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Understanding and preventing bypassing of safeguards on machinery through an assessment tool based on probability levels

Aida Haghighi

PhD thesis (2020)

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Cite this document: Haghighi, A. (2020). Understanding and preventing bypassing of safeguards on machinery through an assessment tool based on probability levels (PhD thesis, Polytechnique Montréal). Retrieved from https://publications.polymtl.ca/5515/
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Abstract

RÉSUMÉ: La Loi sur la santé et la sécurité du travail est une loi québécoise visant à éliminer à la source, les dangers pour la santé et la sécurité des travailleurs. En assurant la santé et la sécurité au travail (SST), on protégera ainsi les travailleurs contre les risques et interventions dans une zone dangereuse de machine, par exemple. Cela contribuera à maintenir et promouvoir le plus haut niveau de bien-être physique, mental et social des travailleurs dans tous les corps de métiers et professions. Des millions de travailleurs intervenant sur des machines peuvent être exposés à divers phénomènes dangereux, tels que : ceux d’origine mécanique, électrique, thermique, ergonomique ou environnementale, ainsi que le bruit, les vibrations, radiations, matériaux ou contaminants pendant leurs interventions sur les machines. Ces risques peuvent entraîner des blessures graves ou un décès s'ils ne sont pas gérés. Par conséquent, dans le processus de gestion des risques qui menacent la SST, des mesures doivent être adoptées afin de réduire ces risques. Les protecteurs et les dispositifs de protection constituent les mesures de réduction des risques les plus efficaces après la prévention intrinsèque, selon la hiérarchie des mesures de réduction des risques liés aux machines. Différentes normes et règlements exigent des entreprises qu’elles utilisent des moyens de protection sur les machines : protecteurs et dispositifs de protection. Malheureusement, certains travailleurs violent ces règlements et enlèvent les gardes ou désactivent les dispositifs de protection pour différentes raisons. Conséquemment, ils peuvent finir par avoir accès à une zone dangereuse lorsqu’une machine fonctionne. Un tel comportement dangereux est appelé contournement. Le contournement des moyens de protection est une problématique de SST courante dans la plupart des entreprises et est considéré comme une problématique internationale. C'est la raison pour laquelle l'Association internationale de la sécurité sociale a lancé un projet international avec la participation de l'Allemagne, l'Italie, la Suisse et l'Autriche en tant que groupe de projet afin d'atténuer le contournement des moyens de protection. Cette recherche propose de prévenir le contournement des moyens de protection et d’en promouvoir l'utilisation en concevant, en appliquant et en améliorant un outil spécifique s'inspirant de la norme ISO 14119. Cette thèse examine trois questions de recherche : 1) Comment les préventeurs des milieux de travail peuvent-ils identifier les incitatifs au contournement des moyens de protection sur leur machine, 2) Comment ces préventeurs peuvent-ils trouver des mesures préventives pour vaincre le contournement sur leur machine, et 3) Comment peut-on évaluer ces incitatifs afin d'éviter de contourner des moyens de protection de la machine pendant sa phase d'utilisation ? Cette thèse présente une liste qui couvre un vaste champ de 72 incitatifs possibles au contournement, en se basant sur la littérature. Ils sont classés selon les cinq principales catégories suivantes : ergonomie, productivité, machine ou moyens de protection, comportement et climat d'entreprise. De plus, cette thèse fournit une panoplie de solutions, basées sur la littérature, comprenant 82 mesures préventives afin d'éviter le contournement des moyens de protection; elles sont classées en facteurs d'influence techniques, organisationnels et individuels. L’outil développé, sur la base des catégories d’incitatifs mentionnés ci-dessus, permet d’évaluer le contournement des moyens de protection et prévenir ce contournement lors de la phase d’exploitation des machines. Par conséquent, cette thèse sert non seulement à concevoir un outil mais aussi à améliorer la compréhension du problème du contournement. L'outil proposé est capable d'estimer qualitativement la probabilité de contournement selon quatre niveaux : faible, modéré, significatif et élevé. Ces niveaux aident les décideurs des entreprises à établir des priorités dans les mesures préventives visant à éliminer ou à réduire les incitatifs de contournement dans leur milieu de travail. Cet outil est testé d'abord avec cinq rapports d'accidents liés au contournement, puis en l'appliquant à quatre entreprises manufacturières et à des machines réelles comme études de cas dans la province de Québec. Au total, cinq préventeurs en SST dans ces entreprises, en tant qu'utilisateurs de l'outil proposé, ont appliqué l'outil à 18 machines et 37 activités. Un questionnaire a permis de recueillir les commentaires des préventeurs en SST. Ces derniers ont trouvé l'outil utile avec un niveau de satisfaction élevé (82%). Leurs commentaires ont permis d’améliorer l’outil. Ensuite, un processus hiérarchique de l'amélioration de la sécurité est présenté pour les machines et les moyens de protection. Enfin, les résultats de l'outil sont utilisés pour définir des mesures préventives afin d'éliminer ou de réduire les incitatifs, ainsi que pour illustrer comment les préventeurs en SST pourraient utiliser les résultats de l'outil pour définir des mesures préventives dans leur entreprises. Cette meilleure compréhension de l’enjeu du contournement a permis de concevoir l’outil dédié à la phase d’exploitation des machines pour évaluer les incitatifs sur les machines existantes. Les préventeurs en SST peuvent utiliser périodiquement cet outil dans le milieu de travail pour effectuer des audits et des évaluations, afin de comprendre la raison pour laquelle des accidents liés au contournement surviennent, ainsi que pour prévenir le contournement. Les incitatifs identifiés par les utilisateurs finaux peuvent alimenter les concepteurs de machines en connaissances additionnelles, conformément à la boucle de rétroaction du processus de réduction des risques recommandé par la norme ISO 12100:2010 (boucle représentant le retour d’expérience de l’utilisateur au concepteur de la machine). Cet outil fournit une approche préventive pour les entreprises: 1) éviter le contournement des moyens de protection en analysant les motifs au contournement plutôt que de blâmer les opérateurs, 2) réduire le nombre d'accidents dus au contournement et, par conséquent, 3) augmenter la productivité.----------ABSTRACT: The Act Respecting Occupational Health and Safety is a law in Quebec aiming at eliminating, at their source, dangers to the health, safety and physical well-being of workers. Therefore, ensuring occupational health and safety (OHS) will contribute to protecting workers from risks and entering a hazard zone of machinery; subsequently, it will maintain and promote the highest degree of physical, mental, and social well-being of workers in all professions. Millions of employees working on machines may be exposed to various hazards, including mechanical, electrical, thermal, noise, vibration, radiation, material or contamination, ergonomic, and environmental hazards, during their interventions on machinery. Those hazards can cause serious injuries or fatalities if they are not well-managed. Therefore, in the process of occupational risk management, measures are essential to control the OHS-related risks. Guards and protective devices are the most efficient risk reduction measures, after inherently safe design, in the hierarchy of risk reduction measures associated with machines. Different standards and regulations require enterprises to use guards and protective devices (safeguards) on machinery. Unfortunately, some workers violate those regulations and remove guards or disable protective devices for different reasons. Therefore, they may end up having access to a hazard zone when a machine is operating. Such unsafe behavior is called bypassing. Bypassing of safeguards has been identified as a common OHS problem in most enterprises, and it is considered to be an international problem. As such, the International Social Security Association began an international project with the participation of Germany, Italy, Switzerland, and Austria as the project group to mitigate bypassing. This research proposes the prevention of bypassing safeguards and promoting the use of safeguards by designing, applying and improving upon a dedicated tool inspired by the ISO 14119 standard. This dissertation investigates three research questions: i) How can OHS practitioners identify the existing incentives to bypass on their machine? ii) How can OHS practitioners find preventive measures to overcome bypassing on their machine? iii) How can one assess those incentives in order to avoid bypassing safeguards of the machine during the use phase? This dissertation presents a list that covers a wide scope of 72 possible incentives to bypass based on the literature. They are categorized into five main categories: ergonomics, productivity, machine or safeguarding, behavior, and corporate climate. In addition, this dissertation provides a collection of literature-based solutions that include 82 preventive measures classified into technical, organizational and individual influential factors to prevent bypassing safeguards. The tool developed based on the above-mentioned groups of incentives helps assess and prevent the bypassing of safeguards at the use phase of machines. Therefore, this thesis serves not only to design a tool but also to improve the understanding of the bypassing problem. The proposed tool is able to qualitatively estimate the probability of bypassing according to four levels: low, moderate, significant and high. These help decision makers in enterprises prioritize preventive measures to eliminate or reduce incentives to bypass in their workplace. This tool is tested first with five bypassing-related accident reports and then by applying it to four actual manufacturing companies and to real machinery as case studies in the province of Quebec. In total, five OHS practitioners in those companies, as the users of the proposed tool, have applied the tool to 18 machines and 37 activities. A questionnaire enabled feedback to be gathered from the OHS practitioners. Their feedback revealed that the tool was useful with a high level (82%) of satisfaction. The OHS practitioners’ feedback also helped improved the tool. Afterwards, a safety improvement prioritization process is presented for the machines and their safeguards. Finally, the results of the tool are applied to define preventive measures to eliminate or alleviate the incentives, as well as to illustrate how the OHS practitioners could utilize the results of the tool to define preventive measures to their companies. The improved understanding of the bypassing issue enabled the design of the tool dedicated to the machine use phase to assess incentives on existing machines. OHS practitioners can periodically use the tool in the workplace to do audits and assessment in order to understand why bypassing-related accidents happen, as well as to prevent bypassing. Those identified incentives, as end users input, can provide additional guidance to machine designers according to the feedback loop in the risk reduction process recommended by ISO 12100:2010 (loop representing the experience feedback from the machine user to the designer). This tool provides a preventive approach for the enterprises to: 1) tackle the bypassing of safeguards through an analysis of the incentives to bypass rather than blaming operators, 2) reduce accidents caused by bypassing, and subsequently, 3) increase productivity.

Open Access document in PolyPublie
Department: Département de mathématiques et de génie industriel
Academic/Research Directors: Yuvin Adnarain Chinniah and Sabrina Jocelyn
Date Deposited: 17 Jun 2021 13:02
Last Modified: 17 Jun 2021 13:02
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/5515/

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