董兵兵

（廣東理工學(xué)院工業(yè)自動化系，廣東 肇慶526114）

0 引言

隨著全球科技變革深入推進(jìn)，人工智能（Artificial Intelligence）技術(shù)已滲透到了制造、家居、金融、交通、安防、醫(yī)療、物流等各行各業(yè)。據(jù)預(yù)測，2020年全球市場規(guī)模將達(dá)4000億元，至2025年，全球范圍內(nèi)人工智能產(chǎn)業(yè)收入的年均復(fù)合增長率將大幅提升，達(dá)到57%以上[1]?！吨袊圃?025》是我國實現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)，在此新的戰(zhàn)略發(fā)展背景下，提升人才服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力是人才培養(yǎng)的首要任務(wù)。兒童是祖國的未來，玩具是兒童成長過程中不可或缺的親密伙伴。然而，由于各種原因，市場充斥著各種各樣的存在安全隱患的玩具，對兒童的健康和安全構(gòu)成了很大的威脅。

玩具是兒童學(xué)習(xí)成人世界、學(xué)習(xí)社會、學(xué)習(xí)自然的工具，在其成長過程中起到重要啟蒙作用[2]?！爸袊圃?025”計劃中對玩具行業(yè)提出了強(qiáng)化質(zhì)量意識，著力保障安全；推進(jìn)綠色發(fā)展，提升產(chǎn)品品質(zhì)；推動標(biāo)準(zhǔn)完善，提高供給水平等要求[3]。強(qiáng)調(diào)提升玩具供給質(zhì)量和技術(shù)創(chuàng)新能力，倡導(dǎo)“工匠精神”，這就對玩具企業(yè)和玩具設(shè)計師提出了更高層次的要求。本文以兒童玩具的安全為出發(fā)點，改善產(chǎn)品性能，優(yōu)化設(shè)計方法，提高設(shè)計人員水平，為企業(yè)人機(jī)安全設(shè)計提供有針對性的建議，設(shè)計出符合兒童身心健康的玩具。

1 國內(nèi)外現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況

兒童玩具質(zhì)量安全一直以來是各國政府都十分重視的問題，有的國家對其重視程度甚至與食品安全等同。國家標(biāo)準(zhǔn)GB6675-2003[4]中4.1.6-4.1.9中對于邊緣、尖端、突出物和金屬絲和桿件對玩具的機(jī)械和物理性能只是規(guī)定兒童玩具不應(yīng)有可觸及的危險性金屬或玻璃銳利邊緣、尖端、突出物和金屬絲和桿件，或者銳利的毛邊或溢邊。然而，目前國家玩具標(biāo)準(zhǔn)中，沒有針對陀螺、拉哨等旋轉(zhuǎn)玩具在高速旋轉(zhuǎn)和反復(fù)跌落、碰撞情況下的可靠性及銳邊作出針對性要求，而歐美的玩具標(biāo)準(zhǔn)，以及國際標(biāo)準(zhǔn)也均未對旋轉(zhuǎn)玩具做出特別要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的缺失，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的市場監(jiān)管方面存在不足。

2 造成玩具傷害的原因分析及安全設(shè)計研究

2.1 造成玩具傷害的原因分析

（1）人工智能（Artificial Intelligence）是人類科技高速發(fā)展的高科技產(chǎn)物，增強(qiáng)了人們認(rèn)識世界、適應(yīng)世界的能力，并且大大解放勞動力，所以越來越多人們將注意力聚焦在了智能生產(chǎn)和智能制造上，而往往忽視了其本質(zhì)安全。

（2）近年來原材料的價格不斷上漲，國際貿(mào)易壁壘日益增多，玩具的利潤空間不斷壓縮[5]，部分企業(yè)為追求利益最大化，節(jié)約成本、偷工減料，采用劣質(zhì)材料，而導(dǎo)致生產(chǎn)不符合出口國標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)要求的產(chǎn)品。

（3）出口玩具的企業(yè)生產(chǎn)能力不足，生產(chǎn)過程中缺乏安全意識，尤其是設(shè)計不合理，造成很多結(jié)構(gòu)和質(zhì)量問題。

（4）我國法律上對產(chǎn)品缺陷的類型和認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)都沒有相關(guān)的規(guī)定，目前只將不符合強(qiáng)制性安全標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品認(rèn)定為存在缺陷，對安全標(biāo)準(zhǔn)以外的缺陷判定依據(jù)和具體判定過程尚無明確的規(guī)定。

2.2 人機(jī)安全設(shè)計研究

（1）倡導(dǎo)綠色設(shè)計，注重環(huán)保性。在選擇玩具材料時，需要遵循環(huán)保國際安全生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)。同時充分考慮材料的加工工藝與使用性能，不同環(huán)境下材料的力學(xué)特點等，設(shè)計出無污染、無毒害、耐摔打、耐磨的玩具，并優(yōu)先選用可再利用或循環(huán)的材料。

（2）合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。旋轉(zhuǎn)類玩具在市場上大多被定義為機(jī)動旋轉(zhuǎn)塑料玩具，而塑料玩具對結(jié)構(gòu)要求比較苛刻，在正常玩用期間以及濫用（跌落、彎曲、扭轉(zhuǎn)、傾翻等）和可靠性壽命測試后均不能有尖點、利邊、外殼爆裂、零部件脫落及功能喪失現(xiàn)象，簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提倡“簡而美”的設(shè)計原則。設(shè)計兒童玩具時，須采用物理結(jié)構(gòu)約束方法，如：在有硬質(zhì)直立的元件處應(yīng)設(shè)置保護(hù)元件，避免在跌倒時產(chǎn)生刺傷等傷害。兒童玩具的外部結(jié)構(gòu)要無尖角，多采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少玩具表面洞、眼的造型設(shè)計，并確保零件之間的牢固性，防止因零件脫落而讓兒童意外吞食。

（3）情感化造型設(shè)計。玩具的設(shè)計應(yīng)改變傳統(tǒng)的設(shè)計理念，在追求市場經(jīng)濟(jì)利益和設(shè)計形式美的同時，更應(yīng)該關(guān)注兒童的生理和心理安全問題。設(shè)計采用墩實、稚拙的形態(tài)，以圓渾，簡潔為主，造型設(shè)計上應(yīng)符合兒童自然生長的心理特點，給人以溫馨、陽光、積極向上的感受。功能上能有效啟發(fā)兒童智力、提高動手能力等，并且禁止設(shè)計成食品模樣或帶有食品氣味的玩具，有效地降低兒童誤食等概率。

3 發(fā)展趨勢

（1）采用聯(lián)合仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬設(shè)計。計算機(jī)仿真技術(shù)是一種高效節(jié)能的方法，能夠有效縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，具有廣闊的應(yīng)用前景。運用三維建模工具（如：Pro/Engineer、SoildWorks、UniGraphicNX）的立體造型和動態(tài)仿真模塊可以讓設(shè)計者更快更好地理解并掌握玩具構(gòu)件的形狀和玩具機(jī)構(gòu)的運動原理和動作過程，能夠把復(fù)雜的機(jī)構(gòu)運動過程生動形象地表達(dá)出來，對玩具的安全性設(shè)計具有積極的意義。

（2）結(jié)合高科技，向電子化、智能化發(fā)展。隨著電子科技信息時代的發(fā)展，結(jié)合科技與傳統(tǒng)玩具的整合所設(shè)計出的智能玩具將成為玩具市場的重要組成部分。智能玩具開發(fā)必須充分考慮安全性，采用合理的技術(shù)，從兒童需求出發(fā)，將兒童心理學(xué)、設(shè)計美學(xué)、人體工程學(xué)的相關(guān)知識，應(yīng)用于玩具設(shè)計中，建立和利用人體模型、各年齡段兒童的力量圖表及尺寸數(shù)據(jù)等，設(shè)計出適合不同年齡段兒童需要的玩具。

（3）可持續(xù)式設(shè)計理念。以健康、綠色、環(huán)保、耐用、延長使用壽命為目標(biāo)，具有積極的社會意義，在保證兒童安全互動的條件下解決因兒童生長較快，所導(dǎo)致的玩具淘汰過快的問題，也給未來的兒童玩具市場灌入了活力。

（4）玩具行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)日趨完善并逐步與國際接軌。玩具主要面向的群體是兒童，為了保障兒童的健康與安全，各國在玩具產(chǎn)品安全方面均有嚴(yán)格的要求。我們國家將會繼續(xù)修訂完善“玩具安全”系列國家標(biāo)準(zhǔn)，立足我國國情的基礎(chǔ)上，參考《國際玩具安全標(biāo)準(zhǔn)》（ISO 8124），以安全為核心目標(biāo)，擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)適用范圍，同時加強(qiáng)了對聲響、機(jī)械部件、燃燒性能等安全指標(biāo)的要求，全面嚴(yán)格地保護(hù)兒童安全。