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一文看懂所有機器人評價標準體系

荷葉塘 ? 來源:電子發(fā)燒友 ? 作者:程文智 ? 2021-07-28 09:56 ? 次閱讀

(文/程文智)機器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展多年,我國在2017年的時候就成立了國家機器人標準化總體組,并發(fā)布了國家機器人標準化的總體標準體系。4年過去了,該標準在電池兼容、可靠性,及智能化等方面的技術(shù)檢測認證標準方面也有了一些更新和換代。

在不久前的第七屆中國機器人峰會上,上海電器設備檢測所檢測分院技術(shù)總監(jiān)(標準化)邢琳對機器人標準的發(fā)展和動態(tài)進行了分享。

機器人的國際標準

一般來說國際標準化組織主要是指ISO、IEC、ITU三大組織。當然,如果是出口的機器人產(chǎn)品,而且還具備藍牙、WiFi,或5G等功能,那么久需要ITU的認證。不過這個認證要求與其他的產(chǎn)品是沒有任何區(qū)別的。


首先,ISO國際標準化組織,其實它最擅長的是管理方面的標準,比如IOS9000、14000,以及汽車領(lǐng)域的管理體系標準等。對于技術(shù)標準,它的風格和IEC的風格不大一樣,它的風格偏向于技術(shù)的研究,對測試的要求會相對弱化一些。但是在機器人領(lǐng)域,ISO是研究最早的,在它下面也成立了對應的ISO/TC299組織,來專門規(guī)劃機器人標準。

第二個組織是國際電工委員會IEC。實際上,在IEC旗下有一個國際合格評定組織,叫IECEE。該組織很好地把標準和檢測認證評定進行了搭配。也正是因為IECEE的存在,讓IEC推出的很多標準都轉(zhuǎn)化成了各個國家的標準,或者說等同于轉(zhuǎn)化成為了世界貿(mào)易的標準。同時,在IECEE里面,有一個CB體系,CB的認證就像各個國家的護照,是機器人企業(yè)的通行證。平常去做認證就像辦簽證一樣做報備。該組織下所作的測試報告是可以通用的。

第三個組織是電氣電子工程師協(xié)會,即IEEE,該組織可以以個人的身份進行注冊,它也制訂了很多機器人相關(guān)的標準。
最后一個是美國保險商實驗室,即UL,實際上UL只是一個企業(yè)。UL本身是一個非強制的認證,但是它跟保險是掛鉤的,一般來說,如果產(chǎn)品要銷售到美國的話,只有通過了UL的標準測試,進行評定后,保險公司才會接受你為這個產(chǎn)品投保。因此,UL成為了一個變相的強制標準。

邢琳指出,美國的標準是ANSI標準,ANSI是類似于我國的國標委管理這樣的組織。真正下面去做標準的可以是各種各樣的民營組織,比如電科所。在國外,任何一個組織所做的標準,只要能被政府采納,都可以成為一個ANSI標準。

ISO/TC299包括哪些內(nèi)容?

ISO的機器人標準其實主要是指ISO/TC299,它是從ISO的TC184分列出來的,最開始是做自動化的產(chǎn)品。在機器人產(chǎn)品中,應用得最廣的是工業(yè)機器人,而工業(yè)機器人主要應用在了3C產(chǎn)業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)、實體領(lǐng)域等等,這些其實都是從自動化流水線所演變出來的。


在TC299內(nèi)有很多個工作組,除了前面的負責整體協(xié)調(diào)的,比如通訊組、咨詢組、及差距和結(jié)構(gòu)組以外,他們把標準分成了術(shù)語和特性、服務機器人安全、工業(yè)安全、服務機器人性能,以及醫(yī)療機器人等小組,因為醫(yī)療是比較特殊的領(lǐng)域,它有自己的一套體系,在美國是FDA,在中國是CFDA負責的。對于醫(yī)療機器人來說,我們在發(fā)展智慧醫(yī)療、遠程醫(yī)療等等,所有這些都不能脫離醫(yī)療體系,所以在醫(yī)療領(lǐng)域的機器人的標準是和醫(yī)療的IEC里面的IEC/SC62A-IEC/SC62D進行了聯(lián)合。另外,還有服務機器人的模塊化,以及服務機器人的管理系統(tǒng)。


目前,TC299一共有25個出版目錄,再細分的話,在機器人基礎(chǔ)里面有2項標準;工業(yè)機器人有11項;服務機器人有4項,在中國的服務機器人的品種,其實是很繁雜的,完全突破了我們以前對電影里所認識的機器人的概念,它可以長成各種形狀,可以變成一個行李箱,可以是無人機等等,什么樣的東西似乎都可以叫成機器人。因此,其實在服務機器人領(lǐng)域里面,我國出臺了很多不同的標準,但是在國際上,服務機器人是以基礎(chǔ)研究為主的,是一個共性技術(shù)的研究,所以它不會有這么多紛雜的標準。

此外,還有其他類別機器人的標準有3項,包括醫(yī)療機器人;應用標準2項;以及醫(yī)療電氣設備3項。

前面提到的這25項標準都是已經(jīng)發(fā)布了的。其實,除了這25項之外,在研的標準還有9項,包括機器人的技術(shù)標準3項,工業(yè)機器人2項,服務機器人4項。


在2020年,ISO還發(fā)布了一個新的標準,即ISO/TR 23482-1:2020,這里的TR表示技術(shù)報告,23482-1是和13482進行配套的。其中,13482是服務機器人里面進行安全測試需要應用到的標準。實際上,這是一個個人護理機器人的測試方法,和13482標準里面一些和設計相關(guān)的、風險評估相關(guān)的測試參數(shù)進行了一個補充,進行一個配套的使用。


因為ISO/TR 23482-1:2020是一個技術(shù)報告,而個人護理機器人是一個具體的機器人,所以它里面所寫的測試方法,并不適用所有機器人。邢琳提醒廣大產(chǎn)業(yè)人員在閱讀的時候,看到有通用字樣的就是可以覆蓋13482里的所有的機器人,但是對于其他標題的,可能要根據(jù)它的對應關(guān)系來看測試方法的適用情況。

IEC的機器人標準細則

在IEC組織內(nèi),現(xiàn)在有一個專門的機器人標委會,而且在前幾天剛剛成立了TC129標委會,專門制定電力機器人標準。

IEC除了TC129之外的詳細標準如下圖所示,都是比較成熟的技術(shù)委員會。比如說掃地機器人的標準制定,就是在TC61和TC59里面,分別制定它的性能和安全的標準。除此之外,其他領(lǐng)域里面,也會多多少少有涉及機器人的研究。


目前IEC已經(jīng)發(fā)布的機器人相關(guān)標準有IEC TR 61000-3-15:2011、IEC TR 60601-4-1:2017、IEC TR 63094:2017、IEC 62714-1:2018 RLV Redline version等。

IEEE與UL的機器人相關(guān)標準

IEEE是一個可以個人身份注冊參加的組織,它目前所研究的標準都是一些基礎(chǔ)的標準,就是和理論研究相關(guān)的標準。IEEE與機器人相關(guān)的標準主要有兩個,一是IEEE 1873標準,它規(guī)定了執(zhí)行導航任務的移動機器人的環(huán)境地圖的數(shù)據(jù)表示;另一個是IEEE 1872,它規(guī)定了一些概念、關(guān)系,相當于把一個數(shù)據(jù)表、詞匯表進行了羅列,讓后續(xù)的人有一個統(tǒng)一對話的平臺。


UL也有兩個與機器人相關(guān)的標準,一個是適用于600V以下,滿足ISO的10218-1和10218-2,在零部件處理、檢查裝配、測探機、自動化存儲系統(tǒng)這樣子類型的機器人的一個考核要求;還有一個是3300的標準,目前還在修訂的狀態(tài),它所涵蓋的范圍覆蓋了服務、通信、信息這些功能的安全要求,所覆蓋的機器人也是非常廣泛的,叫做教育和娛樂機器人。


UL 3300標準的制修訂工作開展是比較困難的,因為UL制定標準的時候,會請全球?qū)τ谶@個話題感興趣的人都參加,只要你感興趣,并且足夠?qū)I(yè),都可以參加這個工作組的制修訂工作。

就目前來說,各個國家對于教育娛樂機器人的鑒定,還是有很大的分歧。比如我國的智能音箱,或者是一些小的天貓精靈等等,它是不是能夠算成教育娛樂機器人的范疇,大家還是比較有爭議的。

而且現(xiàn)在我們從小朋友培訓到青少年培訓、成人培訓等等,從大的概念來說都算成教育機器人,但他們的形式還是有很大的區(qū)別,有些可能是以AI的形式進行呈現(xiàn),而有一些可能有配套的硬件和平臺。所以這個標準,在應用的過程中,還是有很長的修訂過程的。


除此之外,還會有一些普遍認可的標準化組織,比如說OMG,ASTM等等。

國內(nèi)的機器人相關(guān)標準

在國內(nèi),也有機器人相關(guān)的標準組織。目前,我國的情況跟IEC的情況是很相近,因為中國很多的標準都等同于IEC和ISO來進行的。因此,在國內(nèi),我們也會有眾多的技術(shù)委員會,會涉及到機器人相關(guān)的元素,有些是和零部件有關(guān)的,有些是和系統(tǒng)集成有關(guān)的,有些是和整機有關(guān)的。


在中國機器人標準化組織中,有個叫全國自動化系統(tǒng)與標準標準化技術(shù)委員會,該委員會就IEC/TC159,它是和ISO/TC299進行國際對口的組織。目前我們國內(nèi)也在組建機器人的標委會,也是因為要整合這么多TC,所以這個機器人標委會的組建工作也比較緩慢一點。

目前,國內(nèi)機器人標準的情況,有現(xiàn)行標準106項,即將實施的4項,機器人的行標有36項,地標12項,團標112項。

看到這里,你可能會疑惑,這么多的標準,企業(yè)生產(chǎn)的機器人到底用哪些標準呢?其實在國家標準委的管理來說,國標和團行地標有不同的分層。

近一兩年,機器人的國標立項是很困難的,因為它會把一些共性的,類似于剛才ISO里面提到的模塊化的,在所有的機器人里面可以通用的技術(shù),上升到國標的層面?;蛘呤前踩摹⑿阅艿?,這些對于大家都是共性的東西,放在一個層面,包括智能化。

但是對于團體標準來說,也是一個很好的補充,第一是它的周期比較短,第二是它會比較聚焦,它會把這個團體里面最新的技術(shù)去凝練起來,讓這個團體里的人大家達成一個共識。這也是為什么團標迅速增長的原因。


上圖羅列的是今年11月份要實施的4項標準,拿前兩項標準來說,因為涉及到了電氣安全和機械安全,我們在做服務機器人的CR認證的時候都知道,安全和電氣兼容是CR認證的主要兩項指標之一。這兩項標準是把我們之前說的安全拆成了兩塊,拆成了電氣和機械,所以后續(xù)在進行CR變更的時候,可能會涉及到這兩個標準里面的替換。


據(jù)邢琳介紹,中國電器工業(yè)協(xié)會下的中電協(xié)電氣場所用機器人安全與檢測標準化專業(yè)委員會,就會連同一些企業(yè),去參加不同的團體里的團體標準,或聯(lián)盟標準的制定。她同時指出,并不是所有的組織做成的標準,都是真正意義上的團體標準,因為團體標準最終要在國標委的網(wǎng)站上進行公示、發(fā)布,可以有一些相關(guān)的渠道進行獲取。

中電協(xié)電氣場所用機器人安全與檢測標準化專業(yè)委員會成立了一個機器人專委會,因為專委會限制,委員只允許有20人,所以他們目前設了委員20人,觀察員10人。


邢琳指出,在該專委會里面,每個項目的流程,其實任何一個企業(yè),即便不是委員,或者觀察員,都可以在這個組織里立項。流程是,先提交新項目的建議書到秘書處,然后根據(jù)自己的已有標準去進行協(xié)調(diào),避免交叉和重復,然后進行標準的立項。立項以后的流程和國標的流程基本上是一樣的,都是起草階段、征求意見階段、意見匯總階段和送審階段,以及后面的技術(shù)審查后的報批階段。經(jīng)過審定以后,會進行一個發(fā)布和備案,以及相關(guān)的出版的流程。

對于廢止,包括復審,團標的復審比國標的復審周期短一些,團標的特點就是快以及技術(shù)的領(lǐng)先,所以在技術(shù)方面可能幾年就是一個很大的迭代,所以它的復審周期是3年,國標的復審周期是5年。


她同時還展示了他們專委會在研的幾個機器人標準情況,目前在這個專委會里面,有16項標準在研。

結(jié)語

從前面的介紹中,我們可以看到,目前機器人行業(yè)相關(guān)的標準還是很多的,但主要是一些國際標準,國內(nèi)標準大多也是參照這些國際標準來制定的。當然,現(xiàn)在國內(nèi)的機器人標準體系也在逐步構(gòu)建當中,這需要國內(nèi)所有的機器人產(chǎn)業(yè)專家、企業(yè)的積極參與。

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