解讀“綠皮書”之機器人標準制定

□文/王愛國、朱剛

解讀“綠皮書”之機器人標準制定

□文/王愛國、朱剛

我國已成為世界上最大的工業(yè)機器人市場，未來也必將是服務機器人的重要市場。合理地規(guī)劃和制定機器人國家標準必將推動我國機器人產業(yè)背靠國內市場快速發(fā)展，并在發(fā)展中促進國家標準的國際化，為我國機器人產業(yè)拓展國際市場奠定基礎。

在《中國制造2025》中明確提出了我國實施制造強國戰(zhàn)略的第一個十年的行動計劃，將“高檔數控機床和機器人”作為大力推動的重點領域之一，提出機器人產業(yè)的發(fā)展要“圍繞汽車、機械、電子、危險品制造、國防軍工、化工、輕工等工業(yè)機器人應用，以及醫(yī)療健康、家庭服務、教育娛樂等服務機器人應用的需求，積極研發(fā)新產品，促進機器人標準化、模塊化發(fā)展，擴大市場應用”。

《<中國制造2025>重點領域技術路線圖（2015版）》提出“加強機器人基礎共性標準、關鍵技術標準和重點應用標準的研究

表1 工業(yè)機器人的相關國家標準

制定，積極參與國際標準化工作”。根據標準制定方法綜合分析，機器人標準制定工作主要包括：研究國內國際機器人標準、確認國內機器人標準體系和制定相關標準、建立合理的國內機器人標準化組織、積極參與國際標準的制定四個方面。

梳理國內國際標準現狀

我國機器人標準的制定主要有等效采用相關國際標準，和國內相關標準委員會組織編撰等方式。現有的機器人相關國家標準多針對工業(yè)機器人（見表1）。

目前國內相關行業(yè)標準并不完善，等效采用國際標準的國家標準雖然在國際標準基礎上進行了修訂，但仍無法完全滿足國內對相關標準的需求。中國機器人企業(yè)和機器人科研單位應共同合作，針對中國市場和經濟發(fā)展需求積極制定切實可行的機器人相關國家標準，滿足國內需求，促進機器人產業(yè)發(fā)展，并積極將中國標準推向世界。

服務機器人所涉及的應用領域廣泛，相關市場還處于培育發(fā)展期，缺乏相關國內和國際標準，標準制定工作亟待深入探討和加強。因此，在服務機器人領域，只要采用適當的技術，開發(fā)出切實滿足特定市場需求的產品，其產業(yè)的發(fā)展空間是巨大的，亦有望成為未來的國家或國際標準。

確認國內標準體系和制定相關標準

建立相對完善的機器人標準體系

機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的智能裝備，它是由各類機械部件、各種傳感器部件、驅動部件、能源部件、控制部件組成的裝備，并在一定工作環(huán)境下實現其各種應用。由此機器人的標準框架應該由基礎類、整機類、部件類及應用和系統(tǒng)類四大塊標準組成（見圖1）。

標準制定的步驟和目標

標準的制定分為7個階段，即調研、標準分析和評估工作計劃、申請和立項 、標準編制、征求意見、審查、備案發(fā)布。

按《國家智能制造標準體系建設指南》（征求意見稿）要求到2020 年，機器人基礎通用

表2 目前已制定和發(fā)布的機器人相關國際標準和技術報告

標準和關鍵核心標準基本研制完成，初步建立機器人標準體系。

圖1 機器人標準框架組成

建立合理的國內機器人標準化組織

國際三大標準化組織

目前國際標準化組織有ISO（國際標準化組織）、IEC（國際電工委員會）和ITU（國際電信聯(lián)盟），其中ISO的主要活動是制定國際標準，協(xié)調世界范圍內的標準化工作，組織各成員國和技術委員會進行情報交流，以及與其他國際性組織進行合作，共同研究有關標準化問題；IEC（國際電工委員會）主要致力于電工領域的標準化工作；ITU（國際電信聯(lián)盟）主要致力于電信領域的標準化工作，其中，與機器人標準相關的是ISO組織和IEC組織。

ISO 機器人相關的國際標準制定主要由自動化系統(tǒng)與集成標準化技術委員會機器人與機器人裝備分技術委員會（ISO/TC184/ SC2） 負責。目前ISO/TC184/SC2主要有WG1、WG3、WG7、WG8、JWG9 等幾個工作組，其中WG1 針對機器人詞匯和特性（Vocabulary andcharacteristics）相關標準開展工作；WG3 針對機器人工業(yè)安全（Industrial safety）相關標準開展工作；WG7 針對機器人個人護理安全（Personal care safety）相關標準開展工作；WG8 針對服務機器人（Service robots）相關標準開展工作；JWG9 由ISO/ TC184/SC2 和IEC/SC 62A 共同組成，針對采用機器人技術的醫(yī)療設備安全（Safety for

medicaldevices using robotic technology）相關標準開展工作。此外，針對新的機器人標準發(fā)展趨勢設立了相應的研究組（SG）進行研究和討論，如機器人模塊化研究組（見圖2）。隨著機器人技術的發(fā)展，IEC在2013年10月成立SG7機器人戰(zhàn)略工作規(guī)劃組，主要是研究IEC內部針對機器人技術是否要設立相應的標準化組織，該戰(zhàn)略工作規(guī)劃組于2015年年初完成工作報告， IEC根據該工作報告在IEC內部成立了相關的機器人顧問委員會（AC），并提議ISO也成立相應的顧問委員會，來協(xié)調兩個組織的機器人相關標準工作。IEC組織基本框架見圖3。

國內標準工作機構及與國際組織的對口關系

目前國內開展機器人標準工作的機構有自動化與集成標準化委員會、全國家用電器標準化技術委員會和全國特種作業(yè)機器人標準化工作組，其中自動化與集成標準化委員會下設的機器人與機器人相關設備分技術委員會（SAC/TC159/SC2）主要負責制定工業(yè)機器人標準、全國家用電器標準化技術委員會（SAC/TC46）主要負責制定家用服務機器人標準、全國特種作業(yè)機器人標準化工作組（SAC/SWG13）主要負責特種機器人的標準研究和制修訂，國內機器人標準化工作機構與國際標準化組織的對應關系和現有工作如圖4。

圖2 ISO 機器人相關的國際標準制定

從圖4可看出，目前國內開展機器人標準化機構與國際組織的對口關系與其承擔的工作內容是不合適的，如負責制定家用服務機器人標準的全國家用電器標準化技術委員會（SAC/TC46）對口的是IEC/TC61/TC59和ISO/TC86/SC3/SC5而不是 TC184/SC2（機器人與機器人相關設備分技術委員會）下的WG8（服務機器人工作組）和 WG 10（服務機器人模塊化工作組），另外負責工業(yè)機器人的自動化與集成標準化委員會/機器人與機器人相關設備分技術委員會（SAC/TC159/ SC2）對口的是TC184/SC2（機器人與機器人相關設備分技術委員會），但其只負責工業(yè)機器人標準化工作，而國內缺少與工業(yè)機器人以外的標準化工作對口的標準化工作機構，這樣從標準化組織路線上看，目前國內機器人標準化組織不利于機器人標準化工作的全面展開和順利進行。

圖3 IEC組織基本框架

建立合理的國內機器人標準化組織

根據圖1所示機器人標準框架，應在國家標準化管理委員會的領導下，設立國家機器人標準總體組，由機器人秘書處具體負責總體組的日常工作?？傮w組根據標準化工作的需要下設項目組，項目組的設立應考慮與ISO TC184/SC2（機器人與機器人相關設備分技術委員會）下的WG相配合，如可設立基礎技術項目組，負責開展機器人基礎共性標準的研究和制修訂，包括詞匯類標準工作，對口WG1;再如，可設立工業(yè)整機類項目組，負責開展機器人整機類標準的研究和制修訂，對口WG3等。一個項目組可以對口1個WG,也可以由多個項目組對口1個WG。機器人秘書處采取聯(lián)合秘書處形式，分別由沈陽自動化研究所（以下簡稱沈自所）和上海電器科學研究院（以下簡稱上電院）作為秘書長/聯(lián)合秘書長單位，具體開展秘書處工作，沈自所負責機器人整機和關鍵部件類標準的相關制修訂工作及與之相關的項目組管理協(xié)調工作；上電院負責機器人基礎和應用類標準的制修訂工作及與之相關的項目組管理協(xié)調工作，兩家輪流保管與國際標準化委員會對口的網頁登入賬號、密碼及國標委平臺登入賬號、密碼。另外還設立由相關行業(yè)歸口單位、檢測機構、研究所、大專院校、制造商專家組成的標準化專家咨詢組，負責為國家機器人標準化總體組提供專業(yè)技術咨詢，圖5為設立的國家機器人標準化組織機構圖。

積極參與國際標準化工作

高度重視和實質參與技術性貿易措施相關的國際規(guī)則和標準制修訂，努力實現從國際規(guī)則遵守者向制定者和引領者的轉變，推動國內機器人產品打入國際市場,使我國機器人企業(yè)掌握未來的長遠發(fā)展、國際市場開拓的主動權。

已有的工業(yè)機器人國際標準是多年前綜合和兼容發(fā)達國家已有國家標準（美國、日本等）、區(qū)域標準（歐盟等）的基礎上制定的，其中未考慮、也無法考慮快速發(fā)展的新興市場現狀和需求。這對中國企業(yè)是一個好機會。

圖4 國內機器人標準化工作機構與國際標準化組織的對應關系

機器人標準化工作的開展，需要整合國內檢測機構、研究院所、大專院校、制造企業(yè)的專家和技術人員，在國家標準化管理委員會統(tǒng)一領導下，充分利用相關的國際標準化資源，如與ISO TC184/SC2（機器人與機器人相關設備分技術委員會）的聯(lián)系，再如需要與電器工業(yè)協(xié)會保持長期密切合作關系，保證與IEC機器人顧問委員會的聯(lián)系等，通過緊密跟蹤和研究國際最新技術的發(fā)展和國際最新標準動態(tài)，培養(yǎng)一批機器人專業(yè)隊伍，同時積累相應國際標準化工作經驗，為國內的技術標準快速向國際標準轉化提供保障。

國內機器人產業(yè)需經過長久發(fā)展才有可能在國際標準化舞臺上掌握一定的主動權，這需要在標準化工作上做大量的務實的工作。研究現有國際國內標準，建立相對完善的標準框架；建立標準項目組，結合產品設計和實際測試，開展關鍵技術的討論及研究；將國內研究成果進行總結，向國際提出成熟提案；參與國際標準化工作，推舉有技術有能力的人員參加國際標準工作組或顧問委員會，以提升我國在機器人標準技術工作上的話語權；申請成立國際工作組，號召各國委員會的加入，將研究結果寫入國際標準等。

圖5 國家機器人標準化組織機構圖

王愛國 國家機器人標準化總體組 秘書長

朱 剛 上海電器科學研究所(集團)有限公司研究總監(jiān)