服務(wù)機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)化及標(biāo)準(zhǔn)體系研究

袁致煥 劉麗霞 劉浩 鄔學(xué)謙 朱劍 陳遠(yuǎn)鵬

（蘇州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，江蘇蘇州 215000）

目前，我國(guó)對(duì)于服務(wù)機(jī)器人的需求旺盛，服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，各類新型服務(wù)機(jī)器人層出不窮。服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)的指引，服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域存在著標(biāo)準(zhǔn)交叉重復(fù)，標(biāo)準(zhǔn)更新跟不上技術(shù)發(fā)展等諸多問(wèn)題，因而對(duì)于服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)顯得尤為重要，標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)完成之后，我們可以對(duì)服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)一步的梳理、查漏等工作。

1 服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

2015 年9 月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)成立國(guó)家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化總體組和專家咨詢組，總體組負(fù)責(zé)擬定相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實(shí)施工作?？傮w組匯集了國(guó)內(nèi)相關(guān)16 個(gè)國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、4 個(gè)行業(yè)組織、19 個(gè)研究院校和17 家企業(yè)代表。

總體組秘書處由中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所和上海電科院共同承擔(dān)。其中，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所負(fù)責(zé)秘書處全面工作，上海電科院負(fù)責(zé)與機(jī)器人檢測(cè)和認(rèn)證相關(guān)的工作。

我國(guó)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作取得了積極進(jìn)展，大部分的機(jī)器人國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)都已經(jīng)被采用為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)日趨完善，市場(chǎng)成熟的服務(wù)機(jī)器人也都有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作對(duì)機(jī)器人生產(chǎn)研發(fā)起到了相當(dāng)大的指導(dǎo)與促進(jìn)作用，同時(shí)也存在以下幾方面的問(wèn)題：

（1）機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)交叉重復(fù)現(xiàn)象嚴(yán)重。機(jī)器人相關(guān)標(biāo)委會(huì)需要進(jìn)一步明確機(jī)器人領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作邊界，并建立一套流程機(jī)制來(lái)避免未來(lái)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作中的交叉重復(fù)現(xiàn)象。

（2）需要進(jìn)一步修訂更新傳統(tǒng)類別機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)類別的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)普遍年代比較久遠(yuǎn)，標(biāo)準(zhǔn)里面的條款顯然已經(jīng)跟不上快速迭代更新的機(jī)器人技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)的修訂更新迫在眉睫。

（3）急需制定新興機(jī)器人品類的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。目前機(jī)器人品類層出不窮，除了已經(jīng)擁有成熟技術(shù)的一些機(jī)器人品類，擦窗機(jī)器人、送餐機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、手術(shù)機(jī)器人等新興機(jī)器人品類都已經(jīng)進(jìn)入到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有能夠及時(shí)制定。

目前，與機(jī)器人相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織主要包括國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）、國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）。ISO 發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)主要包括機(jī)器人詞匯、安全與測(cè)試方法等16 項(xiàng)，IEC 則側(cè)重于家用服務(wù)機(jī)器人的安全和性能、工業(yè)機(jī)器人的功能安全以及醫(yī)療機(jī)器人等領(lǐng)域。

2 標(biāo)準(zhǔn)化需求分析

我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)化工作得到了政府的高度支持，我國(guó)的服務(wù)機(jī)器人從產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)上來(lái)說(shuō)，如今都已經(jīng)初具規(guī)模，這就給服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化的工作提出了更高的要求，標(biāo)準(zhǔn)化也將為服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供以下幫助。

2.1 推動(dòng)服務(wù)機(jī)器人技術(shù)更好發(fā)展的動(dòng)力源泉

我國(guó)的服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)積累了雄厚的理論和技術(shù)基礎(chǔ)，而標(biāo)準(zhǔn)的制修訂則是將這些重要的成果進(jìn)行有效的固化。標(biāo)準(zhǔn)將為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)規(guī)范，從而避免不必要的重復(fù)勞動(dòng)。同時(shí)，在人工智能、仿生、大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域，也需要積極參與到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作當(dāng)中，打破技術(shù)封鎖，為我國(guó)自主研發(fā)高水平的服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)基礎(chǔ)。

2.2 滿足日益提高的服務(wù)機(jī)器人需求的有效途徑

我國(guó)擁有龐大的服務(wù)機(jī)器人的剛需市場(chǎng)，我國(guó)正加速進(jìn)入老齡化社會(huì)，面臨著勞動(dòng)力短缺、養(yǎng)老助殘等社會(huì)問(wèn)題，機(jī)器人無(wú)疑是解決這些問(wèn)題的有效途徑。我國(guó)將在未來(lái)成為最大的服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)，擁有龐大的用戶群體，因而更需要一系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行規(guī)范和引導(dǎo)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化工作提出了迫切的需求。

2.3 搶占國(guó)際新興機(jī)器人產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的有效手段

服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)，科沃斯等企業(yè)能夠利用這個(gè)契機(jī)進(jìn)入到IEC 標(biāo)準(zhǔn)工作組，并積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定。標(biāo)準(zhǔn)化工作幫助我國(guó)服務(wù)機(jī)器人企業(yè)迅速占據(jù)國(guó)際領(lǐng)先地位，體現(xiàn)在技術(shù)研發(fā)、工業(yè)設(shè)計(jì)、品牌運(yùn)營(yíng)等多個(gè)方面，甚至于實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化舞臺(tái)上爭(zhēng)取更多的話語(yǔ)權(quán)。

3 擬建立的標(biāo)準(zhǔn)體系

《國(guó)家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2017 年）》對(duì)于我國(guó)的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)提出了以下要求。第一階段：到2018 年，初步健全機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系。第二階段：到2020 年，建立起較為完善的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系[1]。目前，工業(yè)機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)趨于完善，服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在江蘇乃至全國(guó)范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，卻存在著標(biāo)準(zhǔn)滯后于技術(shù)發(fā)展，產(chǎn)品分類模糊、定義不明確，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于簡(jiǎn)單而無(wú)法實(shí)施等諸多問(wèn)題，所以將研究對(duì)象定位在服務(wù)機(jī)器人。主要將完成以下任務(wù)：

（1）優(yōu)化服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)；

（2）梳理國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)，提出采標(biāo)或起草計(jì)劃；

（3）分析現(xiàn)有服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的不足并提出改進(jìn)意見(jiàn)。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)體系框架結(jié)構(gòu)

《國(guó)家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2017 年）》中已建立機(jī)器人大類的標(biāo)準(zhǔn)體系框架，我們對(duì)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系框架圖進(jìn)行縮減和修改，保留了適用于服務(wù)機(jī)器人的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)評(píng)定方法標(biāo)準(zhǔn)、零部件標(biāo)準(zhǔn)，將整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人的部分刪除，將系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)部分刪除，增加了現(xiàn)有的服務(wù)機(jī)器人種類。

服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系采用多層結(jié)構(gòu)，包括類、組、序列，由基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)、零部件標(biāo)準(zhǔn)、整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)四部分構(gòu)成。其中基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系的基石和保障，包括術(shù)語(yǔ)與定義、分類、支撐技術(shù)、智能化等；零部件標(biāo)準(zhǔn)和整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)是服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系的主體，包括各類服務(wù)機(jī)器人及其零部件的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)；檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)是在基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上形成的對(duì)零部件、整機(jī)評(píng)價(jià)的實(shí)現(xiàn)手段，包括功能與性能、安全、電磁兼容、環(huán)境、可靠性等。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)體系建立

服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系框架是由服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)向下映射而成，該體系包括：基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)、零部件標(biāo)準(zhǔn)、整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)四部分，服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系框架圖如圖1所示。

圖1 服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系框架

4 標(biāo)準(zhǔn)化工作計(jì)劃

4.1 標(biāo)準(zhǔn)制修訂重點(diǎn)領(lǐng)域

根據(jù)“需求導(dǎo)向，急用先行”原則，按照《國(guó)家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2017 年）》及最新制定的服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系框架，結(jié)合市場(chǎng)需求和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，近期擬在基礎(chǔ)、檢測(cè)評(píng)定方法、零部件標(biāo)準(zhǔn)及整機(jī)等領(lǐng)域開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)研制工作。

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域：制訂服務(wù)機(jī)器人分類標(biāo)準(zhǔn)；

檢測(cè)評(píng)定方法標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域：制訂服務(wù)機(jī)器人信息安全，環(huán)境適應(yīng)性及環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；

零部件標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域：制訂機(jī)器人用線纜標(biāo)準(zhǔn)；

整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域：制訂教育、護(hù)理等家用服務(wù)機(jī)器人整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。制訂銀行、巡檢、鋤草等公共服務(wù)機(jī)器人整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃

國(guó)內(nèi)服務(wù)機(jī)器人企業(yè)代表包括：科沃斯、萊克、美的、穿山甲、南大電子、億嘉和、寶時(shí)得等，蘇州質(zhì)檢院邀請(qǐng)這些企業(yè)參與到服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系及標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的討論中。主要確立了以下幾個(gè)方向：

4.2.1 制訂服務(wù)機(jī)器人環(huán)境適應(yīng)性的地方標(biāo)準(zhǔn)

制訂該標(biāo)準(zhǔn)主要出于以下幾點(diǎn)原因：（1）服務(wù)機(jī)器人需要應(yīng)對(duì)各種不同環(huán)境，極端高溫、極端低溫、高海拔、高濕度、海水浸泡、沙塵顆粒、暴曬等等，環(huán)境適應(yīng)性的評(píng)估是保證產(chǎn)品質(zhì)量中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。（2）沒(méi)有產(chǎn)品或方法標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)成本高等原因?qū)е滦⌒蜋C(jī)器人公司不做環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)。（3）大型機(jī)器人公司都有嚴(yán)格的環(huán)境適應(yīng)性內(nèi)部測(cè)試評(píng)估體系，各項(xiàng)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化也是服務(wù)機(jī)器人這類產(chǎn)品走向成熟的必然結(jié)果。

該標(biāo)準(zhǔn)需要明確以下幾點(diǎn)：環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試的適用機(jī)器人類型和環(huán)境類別；各個(gè)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)康?、方式；各個(gè)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)備、程序。

4.2.2 制訂相關(guān)服務(wù)機(jī)器人的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)

以鋤草機(jī)器人為例，鋤草機(jī)器人在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)非常普及，在我國(guó)還處于起步階段，但隨著城市綠化面積以及人工成本的不斷提升，鋤草機(jī)器人擁有著非常光明的未來(lái)，正如幾年前的掃地機(jī)器人一樣，鋤草機(jī)器人即將迎來(lái)爆發(fā)式的增長(zhǎng)。

制訂該標(biāo)準(zhǔn)主要出于以下幾點(diǎn)原因：（1）鋤草機(jī)器人目前并沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)明確測(cè)試的項(xiàng)目及方法。（2）與鋤草機(jī)器人類似的掃地機(jī)器人目前測(cè)試方法已經(jīng)相對(duì)成熟，而兩類產(chǎn)品又具備諸多相似的地方。（3）目前國(guó)內(nèi)的鋤草機(jī)器人研發(fā)單位急需標(biāo)準(zhǔn)來(lái)明確測(cè)試方法，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

該標(biāo)準(zhǔn)需要明確以下幾點(diǎn)：鋤草機(jī)器人的術(shù)語(yǔ)及定義；性能試驗(yàn)的試驗(yàn)要求及試驗(yàn)方法，包括鋤草的覆蓋率、效率、能耗等項(xiàng)目。

4.2.3 制訂服務(wù)機(jī)器人的分類的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

考慮到市面上的服務(wù)機(jī)器人的品類繁多，而且越來(lái)越多的機(jī)器人具備多種功能，然而如何對(duì)服務(wù)機(jī)器人進(jìn)行歸類遲遲未有定論，因而有必要制訂服務(wù)機(jī)器人的分類標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范行業(yè)。

目前服務(wù)機(jī)器人的分類主要包括：家庭服務(wù)機(jī)器人（清潔機(jī)器人、教育娛樂(lè)機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人、平衡車等）和公共服務(wù)機(jī)器人（酒店機(jī)器人、送餐機(jī)器人、物流機(jī)器人、鋤草機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等）。

該標(biāo)準(zhǔn)需要明確以下幾點(diǎn)：服務(wù)機(jī)器人的大類的區(qū)分和小類的細(xì)分邊界；服務(wù)機(jī)器人的分類方式（運(yùn)動(dòng)要素，實(shí)現(xiàn)功能等等）；如何對(duì)跨功能型服務(wù)機(jī)器人進(jìn)行分類；明確平衡車和無(wú)人機(jī)的所屬類別。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行了研究分析，有助于相關(guān)方了解服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作現(xiàn)狀。本文對(duì)于服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作提出了初步的計(jì)劃，隨著服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的不斷增加，標(biāo)準(zhǔn)體系將在未來(lái)得到進(jìn)一步完善，從而促進(jìn)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)一步提升。