đầu một quá trình cuốn kẹt diễn ra rất nhanh. *Ảnh minh họa do AI tạo từ tư liệu internet*

Cơ chế của tai nạn không có gì bí hiểm. Khi một sợi tóc hoặc mảnh vải bắt đầu bám vào bề mặt đang quay, ma sát làm nó quấn quanh trục. Mỗi vòng quay thu thêm một đoạn; bán kính quấn thay đổi, lực căng tăng lên và phần còn lại tiếp tục bị kéo vào. Quá trình ấy diễn ra liên tục theo tốc độ của máy, không theo tốc độ phản ứng của con người.

Đó là điều khiến tai nạn cuốn kẹt đặc biệt nguy hiểm. Người vận hành có thể nhận ra điều đang xảy ra, nhưng khoảng thời gian từ lúc nhận ra đến lúc cơ thể bị khống chế đôi khi quá ngắn để kịp lùi lại, đưa tay tới công tắc hoặc thực hiện một thao tác cứu mình.

Máy không tức giận. Máy cũng không cố gây thương tích.

Nó chỉ tiếp tục thực hiện chuyển động mà con người đã thiết kế cho nó.

Chính vì thế, trong cơ khí, hiểu chuyển động không chỉ để tính công suất, tốc độ hay năng suất. Hiểu chuyển động còn là hiểu nơi nào nó có thể bắt lấy con người.

Khi chữ “chỉ” bước vào xưởng máy

Có một thứ nguy hiểm khác không nằm trong bản vẽ máy: sự quen thuộc.

Ngày đầu bước vào xưởng, tiếng trục chính làm người ta dè chừng; dải phoi dài quanh mũi khoan khiến ta lập tức nhớ tới lời thầy dặn; một mâm cặp đang quay đủ khiến người mới đứng cách xa thêm nửa bước. Nhưng sau vài tháng, vài năm, thậm chí vài chục năm, cũng những âm thanh và chuyển động ấy có thể trở thành một phần quá quen thuộc của công việc.

Khi nguy hiểm đã quen mắt, con người rất dễ bắt đầu thương lượng với nó.

Chỉ gạt nhanh mấy vòng phoi.

Chỉ chỉnh lại một chút.

Chỉ đo thử một lần.

Chỉ vài giây thôi.

Điều đáng sợ của những chữ “chỉ” ấy nằm ở chỗ chúng thường xuất hiện trước khi hậu quả xảy ra, chứ không phải sau đó. Người vận hành biết nguyên tắc, hiểu máy và có thể đã thực hiện công việc ấy hàng nghìn lần an toàn. Chính lịch sử của hàng nghìn lần “không sao cả” đôi khi lại tạo ra cảm giác rằng lần tiếp theo cũng sẽ như vậy.

Nhưng chuyển động quay không biết người đang đứng trước nó là sinh viên thực tập hay người thợ có ba mươi năm kinh nghiệm. Nó không biết hôm nay người ấy khỏe hay mệt, đang bình tĩnh hay vội vàng, tập trung hay vừa bị một điều gì đó làm phân tâm.

Và ở đây, câu chuyện phải đi xa hơn việc nhắc người công nhân “hãy cẩn thận”.

An toàn không thể chỉ đặt trên vai người vận hành

Nếu mọi hệ thống an toàn đều dựa vào giả định rằng con người sẽ luôn nhớ, luôn tỉnh táo và luôn thực hiện đúng quy trình, thì đó là một hệ thống được xây dựng trên một giả định mà chính kinh nghiệm của con người đã nhiều lần chứng minh là không thể bảo đảm.

Con người có thể quên.

Có thể nhìn nhầm.

Có thể làm một động tác theo thói quen.

Có thể mệt mỏi sau nhiều giờ làm việc.

Có thể biết quy định nhưng vẫn nghĩ rằng lần này “chỉ một chút thôi”.

Bởi vậy, một trong những bước tiến quan trọng của tư duy an toàn hiện đại là không dừng lại ở lời nhắc “người vận hành không được làm sai”, mà phải đi thêm một câu hỏi khó hơn: nếu họ làm sai một việc có thể dự đoán được, hệ thống có cho phép sai sót ấy biến thành thảm họa hay không?

Tai nạn tại chiếc máy khoan của Apex Tool Group đáng suy nghĩ chính ở điểm này. Tấm chắn đã có mặt, nhưng việc đưa tấm chắn ra khỏi vị trí bảo vệ không làm trục dừng lại. Khoảng trống ấy giữa “có tấm chắn” và “tấm chắn thực sự tạo ra trạng thái an toàn” chính là nơi thiết kế an toàn bắt đầu có ý nghĩa.

Một công tắc liên động không làm chiếc máy khoan mạnh hơn.

Nó không tăng tốc độ cắt, không tăng năng suất và cũng không làm chi tiết chính xác thêm một micromet.

Nhưng nếu cơ cấu ấy buộc trục phải dừng khi hàng rào bảo vệ bị mở hoặc dịch chuyển khỏi vị trí an toàn, thì một sai sót của con người có thể dừng lại ở mức một thao tác sai, thay vì tiến thêm một bước để trở thành một tai nạn.

Đó là khác biệt rất lớn giữa việc gắn thêm một thiết bị an toàn vào máy và tư duy an toàn ngay từ thiết kế.

Những quy định nhỏ không hề nhỏ

Bởi chuyển động quay có khả năng cuốn kẹt, những quy định quen thuộc trong xưởng cơ khí cần được hiểu như những lớp bảo vệ nối tiếp nhau chứ không phải những điều cấm rời rạc: tóc dài phải được buộc và giữ gọn; quần áo phải vừa người; trang sức, dây đeo và những vật dễ mắc vào chi tiết quay phải được loại bỏ; không dùng tay lấy phoi khi máy đang chạy; không đo kiểm hay điều chỉnh phôi khi trục chưa dừng hoàn toàn; phoi phải được lấy bằng dụng cụ thích hợp sau khi máy đã ở trạng thái an toàn.

Nhưng người kỹ sư không nên dừng ở việc viết những yêu cầu ấy lên bảng nội quy.

Họ còn phải nhìn vào chính cỗ máy: những vùng quay nào còn lộ ra ngoài; người vận hành có buộc phải tiếp cận chúng trong quá trình chỉnh máy hay không; tấm chắn có thể bị mở khi máy vẫn chạy không; cơ cấu liên động có thể bị vô hiệu hóa quá dễ dàng không; nút dừng khẩn cấp có nằm trong vùng mà người bị cuốn vẫn còn khả năng với tới không; khi mất điện rồi có điện trở lại máy có tự khởi động không; và quan trọng hơn cả, thiết kế có đang đặt quá nhiều niềm tin vào việc con người sẽ không bao giờ mắc lỗi hay không.

Một câu hỏi như thế có thể làm bản vẽ phức tạp hơn một chút.

Có thể làm máy đắt hơn một chút.

Có thể khiến một thao tác chậm đi vài giây.

Nhưng kỹ thuật chưa bao giờ chỉ là câu chuyện làm ra một cỗ máy có thể chạy.

Kỹ thuật còn là câu chuyện làm ra một cỗ máy mà con người có thể sống cùng nó.

Có một môn học không nằm riêng trong giáo trình

Chúng ta dạy sinh viên cơ khí rất nhiều thứ về chuyển động quay: vận tốc góc, mômen, công suất, tỷ số truyền, ổ lăn, trục, khớp nối, bánh răng, độ bền và tuổi thọ. Những kiến thức ấy tạo nên năng lực tính toán của một kỹ sư.

Nhưng đứng sau các công thức ấy còn có một bài học khác khó viết thành phương trình hơn.

Một trục được thiết kế đúng không chỉ cần đủ bền.

Một cơ cấu truyền động tốt không chỉ cần đủ hiệu suất.

Một máy công cụ tốt không chỉ cần đạt năng suất và độ chính xác.

Bởi bản vẽ cuối cùng không đi vào một thế giới chỉ có thép, ổ lăn và động cơ. Nó đi vào nhà máy, nơi bên cạnh cỗ máy luôn có một con người bằng xương bằng thịt: có lúc mệt, có lúc vội, có khi sơ suất, và sau mỗi ca làm việc vẫn có một mái nhà đang chờ họ trở về.

Nếu người kỹ sư hiểu điều đó từ những ngày đầu học nghề, cách họ nhìn một tấm chắn sẽ khác, cách họ đặt một công tắc sẽ khác, cách họ đánh giá một nguy cơ cũng sẽ khác. Một chi tiết an toàn khi ấy không còn là phần phụ thêm sau khi thiết kế đã xong, mà trở thành một phần của chính chức năng mà cỗ máy phải thực hiện.

Bởi chức năng cuối cùng của máy móc không thể chỉ là tạo ra sản phẩm.

Nó còn phải cho phép con người tạo ra sản phẩm ấy mà không phải đánh đổi thân thể của mình.

Mái tóc ở lại trong bản vẽ

Tai nạn ngày 31 tháng 8 năm 2020 đã qua. Chiếc trục hôm ấy rồi có thể được dừng lại, sửa đổi hoặc thay thế; những quy trình an toàn có thể được viết lại; những cơ cấu bảo vệ có thể được bổ sung.

Nhưng đối với người học và làm cơ khí, câu chuyện ấy không nên kết thúc ở hồ sơ một vụ tai nạn.

Bởi lần tới, khi một sinh viên buộc gọn mái tóc trước khi bước tới máy tiện, khi một người thợ chịu chờ thêm vài giây cho trục dừng hẳn rồi mới lấy phoi, hay khi một kỹ sư nhất quyết thêm cơ cấu liên động dù thiết kế sẽ tốn thêm một khoản chi phí, thì bài học của vụ tai nạn ấy vẫn đang tiếp tục làm công việc của nó.

Một mái tóc rất nhẹ.

Một công tắc liên động cũng rất nhỏ.

Nhưng giữa hai điều nhỏ bé ấy có thể là cả quãng đường từ một ca làm việc bình thường đến một thảm kịch.

Và có lẽ đó cũng là nơi Lửa lò rèn cần được truyền đi: không chỉ truyền niềm say mê làm ra những cỗ máy tốt hơn, mà truyền cả sự nghiêm cẩn để mỗi đường nét trên bản vẽ, mỗi lựa chọn trong thiết kế và mỗi thao tác bên máy đều nhớ rằng phía cuối cùng của kỹ thuật vẫn là con người.

Một cỗ máy tốt không chỉ hoàn thành công việc của nó.
Nó còn phải để người vận hành bình yên trở về nhà.