《中國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化白皮書(2017)》正式發(fā)布

發(fā)布于: 2017-11-02
來源:國脈物聯(lián)網(wǎng)? ?2017-11-02
?

 1 前言

  1.1研究背景

  機(jī)器人是當(dāng)代高端智能裝備和高新技術(shù)的突出代表,對制造業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要,是衡量一個國家制造業(yè)水平和核心競爭力的重要標(biāo)志。目前,世界上主要發(fā)達(dá)國家均將機(jī)器人作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域,增強(qiáng)本國在國際制造業(yè)中的競爭力。標(biāo)準(zhǔn)作為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)國際競爭的技術(shù)依據(jù)和有效手段,被各發(fā)達(dá)國家放在產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略的重要位置??梢哉f各國在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的競爭不單是技術(shù)和市場的競爭,更是機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的競爭。

  為進(jìn)一步加快推進(jìn)我國機(jī)器人領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化水平,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和競爭實(shí)力的提升,在國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會的指導(dǎo)下,成立了中國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化白皮書編寫組,組織科研院所、行業(yè)龍頭、標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)共同編制《中國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化白皮書》,發(fā)揮國內(nèi)機(jī)器人領(lǐng)域產(chǎn)、學(xué)、研、用優(yōu)勢力量,深入分析機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展對標(biāo)準(zhǔn)化工作的需求,全面梳理國內(nèi)外機(jī)器人相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),提出我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作的思考。希望本書能為制定我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃提供有益的參考和指導(dǎo),并為提升我國機(jī)器人自主創(chuàng)新能力和促進(jìn)我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供有效支撐。

  1.2指導(dǎo)單位與編撰單位

  本白皮書的編寫得到國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會、工業(yè)和信息化部等相關(guān)部委的指導(dǎo),并且也得到了業(yè)內(nèi)產(chǎn)、學(xué)、研、用等單位和專家的大力支持。白皮書的主要編撰單位包括:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所、沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司、上海電器科學(xué)研究院、中國家用電器研究院、中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所、機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、全國工業(yè)過程測量控制和自動化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC124)、全國自動化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC159)、全國特種作業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作組(SAC/ SWG13)、中國電子學(xué)會、中國軟件測評中心、深圳市智能機(jī)器人研究院、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京康力優(yōu)藍(lán)機(jī)器人有限公司、北京天智航醫(yī)療科技股份有限公司、國網(wǎng)山東省電力公司、深圳繁興科技有限公司等。

  2 機(jī)器人概述

  自20世紀(jì)50年代末世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)以來,隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)器人的內(nèi)涵逐漸豐富,機(jī)器人的定義也不斷的隨之變化。

  根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)最新資料 ,機(jī)器人的定義如下:

  具有一定程度的自主能力,可在其環(huán)境內(nèi)運(yùn)動以執(zhí)行預(yù)期任務(wù)的可編程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

  目前,國際上一般把機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人。

  工業(yè)機(jī)器人 定義為:自動控制的、可重復(fù)編程、多用途的操作機(jī),可對三個或三個以上軸進(jìn)行編程,它可以是固定式或移動式,在工業(yè)自動化中使用。工業(yè)機(jī)器人目前廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、電子、化工等工業(yè)領(lǐng)域。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用,極大地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率,推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為人類物質(zhì)文明的進(jìn)步貢獻(xiàn)了重要力量。

  服務(wù)機(jī)器人定義為:除工業(yè)自動化應(yīng)用外,能為人類或設(shè)備完成有用任務(wù)的機(jī)器人。服務(wù)機(jī)器人可進(jìn)一步劃分為特種機(jī)器人,公共服務(wù)機(jī)器人,個人/家用服務(wù)機(jī)器人三類。特種機(jī)器人是指由具有專業(yè)知識人士操控的、面向國家、特種任務(wù)的服務(wù)機(jī)器人,包括國防/軍事機(jī)器人、搜救救援機(jī)器人、醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人、水下作業(yè)機(jī)器人、空間探測機(jī)器人、農(nóng)場作業(yè)機(jī)器人等;公共服務(wù)機(jī)器人是指面向公眾或商業(yè)任務(wù)的服務(wù)機(jī)器人,包括迎賓機(jī)器人、餐廳服務(wù)機(jī)器人、酒店服務(wù)機(jī)器人、銀行服務(wù)機(jī)器人、場館服務(wù)機(jī)器人等;個人/家用服務(wù)機(jī)器人是指在家庭以及類似環(huán)境中由非專業(yè)人士使用的服務(wù)機(jī)器人,包括家政、教育娛樂、養(yǎng)老助殘、個人運(yùn)輸、安防監(jiān)控等類型的機(jī)器人。服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用涵蓋了國防、救援、監(jiān)護(hù)、物流、醫(yī)療、養(yǎng)老、護(hù)理、教育、家政等直接關(guān)乎國計(jì)民生的廣闊領(lǐng)域。服務(wù)機(jī)器人的出現(xiàn),一定程度上滿足了人們在社會及生活中各個領(lǐng)域的需求。如水下機(jī)器人、反恐防暴機(jī)器人等特種機(jī)器人能夠代替人類完成很多危險(xiǎn)、復(fù)雜的任務(wù),保護(hù)了人身安全;個人/家用服務(wù)機(jī)器人中,如家政機(jī)器人,開始走入千家萬戶,將人們從部分家務(wù)中解放出來,提高了人類的生活品質(zhì)等等。未來,越來越多的機(jī)器人將走進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)和人類生活,為創(chuàng)造更加美好的人類社會貢獻(xiàn)力量。

  3 機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

  3.1國際機(jī)器人產(chǎn)業(yè)

  3.1.1主要國家及地區(qū)機(jī)器人發(fā)展戰(zhàn)略與計(jì)劃

  作為衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到了世界各國的高度關(guān)注,主要經(jīng)濟(jì)體紛紛將發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)上升為國家戰(zhàn)略,以此作為保持或重獲制造業(yè)競爭優(yōu)勢的重要手段。主要國家和地區(qū)的機(jī)器人發(fā)展戰(zhàn)略如表1:?

1主要國家及地區(qū)機(jī)器人發(fā)展戰(zhàn)略

典型國家

規(guī)劃政策

發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)

進(jìn)展情況

美國

2011年宣布“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃(AMP)”;

2011年啟動“國家機(jī)器人計(jì)劃”(NRI);

2013年發(fā)布《機(jī)器人技術(shù)路線圖:從互聯(lián)網(wǎng)到機(jī)器人》

加速開發(fā)應(yīng)用于醫(yī)療康復(fù)、空間探索、食品生產(chǎn)領(lǐng)域的新一代機(jī)器人。

攻克工業(yè)機(jī)器人的強(qiáng)適應(yīng)性和可重構(gòu)裝配、仿人靈巧操作、基于模型的集成和供應(yīng)鏈的設(shè)計(jì)、自主導(dǎo)航、非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的感知、教育訓(xùn)練、機(jī)器人與人共事的本質(zhì)安全性等關(guān)鍵技術(shù),推動機(jī)器人技術(shù)在制造、醫(yī)療、服務(wù)、空間、國防領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

美國在工業(yè)機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)方面處于全球領(lǐng)先地位;機(jī)器人語言研究水平高居世界之首。

以谷歌為代表的美國互聯(lián)網(wǎng)公司進(jìn)軍機(jī)器人市場,試圖融合虛擬網(wǎng)絡(luò)能力和現(xiàn)實(shí)運(yùn)動能力,推動機(jī)器人的智能化發(fā)展。

歐盟

Multi-annual Roadmap;

第七框架計(jì)劃;

H2020機(jī)器人計(jì)劃;

增強(qiáng)歐洲在農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、交通、民用安全和家庭等領(lǐng)域的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)競爭力和領(lǐng)先地位

旨在發(fā)展家庭用服務(wù)機(jī)器人,應(yīng)對老年人的孤獨(dú)、寂寞及癡呆問題。

面向醫(yī)療與救援機(jī)器人、工業(yè)與服務(wù)機(jī)器人開發(fā)關(guān)鍵技術(shù),引進(jìn)、測試、驗(yàn)證真實(shí)環(huán)境中的創(chuàng)新解決方案。

以庫卡,ABB為代表的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)占據(jù)全球領(lǐng)先地位。

德國推行了以“智能工廠”為重心的“工業(yè)4.0計(jì)劃”,工業(yè)機(jī)器人推動生產(chǎn)制造向靈活化和個性化方向轉(zhuǎn)型。

日本

2013年開始投資并建立“機(jī)器人特區(qū)”;

2014年發(fā)布《機(jī)器人白皮書》;

2014年發(fā)布《新經(jīng)濟(jì)增長戰(zhàn)略》;

2015年發(fā)布《機(jī)器人新戰(zhàn)略》(Japan’s ?Robot Strategy

機(jī)器人研究方向:看護(hù)機(jī)器人、救災(zāi)機(jī)器人、醫(yī)療、護(hù)理等服務(wù)機(jī)器人的研發(fā)及應(yīng)用。

社會及產(chǎn)業(yè)目標(biāo):充分運(yùn)用機(jī)器人技術(shù)解決勞動力減少等社會問題。把機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為本國經(jīng)濟(jì)增長的重要支柱。

發(fā)展方向:將機(jī)器人與IT技術(shù)、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、人工智能等深度融合,引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)時代機(jī)器人的發(fā)展。

以發(fā)那科、安川為代表的日系工業(yè)機(jī)器人與歐美系工業(yè)機(jī)器人分庭抗禮。

在控制器、傳感器、減速機(jī)、伺服電機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件方面,均具備較強(qiáng)技術(shù)優(yōu)勢。

韓國

2009年制定第一期《智能機(jī)器人基本計(jì)劃》;

2012年發(fā)布“機(jī)器人未來戰(zhàn)略展望2022”;

2014年制定第二期《智能機(jī)器人基本計(jì)劃》;

2014年制定國家重點(diǎn)科學(xué)技術(shù)戰(zhàn)略路線圖;

機(jī)器人研究方向:救災(zāi)機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、智能工業(yè)機(jī)器人、家庭機(jī)器人。

核心技術(shù)發(fā)展方向:遠(yuǎn)程控制技術(shù)、水下機(jī)器人技術(shù)、探針和導(dǎo)管介入技術(shù)、生命體或活體組織超精密操作技術(shù)、室外自主移動6項(xiàng)核心技術(shù)。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展:鼓勵其他產(chǎn)業(yè)與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的合作和融合,提供安全認(rèn)證及國際標(biāo)準(zhǔn)化等方面的支持,助力實(shí)現(xiàn)相關(guān)零部件國產(chǎn)化。

人才培養(yǎng):培養(yǎng)核心人才。

韓國的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)商已占全球5%左右的市場份額?,F(xiàn)代重工已可供應(yīng)焊接、搬運(yùn)、密封、碼垛、沖壓、打磨、上下料等領(lǐng)域的機(jī)器人,提高了韓國工業(yè)機(jī)器人的自給率。

整體而言,韓國技術(shù)仍與日本、歐洲等領(lǐng)先國家存在較大差距。


  3.1.2 國際機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢

  3.1.2.1國際工業(yè)機(jī)器人

  在國外發(fā)達(dá)國家,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)日趨成熟,已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備而得到工業(yè)界廣泛應(yīng)用,工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線成套裝備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向,工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)得到了蓬勃發(fā)展。

  目前,工業(yè)機(jī)器人在汽車、金屬制品、電子、橡膠及塑料等行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著性能的不斷提升,以及各種應(yīng)用場景的不斷明晰,2012年以來,工業(yè)機(jī)器人的市場正以年均15.2%的速度快速增長。據(jù)IFR統(tǒng)計(jì)顯示,2016年全球工業(yè)機(jī)器人銷售額首次突破132億美元,其中亞洲銷售額76億美元,歐洲銷售額26.4億美元,北美地區(qū)銷售額達(dá)到17.9億美元。中國、韓國、日本、美國和德國等主要國家銷售額總計(jì)占到了全球銷量的3/4,這些國家對工業(yè)自動化改造的需求激活了工業(yè)機(jī)器人市場,也使全球工業(yè)機(jī)器人使用密度大幅提升,目前在全球制造業(yè)領(lǐng)域,工業(yè)機(jī)器人使用密度已經(jīng)超過了70臺/萬人。2017年,工業(yè)機(jī)器人將進(jìn)一步普及,銷售額有望突破147億美元,其中亞洲仍將是最大的銷售市場。

  全球工業(yè)機(jī)器人銷售額及增長率(2012-2020年)見圖1。

image.png

  圖1全球工業(yè)機(jī)器人銷售額及增長率(2012-2020年)

  工業(yè)機(jī)器人不但在數(shù)量上提升顯著,在技術(shù)上也有了長足的進(jìn)步,整體來看工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢具有以下幾個特點(diǎn):

  (1) 工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修),而單機(jī)價(jià)格不斷下降;

  (2) 機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī);

  (3) 控制系統(tǒng)向開放型控制器方向發(fā)展,便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化,器件集成度提高,大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性;

  (4) 新型傳感器的應(yīng)用與多傳感器的融合,除采用傳統(tǒng)的位置、速度傳感器外,裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器;

  (5) 遠(yuǎn)程操作及人機(jī)交互控制。機(jī)器人操作者可置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境來操縱機(jī)器人工作,并且操作者與機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互控制。

  3.1.2.2國際服務(wù)機(jī)器人

  在市場與應(yīng)用需求的引領(lǐng)下,服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也得到了充分的發(fā)展。目前全世界有300多家服務(wù)機(jī)器人生產(chǎn)廠商,其中亞洲有73家,北美有113家,歐洲有131家。15%的廠商是近5年內(nèi)成立的依靠先進(jìn)技術(shù)為主導(dǎo)的公司。美國的服務(wù)機(jī)器人技術(shù)在國際上仍一直處于領(lǐng)先地位,在軍用、醫(yī)療、家用服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)都占有絕對的優(yōu)勢。

  隨著信息技術(shù)快速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)快速普及,以2006年深度學(xué)習(xí)模型的提出為標(biāo)志,人工智能迎來第三次高速發(fā)展。與此同時,依托人工智能技術(shù),智能公共服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用場景和服務(wù)模式正不斷拓展,帶動服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模高速增長。隨著信息技術(shù)快速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)快速普及,以2006年深度學(xué)習(xí)模型的提出為標(biāo)志,人工智能迎來第三次高速發(fā)展。與此同時,依托人工智能技術(shù),智能公共服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用場景和服務(wù)模式正不斷拓展,帶動服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模高速增長。預(yù)計(jì)在2020年,全球服務(wù)機(jī)器人市場份額將快速增長至69億美元,其中醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人的市場份額將會占據(jù)主導(dǎo)地位,可見智能服務(wù)機(jī)器人的市場份額正在快速增長。全球服務(wù)機(jī)器人市場份額(2017年預(yù)計(jì))見圖2。全球服務(wù)機(jī)器人銷售額及增長率(2012-2020年)見圖3。

image.png

image.png

  總體來看,服務(wù)機(jī)器人目前的發(fā)展水平整體滯后于工業(yè)機(jī)器人,市場仍處于起步階段,但是服務(wù)機(jī)器人作為一種新型戰(zhàn)略性高新技術(shù)產(chǎn)品,正逐漸成長為推動全球社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新生力量。

  服務(wù)機(jī)器人相比工業(yè)機(jī)器人,方興未艾。從目前市場銷售或正處于研發(fā)階段的樣機(jī)來看,服務(wù)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展趨勢有以下幾個方面:

  1) 服務(wù)機(jī)器人環(huán)境適應(yīng)性不斷提高,融合更多傳感器信息,從而提升了服務(wù)機(jī)器人適應(yīng)更復(fù)雜、多變的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的能力;

  2) 仿生性能不斷增強(qiáng)。針對特定場合和特殊需求,如偵查、管道檢測等,要求機(jī)器人具備更接近生命體特征的性能;

  3) 智能化程度不斷提升。人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及新一代信息技術(shù)的綜合應(yīng)用,有助于服務(wù)機(jī)器人的智能化能力的提升;

  4) 柔性運(yùn)動能力及自然交互能力不斷提升。類人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、仿生驅(qū)動與材料的應(yīng)用有助于人機(jī)交互能力的提高,并提升舒適感。

  5) 部件模塊化及系統(tǒng)集成化程度不斷加強(qiáng)。

  6) 人機(jī)交互的增強(qiáng),對服務(wù)機(jī)器人安全性提出了更高的要求。

  無論是工業(yè)機(jī)器人還是服務(wù)機(jī)器人,主要發(fā)達(dá)國家和相關(guān)機(jī)器人企業(yè)巨頭都高度重視技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)的國際化。目前ISO和IEC機(jī)器人領(lǐng)域的相關(guān)TC,多由發(fā)達(dá)國家主導(dǎo)并有大型機(jī)器人龍頭企業(yè)參加,在具體工作組里面更是不乏見到企業(yè)的身影。由此可見,技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展是相得益彰,并且和企業(yè)的效益具有密切的關(guān)系。

  3.2 國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)

  3.2.1 我國機(jī)器人發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃

  機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到我國政府的高度重視,已成為國家政策重點(diǎn)支持領(lǐng)域。習(xí)近平總書記在兩院院士大會上提出,“機(jī)器人主要制造商和國家紛紛加緊布局,搶占技術(shù)和市場制高點(diǎn),而作為未來全球最大的機(jī)器人市場,我們不僅要把我國機(jī)器人水平提高上去,而且要盡可能多地占領(lǐng)市場”。中國機(jī)器人發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃見表2。

  表2 中國機(jī)器人發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃

發(fā)布

時間

戰(zhàn)略與規(guī)劃

針對重點(diǎn)

20062

國務(wù)院《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020)》

明確指出將智能服務(wù)機(jī)器人列為應(yīng)超前部署的前沿技術(shù)之一,并將工業(yè)機(jī)器人作為智能制造的重要組成部分,指出發(fā)展工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)和裝備,改造提升裝備制造業(yè)。

20124

科技部《服務(wù)機(jī)器人科技發(fā)展十二五專項(xiàng)規(guī)劃》

要突破制約我國服務(wù)機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),重點(diǎn)培育發(fā)展服務(wù)機(jī)器人新興產(chǎn)業(yè),重點(diǎn)發(fā)展公共安全機(jī)器人、醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人、仿生機(jī)器人平臺和模塊化核心部件等四大任務(wù),不斷推出更具有應(yīng)用價(jià)值和市場前景的產(chǎn)品。

2012年5月

工信部《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》

要攻克工業(yè)機(jī)器人本體、精密減速器、伺服驅(qū)動器和電機(jī)、控制器等核心部件的共性技術(shù),自主研發(fā)工業(yè)機(jī)器人工程化產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人及其核心部件的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化。

20127

國務(wù)院《十二五國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》

要大力推進(jìn)泛在感知自動控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、關(guān)鍵零部件等裝置的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

201312

工信部《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》

提出圍繞市場需求突破核心技術(shù)、培育龍頭企業(yè)形成產(chǎn)業(yè)集群、加強(qiáng)總體設(shè)計(jì)完善標(biāo)準(zhǔn)體系等發(fā)展目標(biāo),到2020年形成較為完善的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系,培育3~5家具有國際競爭力的龍頭企業(yè)和8~10個配套產(chǎn)業(yè)集群,機(jī)器人密度(每萬名員工使用機(jī)器人臺數(shù))要達(dá)到100以上,基本滿足國防建設(shè)、國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要。

20155

國務(wù)院《中國制造2025

明確了9項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn),其中高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人作為十個重點(diǎn)領(lǐng)域之一。

20164

《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》

提出加強(qiáng)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。開展機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系的頂層設(shè)計(jì),構(gòu)建和完善機(jī)器人產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,加快研究制訂產(chǎn)業(yè)急需的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),支持機(jī)器人評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的研究和驗(yàn)證,積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂。

  從上表可見,我國政府已經(jīng)充分認(rèn)識到機(jī)器人對于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級改造的重要性,密集性的制定相關(guān)政策指導(dǎo)文件,規(guī)劃機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與此同時,各地的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園、新的機(jī)器人企業(yè)也如雨后春筍般的成長起來,期望能夠抓住新時代高科技的契機(jī)。

  3.2.2 國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

  3.2.2.1國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人

  我國工業(yè)機(jī)器人市場發(fā)展迅速,約占全球市場份額的三分之一,作為全球第一大工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場,截止2016年,我國工業(yè)機(jī)器人銷量同比增長31.3%。當(dāng)前,我國生產(chǎn)制造智能化改造升級的需求日益凸顯,工業(yè)機(jī)器人的市場需求依然旺盛,預(yù)計(jì)到2020年,國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大到58.9億美元。我國工業(yè)機(jī)器人銷售額及增長率(2012-2020年)見圖4。

image.png

  未來我國工業(yè)機(jī)器人將繼續(xù)保持快速的增速。盡管我們這幾年工業(yè)機(jī)器人增長迅速,但是每萬名工人的人均機(jī)器人保有量僅有49臺,遠(yuǎn)低于世界平均水平;同時隨著我國經(jīng)濟(jì)和勞動力年齡結(jié)構(gòu)的變化,我國工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域得到了進(jìn)一步拓展,已經(jīng)從汽車、電子等高端行業(yè)逐步滲入到金屬加工、衛(wèi)浴五金、食品飲料等傳統(tǒng)行業(yè)。因此可以預(yù)測,未來幾年中國將持續(xù)成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場。

  隨著機(jī)器人數(shù)量的提升,我國機(jī)器人領(lǐng)域的自主品牌逐漸興起,先后涌現(xiàn)出沈陽新松、廣州數(shù)控、埃夫特、昆山華恒、上海沃迪、南京埃斯頓等幾十家從事機(jī)器人生產(chǎn)和應(yīng)用工程的企業(yè),形成我國工業(yè)機(jī)器人蓬勃發(fā)展的新局面,其中新松公司目前已經(jīng)成為世界市值第二大的機(jī)器人公司,彰顯出民族品牌的國際競爭力。

  除了上述產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展外,我國在工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)理論、核心元器件和關(guān)鍵技術(shù)方面也取得了積極的進(jìn)展。在基礎(chǔ)理論研究方面,如機(jī)器人運(yùn)動控制算法、機(jī)器人多傳感器融合系統(tǒng)、離線編程技術(shù)、遙操作機(jī)器人等均取得了一定的理論研究成果,并在實(shí)際的機(jī)器人系統(tǒng)上得到了初步的應(yīng)用。在核心元器件方面,如光電編碼器、諧波減速器、滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、十字交叉滾子軸承、薄壁軸承等,初步開發(fā)出了樣機(jī)或少量產(chǎn)品;在伺服電機(jī)、驅(qū)動器和控制器方面已有所突破,部分機(jī)器人產(chǎn)品上已采用了國產(chǎn)元器件。在機(jī)器人生產(chǎn)方面,國內(nèi)基本掌握了機(jī)器人本體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)制造技術(shù),自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)擁有量不斷增多。

  然后需要指出的是,盡管我國工業(yè)機(jī)器人有著廣闊的發(fā)展空間和良好的市場前景。但是隨著機(jī)器人研究的熱潮,我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園遍地開花,全國各地紛紛上馬機(jī)器人項(xiàng)目,但是國內(nèi)現(xiàn)有機(jī)器人企業(yè)還是以中小型企業(yè)為主,大部分企業(yè)核心競爭力不足,產(chǎn)品質(zhì)量不高,而與之相對應(yīng)的,機(jī)器人領(lǐng)域四大家族公司,四家企業(yè),則占據(jù)了市場的半壁江山。并且機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了市場亂象,質(zhì)低價(jià)廉的產(chǎn)品已經(jīng)開始擾亂市場秩序,長此以往很有可能出現(xiàn)低端產(chǎn)品質(zhì)量不高、行業(yè)產(chǎn)能過剩的局面,不利于行業(yè)的健康發(fā)展。

  而目前這種局面的形成,與我國機(jī)器人領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的缺失滯后有密切關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)的缺失落后,導(dǎo)致產(chǎn)品單元部件/整機(jī)質(zhì)量及性能缺乏必要的依據(jù),因此我國需要重視機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的制定,規(guī)范市場秩序,促使我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)向高端發(fā)展、保持自主知識產(chǎn)權(quán)的核心競爭力,在國際市場上能夠占據(jù)主動地位。

  3.2.2.2國內(nèi)服務(wù)機(jī)器人

  服務(wù)機(jī)器人一般要結(jié)合特定市場開發(fā),本土企業(yè)更容易結(jié)合特定的環(huán)境和文化進(jìn)行開發(fā),占據(jù)良好的市場定位;另一方面,國外的服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也屬于新興產(chǎn)業(yè)。因此與美國、日本等發(fā)達(dá)國家相比,雖然我國在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的研發(fā)水平與推廣應(yīng)用整體有差距,但相對與工業(yè)機(jī)器人而言差距較小,且后續(xù)趕超機(jī)遇和潛力都很大。

  從研發(fā)水平來看,我國自主研發(fā)的服務(wù)機(jī)器人不斷涌現(xiàn),部分專業(yè)機(jī)器人和個別企業(yè)/研究機(jī)構(gòu)在某些服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域已達(dá)到世界先進(jìn)水平。

  我國自主研發(fā)的反恐排爆機(jī)器人及車底檢查機(jī)器人已成功用于北京兩會,奧運(yùn)會、國慶六十周年等重大活動的安保任務(wù)。我國自主研發(fā)的無人機(jī)已應(yīng)用到地震救援、事故搶險(xiǎn)、電力巡檢等諸多民用領(lǐng)域,部分軍用型號也已實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。我國成功研制出6000米自治水下機(jī)器人、長航程水下機(jī)器人、7000米載人深潛器(蛟龍)、系列化作業(yè)型水下機(jī)器人(ROV)。我國手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人等醫(yī)療機(jī)器人也實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破,多種樣機(jī)或產(chǎn)品已進(jìn)入試驗(yàn)或臨床應(yīng)用階段。國內(nèi)已有部分公司生產(chǎn)送餐機(jī)器人、迎賓機(jī)器人和講解機(jī)器人。清潔機(jī)器人(特別是家用清潔機(jī)器人)中部分代表產(chǎn)品已具備與國際知名企業(yè)iRobot的產(chǎn)品競爭的實(shí)力等等。

  由此可見,目前國內(nèi)針對服務(wù)機(jī)器人的研發(fā)主要集中在專業(yè)服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域,并在一些關(guān)乎國計(jì)民生的重大行業(yè)進(jìn)行嘗試應(yīng)用。從整體應(yīng)用來看,從2005年起,我國服務(wù)機(jī)器人市場開始初具規(guī)模,市場分布主要集中在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū),但發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

  3.3我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的問題

  目前,無論是工業(yè)機(jī)器人還是服務(wù)機(jī)器人我國均取得了一定的成績,相關(guān)產(chǎn)業(yè)得到了較好的發(fā)展,但必須清醒地認(rèn)識到我國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)仍然面臨著挑戰(zhàn)和困難,除了技術(shù)上的短板外,大部分的挑戰(zhàn)和困難都或多或少的與標(biāo)準(zhǔn)缺失有關(guān),亟待通過標(biāo)準(zhǔn)化工作來為我國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)保駕護(hù)航。我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在:

  1)工業(yè)機(jī)器人的部分高端核心零部件如高精度減速器等,國內(nèi)還不具備相應(yīng)的制造能力,研發(fā)和制造技術(shù)水平急需提高,相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也需要加強(qiáng)與完善,以引導(dǎo)和促進(jìn)國內(nèi)相關(guān)企業(yè)提升制造能力。

  2)國外機(jī)器人巨頭具有先發(fā)優(yōu)勢,已搶先一步占領(lǐng)了機(jī)器人市場。已有的機(jī)器人國際標(biāo)準(zhǔn)大多是在參考發(fā)達(dá)國家已有國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定或轉(zhuǎn)化而來。標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)勢又進(jìn)一步促進(jìn)了國外機(jī)器人公司對機(jī)器人市場的占領(lǐng),縮小了我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的市場空間。

  3)我國工業(yè)機(jī)器人市場發(fā)展不完善,標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有待健全。伴隨我國工業(yè)機(jī)器人需求的迅猛增長,工業(yè)機(jī)器人企業(yè)大量涌現(xiàn),同時產(chǎn)生的問題就是良莠不齊,質(zhì)低價(jià)廉的惡性競爭嚴(yán)重。由于產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,國家標(biāo)準(zhǔn)無法及時跟進(jìn),造成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)處于前景廣闊但尚無秩序的“各自為政”階段。

  4)標(biāo)準(zhǔn)不完善限制服務(wù)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展。完善的機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)體系(包括使用者的安全、服務(wù)機(jī)器人本身的安全及服務(wù)機(jī)器人對于人類社會的安全要求等)及評價(jià)體系,是服務(wù)機(jī)器人能被企業(yè)和使用者認(rèn)可接受的基礎(chǔ)。我國亟需建立符合我國國情的服務(wù)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn),為國內(nèi)服務(wù)機(jī)器人企業(yè)開拓市場提供支持。

  5)我國機(jī)器人產(chǎn)品出口遭遇國外技術(shù)性貿(mào)易壁壘的巨大沖擊。各個發(fā)達(dá)國家針對機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)置了嚴(yán)格的技術(shù)性貿(mào)易壁壘。目前國內(nèi)亟需制定與國際相接軌的機(jī)器人產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),降低機(jī)器人企業(yè)出口成本,促進(jìn)機(jī)器人的國際貿(mào)易。

  3.4我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展對標(biāo)準(zhǔn)化工作提出的新需求

  為了加快我國由制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到了黨中央、國務(wù)院的高度重視。我國在《中國制造2025》中強(qiáng)調(diào)了將機(jī)器人作為未來重點(diǎn)發(fā)展對象,并強(qiáng)調(diào)以標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)中國制造質(zhì)量的提升。我國在2016年發(fā)布的《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》中,提出“加強(qiáng)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。開展機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系的頂層設(shè)計(jì),構(gòu)建和完善機(jī)器人產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,加快研究制訂產(chǎn)業(yè)急需的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),支持機(jī)器人評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的研究和驗(yàn)證,積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂。”相較于國外由大公司和行業(yè)協(xié)會主導(dǎo)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作,我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作得到了政府的高度重視,為我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作提供了助力。經(jīng)過多年的發(fā)展和積累,我國機(jī)器人在產(chǎn)業(yè)和市場兩方面,都已具備相當(dāng)?shù)囊?guī)模,這也就為我國的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作提出了更高的要求:

  1)加快機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是推動我國機(jī)器人技術(shù)更好發(fā)展的動力源泉;

  我國機(jī)器人技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展,積累了豐富的理論和技術(shù)基礎(chǔ),這些重要的成果急需通過制定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效的固化。為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可資參考的技術(shù)范本,避免不必要的重復(fù),少走彎路。同時,在大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、微納、仿生等新興技術(shù)領(lǐng)域,也需要通過積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)化工作,打破國外對新技術(shù)的封鎖,為我國自主研發(fā)高水平的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)支持。

  2)加快機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是滿足我國日益提高的服務(wù)機(jī)器人需求的有效途徑;

  我國擁有龐大的服務(wù)機(jī)器人的剛需市場。從社會層面來看,我國正加速進(jìn)入老齡化社會,面臨著勞動力短缺、養(yǎng)老助殘等社會問題;從行業(yè)層面來看,我國在工業(yè)、國防、勘探、科考、醫(yī)療、救援、教育等各個行業(yè)都在快速發(fā)展。機(jī)器人無疑是解決這些問題的有效途徑。可預(yù)見未來我國將持續(xù)成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場,且我國服務(wù)機(jī)器人的市場規(guī)模預(yù)計(jì)將遠(yuǎn)超過工業(yè)機(jī)器人。如此龐大的市場需要標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范和引導(dǎo),對我國標(biāo)準(zhǔn)化工作提出了迫切的需求。

  3)加快機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是搶占國際新興機(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),我國在該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作有明顯優(yōu)勢,我國標(biāo)準(zhǔn)化工作能夠幫助我國服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品市場等方面迅速占據(jù)國際領(lǐng)先地位,更有可能實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,以標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,在國際機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化舞臺上爭取更多的話語權(quán)。

  針對上述機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和對標(biāo)準(zhǔn)化工作的新需求,我們應(yīng)該加大機(jī)器人相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)程,并從以下四個方面加大推進(jìn)力度:

  1)加強(qiáng)我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作的組織機(jī)構(gòu)建設(shè),完善我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作的頂層設(shè)計(jì)。以全球化的視角,從全行業(yè)的高度提高機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、適應(yīng)性與有效性;

  2)加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的推廣實(shí)施,加大標(biāo)準(zhǔn)化工作的執(zhí)行力度。完善標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的相關(guān)法律法規(guī)和政策制度,加大標(biāo)準(zhǔn)的推廣和實(shí)施力度;

  3)推動研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)發(fā)展,以科技手段提高標(biāo)準(zhǔn)本身與檢測方法的科學(xué)性;

  4)積極推進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的國家化戰(zhàn)略,加強(qiáng)國際合作,參與國際競爭,以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化促進(jìn)產(chǎn)業(yè)國際化;

  5)加強(qiáng)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)工作的人才培養(yǎng)與標(biāo)準(zhǔn)化知識的宣傳工作,提升從業(yè)者對機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化的認(rèn)識與業(yè)務(wù)水平。

  4 機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作現(xiàn)狀

  在市場國際化和經(jīng)濟(jì)全球化深入發(fā)展的今天,標(biāo)準(zhǔn)作為經(jīng)濟(jì)和社會活動的主要技術(shù)依據(jù),已成為衡量國家或地區(qū)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志、產(chǎn)品進(jìn)入市場的基本準(zhǔn)則、企業(yè)市場競爭力的具體體現(xiàn)。機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)與完善,關(guān)系到產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展、以及產(chǎn)品國際市場競爭力的強(qiáng)弱。因此,機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作受到了各國政府的高度重視,我國在機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作方面也取得了良好的進(jìn)展。

  4.1國際機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作現(xiàn)狀

  4.1.1國際機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化組織工作現(xiàn)狀

  目前,與機(jī)器人相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織主要包括國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization,ISO)、國際電工委員會(International Electrotechnical Commission,IEC)。

  1)ISO

  ISO是最早進(jìn)行機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化研究的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織。目前由ISO/TC299承擔(dān)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作,工作范圍包括除了軍用和玩具之外的所有機(jī)器人,工作重心一直在機(jī)器人本體方面,工作重點(diǎn)在于安全與性能測試標(biāo)準(zhǔn)。

  當(dāng)前,ISO/TC299共有8個工作組,工作組名稱和工作內(nèi)容為:

  ISO/TC299 /WG1:詞匯和特性。該工作組修訂了機(jī)器人詞匯,定義了與機(jī)器人相關(guān)的新詞匯,如服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、自治程度等,正在制定移動服務(wù)機(jī)器人詞匯標(biāo)準(zhǔn)。

  ISO/TC299/WG2:個人護(hù)理機(jī)器人安全。完成了服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域第一個安全標(biāo)準(zhǔn)——ISO 13482:2014 《個人護(hù)理機(jī)器人的安全要求》。此標(biāo)準(zhǔn)涉及電動平衡車、外骨骼機(jī)器人、 移動機(jī)器人等服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品。現(xiàn)在工作組正在制定進(jìn)行與個人護(hù)理機(jī)器人安全相關(guān)的測試方法和指導(dǎo)性文件的編寫。

  ISO/TC299/WG3:工業(yè)安全。目前,工業(yè)機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)比較完善,本體安全與集成安全的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)修訂完成。

  ISO/TC299/WG4:服務(wù)機(jī)器人。正在制定服務(wù)機(jī)器人性能及相關(guān)測試方法的系列標(biāo)準(zhǔn),包括移動機(jī)器人及導(dǎo)航等。

  ISO/TC299 /JWG5:應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備的安全

  ISO/TC299 /JWG35:ISO/TC299和IEC/ TC 62聯(lián)合:醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人。

  ISO/TC299 /JWG36:ISO/TC299和IEC/TC 62聯(lián)合:醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人。

  ISO/TC299 /JWG5,ISO/TC299 /JWG35,ISO/TC299 /JWG36正在進(jìn)行包括應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備安全自治程度指南,手術(shù)機(jī)器人和康復(fù)機(jī)器人的基本安全要求和性能的特殊要求的制定。

  ISOTC299/WG6:服務(wù)機(jī)器人的模塊化。正在進(jìn)行服務(wù)機(jī)器人模塊化軟硬件系列標(biāo)準(zhǔn)的制定。中國一直是這項(xiàng)工作的倡導(dǎo)者和主導(dǎo)者。

  截止2017年8月,ISO/TC299發(fā)布的國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)和指導(dǎo)性技術(shù)文件(TR)有16項(xiàng),內(nèi)容涉及機(jī)器人詞匯、安全與測試方法、接口等方面,2012年后,發(fā)布了3項(xiàng)與服務(wù)機(jī)器人相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)??傊?,ISO/TC299研究的熱點(diǎn)集中在工業(yè)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)完善,服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)安全與測試方法的開發(fā)與研制。ISO制定的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見附表A.1。

  2)IEC

  制定的標(biāo)準(zhǔn)主要涉及家用服務(wù)機(jī)器人的安全和性能、工業(yè)機(jī)器人的功能安全和醫(yī)療機(jī)器人等方面。標(biāo)準(zhǔn)化工作主要由IEC/TC59、IEC/TC61、IEC/TC62、IEC/TC116技術(shù)委員會承擔(dān)。

  IEC/TC59:家用和類似用途電器性能(Performance of Household and Similar Electrical Appliances)技術(shù)委員會。負(fù)責(zé)制定家用和類似用途電器(包括商用電器)性能測試方法方面的國際標(biāo)準(zhǔn),包括使用性能、分類、易用性、人體工效學(xué)等方面的特性。

  IEC/TC61:家用和類似用途電器安全(Safety of Household and Similar Electrical Appliances)技術(shù)委員會。負(fù)責(zé)制定家用和類似用途電器安全方面的國際標(biāo)準(zhǔn)。目前已開始逐步在現(xiàn)有安全標(biāo)準(zhǔn)中增加涉及家用和類似用途服務(wù)機(jī)器人方面的要求,并且正在考慮制定家用和類似用途服務(wù)機(jī)器人方面的安全標(biāo)準(zhǔn)。

  IEC/TC62:醫(yī)用電氣(Electrical equipment in medical practice)技術(shù)委員會。主要負(fù)責(zé)制定醫(yī)療器械生產(chǎn)、安裝和使用電氣設(shè)備的一般方面的國際標(biāo)準(zhǔn),包括應(yīng)用于健康護(hù)理的電氣設(shè)備,電氣系統(tǒng)和軟件,以及他們對患者、醫(yī)生等相關(guān)人員和環(huán)境產(chǎn)生的影響。

  IEC/TC116:電動電器工具安全(Safety of Motor-operated Electric Tools)技術(shù)委員會。該技術(shù)委員會專注于制定手持式和便攜式的電動電氣工具和園藝用具的安全標(biāo)準(zhǔn)。

  這四個技術(shù)委員會都承擔(dān)了部分類型家用服務(wù)機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)制訂工作。截至目前,IEC共發(fā)布家庭服務(wù)機(jī)器人國際標(biāo)準(zhǔn)9項(xiàng),涉及鋤草機(jī)器人、家用清潔機(jī)器人性能、安全等。IEC還發(fā)布機(jī)器人相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng),涉及機(jī)械安全、醫(yī)療產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)、工業(yè)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換、家用真空吸塵器性能測試方法等。目前,IEC正在研制的國際標(biāo)準(zhǔn)有5項(xiàng),主要針對家用和類似用途服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人。IEC標(biāo)準(zhǔn)詳見附表A.2。

  2015年6月,IEC標(biāo)準(zhǔn)管理局(SMB)同意成立機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用顧問委員會(Advisory Committee on Applications of Robot Technology,ACART),主要任務(wù)包括協(xié)調(diào)器人技術(shù)的共性因素,如術(shù)語、符號等;制定指南,提出制定機(jī)器人技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵因素;促進(jìn)IEC和ISO在機(jī)器人技術(shù)方面的協(xié)作;解決標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)問題,提出避免未來IEC和ISO內(nèi)部及之間工作重復(fù)的程序;與IEC合格評定局(Conformity Assessment Board, CAB)緊密協(xié)作。

  4.1.2發(fā)達(dá)國家/地區(qū)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化組織工作現(xiàn)狀

  除上述主要國際標(biāo)準(zhǔn)化組織外,還有一些被國際普遍認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu),主要有對象管理組織(Object Management Group,OMG)、美國試驗(yàn)與材料協(xié)會(American Society for Testing and Materials,ASTM)和美國電氣電子工程師學(xué)會(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)。

  1)OMG

  OMG是一個開放成員的、非盈利性的計(jì)算機(jī)行業(yè)協(xié)會,致力于建立程序、系統(tǒng)和業(yè)務(wù)流程的建模標(biāo)準(zhǔn)以及基于模型的標(biāo)準(zhǔn)制定。Robotics DTF(Domain Task Force)主要任務(wù)是通過采用OMG標(biāo)準(zhǔn)加快基于模塊組件的機(jī)器人系統(tǒng)集成。與機(jī)器人相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作組包括Robotics Functional Services WG、Infrastructure WG、Modeling for Robotics WG、Robotics Localization Service WG、Robotics Interaction Service Framework WG。已發(fā)布機(jī)器人交互服務(wù)規(guī)范(Robotic Interaction Service),機(jī)器人本地化服務(wù)規(guī)范(Robotic Localization Service)和機(jī)器人技術(shù)組件規(guī)范(Robotic Technology Component)。

  2)ASTM

  美國材料試驗(yàn)協(xié)會(ASTM)是美國最老、最大的非盈利性的標(biāo)準(zhǔn)學(xué)術(shù)團(tuán)體,不僅研究和制定材料規(guī)范和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn),還制定各種材料、產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務(wù)項(xiàng)目的特點(diǎn)和性能標(biāo)準(zhǔn),以及試驗(yàn)方法、程序等標(biāo)準(zhǔn)。目前已發(fā)布機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)30余條,涉及城市搜救機(jī)器人、應(yīng)急響應(yīng)機(jī)器人、無人機(jī)、潛水器術(shù)語、接口、性能、測試方法等方面。標(biāo)準(zhǔn)詳情見附表A.3。

  3)IEEE

  IEEE是一個國際性的電子技術(shù)與信息科學(xué)工程師的協(xié)會,是全球最大的非營利性專業(yè)技術(shù)學(xué)會。IEEE標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟(Standards Association)有兩個工作組目前在開展機(jī)器人相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的研究工作。Robot Map Data Representation WG主要負(fù)責(zé)移動機(jī)器人環(huán)境地圖數(shù)據(jù)表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)工作,正在開展的標(biāo)準(zhǔn)研制項(xiàng)目是“P1873 IEEE Draft Standard for Robot Map Data Representation for Navigation”。Ontologies for Robotics and Automation WG主要負(fù)責(zé)機(jī)器人本體定義標(biāo)準(zhǔn)工作,正在開展的標(biāo)準(zhǔn)研制項(xiàng)目是“1872-2015 IEEE Standard Ontologies for Robotics and Automation”。

  除上述標(biāo)準(zhǔn)化組織外,世界各國和地區(qū)都非常重視機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作。歐盟標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(CEN)以采用ISO標(biāo)準(zhǔn)為主,目前正在研制智能運(yùn)輸系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(附表A.4)。德國標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會(DIN,附表A.5)、韓國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(KSA,附表A.6)在標(biāo)準(zhǔn)制定中,工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)所占比重相當(dāng)。美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(ANSI,附表A.7)、日本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(JSA,附表A.8)、英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(BSI,附表A.9)、法國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(AFNOR,附表A.10)、俄羅斯(GOST,附表A.11)各自制定的國家標(biāo)準(zhǔn)均以工業(yè)機(jī)器人為主。另外,各國家的很多行業(yè)協(xié)會(標(biāo)準(zhǔn)詳情見附表A.12),如美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(RIA)、美國航空航天學(xué)會(AIAA)、美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)學(xué)會(SIA)、美國焊接協(xié)會(AWS)、歐盟電工執(zhí)委會(CLC)等,也都非常重視機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作,其制定的標(biāo)準(zhǔn)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)界具有很高的接受度。尤其是德國工程師協(xié)會(VDI),發(fā)布了20余條自動導(dǎo)引車(AGV)標(biāo)準(zhǔn)(附表A.13),這與德國擁有國際上最先進(jìn)的AGV技術(shù)相符合。文中統(tǒng)計(jì)了各個重要標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn),如圖5。

image.png

  注:圖中數(shù)據(jù)特指機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn),不包含相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

  圖5各個重要標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)情況

  4.2我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作現(xiàn)狀

  我國目前已發(fā)布和正在制定中的機(jī)器人及機(jī)器人相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)100余項(xiàng)(詳見附錄B中的表B.1)。其中基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)27項(xiàng),檢測評定方法標(biāo)準(zhǔn)22項(xiàng),零部件標(biāo)準(zhǔn)11項(xiàng),工業(yè)機(jī)器人整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)20項(xiàng),個人/家用服務(wù)機(jī)器人整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng),公共服務(wù)機(jī)器人整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)0項(xiàng),特種作業(yè)機(jī)器人整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng),系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng),如圖6。已發(fā)布的機(jī)器人國家標(biāo)準(zhǔn)將近一般是等效采用國際標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)容涉及工業(yè)機(jī)器人詞匯、接口、特性表示、性能測試等。我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的采標(biāo)情況如圖7,可以看出我國機(jī)器人的采標(biāo)率約為46.6%。我國已經(jīng)上報(bào)和正在制定的國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃涉及工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)、碼垛機(jī)器人、鋤草機(jī)器人通用技術(shù)條件、家用清潔機(jī)器人、特種機(jī)器人術(shù)語和分類等。

image.png

  圖 6 我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)分類情況

image.png

  圖7 我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)情況

  我國多個標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)機(jī)構(gòu)和行業(yè)組織已開展了機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作。國家層面上,開展機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)制定工作的主要以全國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會為代表;國家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化總體組和專家咨詢組,負(fù)責(zé)機(jī)器人基礎(chǔ)通用、關(guān)鍵共性等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)制定工作。另外,中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國電子學(xué)會等開展了機(jī)器人聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)研究。

  1)機(jī)器人與機(jī)器人裝備分技術(shù)委員會SAC/TC159/SC2

  SAC/TC159/SC2是全國自動化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會TC159的分技術(shù)委員會,是ISO/ TC299的國內(nèi)對口單位,目前已經(jīng)成立機(jī)器人模塊化、醫(yī)療機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、教育娛樂機(jī)器人和載人機(jī)器人5個工作組,并進(jìn)行相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)的制定和國際標(biāo)準(zhǔn)的跟蹤。標(biāo)準(zhǔn)化工作包括定義、特性、術(shù)語;性能及其測試方法;安全;機(jī)械接口和末端執(zhí)行器;編程方法;信息交換需求等。具體的工作內(nèi)容與國際完全對應(yīng)。目前,已經(jīng)發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)26項(xiàng)。ISO/TC299發(fā)布的國際標(biāo)準(zhǔn)已全部轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)。

  2)全國家用電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會SAC/TC46

  SAC/TC46全國家用電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會負(fù)責(zé)全國家用和類似用途電器安全、性能、零部件、安裝和維修服務(wù)、環(huán)境保護(hù)和資源再生利用等方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作,對口IEC/TC59和IEC/TC61。下設(shè)17個分技術(shù)委員會和18個標(biāo)準(zhǔn)化工作組。在機(jī)器人領(lǐng)域,家電標(biāo)委會負(fù)責(zé)制定家用和類似用途服務(wù)機(jī)器人方面的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

  3)全國特種作業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作組SAC/SWG13

  主要負(fù)責(zé)特種作業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前正在制定多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)。該工作組調(diào)研了機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)、技術(shù)研究單位、檢測部分、行業(yè)協(xié)會等相關(guān)單位,了解特種機(jī)器人產(chǎn)品研發(fā)及市場占有率、應(yīng)用場景及發(fā)展趨勢,對電力行業(yè)的巡檢機(jī)器人等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)研,并完成了“特種機(jī)器人產(chǎn)業(yè)白皮書”和特種機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)體系研究。

  4)全國工業(yè)過程測量控制和自動化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會SAC/TC124

  主要負(fù)責(zé)工業(yè)過程測量控制和自動化領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作。其工作包括制定工業(yè)過程測量和控制用通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),各類儀器儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)。其中很多標(biāo)準(zhǔn)屬于機(jī)器人強(qiáng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),例如“基于PROFIBUS DP和PROFINET IO的功能安全通信行規(guī)-PROFIsafe”和“可編程序控制器第6部分:功能安全”等。

  其他機(jī)器人相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會,還有諸如全國微電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會TC2,全國海洋船標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會TC12,全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會TC28,全國機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會TC208,全國減速機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會TC357等十幾家技術(shù)委員會,在軟件、核心零部件、水下機(jī)器人、物流機(jī)器人等方面制定了機(jī)器人相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

  同時我國還積極參與具有國際影響力的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化組織的工作。目前,我國專家是IEC 機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用顧問委員會ACART(Advisory Committee on Applications of Robot Technology)的召集人;我國專家擔(dān)任ISO/TC299/WG6服務(wù)機(jī)器人模塊化聯(lián)合組長,ISO/TC299/WG2個人護(hù)理機(jī)器人聯(lián)合項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。到目前為止,我國已有25名專家成為ISO/TC299(原ISO/TC184/SC2)成員,參與醫(yī)療機(jī)器人安全、個人護(hù)理機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人安全、機(jī)器人詞匯、機(jī)器人性能等國際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作;此外,我國已有9名專家成為IEC/TC59/WG16、IEC/SC59F/WG5成員,參與家用和類似用途服務(wù)機(jī)器人相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

  4.3我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作面臨的問題

  近年來,我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作取得了積極進(jìn)展,對我國機(jī)器人生產(chǎn)和應(yīng)用起到了一定的指導(dǎo)與促進(jìn)作用,但也存在以下幾方面問題:

  一是現(xiàn)有機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系亟待完善,使其適應(yīng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。梳理和修訂已有標(biāo)準(zhǔn),制定新的標(biāo)準(zhǔn),解決個人/家用/專業(yè)服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)部分缺失問題,并使其對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展起到引領(lǐng)與推動作用。

  二是機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)存在交叉重復(fù)現(xiàn)象,機(jī)器人相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會在機(jī)器人領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作邊界有待進(jìn)一步明晰,需要統(tǒng)一布局并建立一套流程機(jī)制避免未來機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作的交叉重復(fù)現(xiàn)象。

  三是某些傳統(tǒng)類機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)需要修訂和提升。目前我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)中有一些已經(jīng)明顯滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展,特別是部分傳統(tǒng)類型的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)不適應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。

  四是系統(tǒng)集成和檢測評定方法標(biāo)準(zhǔn)有待補(bǔ)充制定。機(jī)器人的安全、檢測、協(xié)作等尚無系統(tǒng)性、通用性國家標(biāo)準(zhǔn)。

  五是新型機(jī)器人產(chǎn)品和新型機(jī)器人技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)急需制定。目前新型機(jī)器人如移動操作臂復(fù)合機(jī)器人,和公共安全服務(wù)、災(zāi)難救援、養(yǎng)老助殘、家庭服務(wù)、載人機(jī)器人等領(lǐng)域的服務(wù)機(jī)器人得到了廣泛關(guān)注,市場潛力巨大,但目前相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定遠(yuǎn)落后于產(chǎn)品的開發(fā),需要制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展。

  4.4國家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化總體組:應(yīng)時而生

  由于我國與機(jī)器人領(lǐng)域相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會眾多,彼此之間的溝通不夠充分,信息分享不夠及時,導(dǎo)致機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)交叉重復(fù)的問題,各個標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會在機(jī)器人領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作邊界有待進(jìn)一步明晰。同時為解決我國標(biāo)準(zhǔn)化工作中存在的若干問題,急需建設(shè)新型高效的標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu)對機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)行自上而下的統(tǒng)籌協(xié)調(diào),加快推進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作。

  因此,2015年9月,由國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)成立國家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化總體組和專家咨詢組,總體組組織結(jié)構(gòu)如圖8所示。

image.png

  圖8 國家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化總體組組織結(jié)構(gòu)圖

  總體組在機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化中承擔(dān)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、規(guī)劃布局的角色,負(fù)責(zé)擬定我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略和推進(jìn)措施,制定我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系框架,協(xié)調(diào)我國機(jī)器人相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容和技術(shù)歸口,組織開展機(jī)器人基礎(chǔ)共性等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)制定、國際標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實(shí)施等工作。

  國家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化專家咨詢組由國內(nèi)機(jī)器人領(lǐng)域知名專家學(xué)者組成,負(fù)責(zé)為總體組提供機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作方面的決策咨詢,對機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)行指導(dǎo),提出機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作重大問題建議。

  總體組秘書處由中國科學(xué)院沈陽自動化研究所為第一秘書處承擔(dān)單位,上海電器科學(xué)研究院為第二秘書處承擔(dān)單位。

  總體組根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的需要下設(shè)工作組和研究組,以此建立健全總體組的組織機(jī)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步完善機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化總體組的工作機(jī)制,通過廣泛合作推動機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作。

  總體組將通過為期三年的試點(diǎn)工作,加強(qiáng)各行業(yè)廣泛合作,形成有效的管理制度,為后續(xù)更多的新興多學(xué)科交叉領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作探索經(jīng)驗(yàn),樹立典范。

  5我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

  為了全面貫徹《中國制造2025》將機(jī)器人作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域的總體部署,落實(shí)《深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革方案》建立協(xié)同發(fā)展、協(xié)調(diào)配套的新型標(biāo)準(zhǔn)體系要求,解決機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)缺失、滯后、系統(tǒng)性不足等問題,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會、國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合制定《國家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》,指導(dǎo)當(dāng)前和未來一段時間內(nèi)的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作。根據(jù)當(dāng)前機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀,機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系將在5年內(nèi)建立并逐步完善。

  5.1機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)

  機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)主要反映了標(biāo)準(zhǔn)體系各部分的相互關(guān)系,由基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、檢測評定方法標(biāo)準(zhǔn)、零部件標(biāo)準(zhǔn)、整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)五部分構(gòu)成。其中基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系的基石和保障;零部件標(biāo)準(zhǔn)、整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系的主體,它是根據(jù)機(jī)器人的集成關(guān)系而進(jìn)行分類獲得的;檢測評定方法標(biāo)準(zhǔn)是在基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上形成的對零部件、整機(jī)和系統(tǒng)集成評價(jià)的實(shí)現(xiàn)手段。機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖如圖9 所示。

image.png

  圖9機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖

  5.2機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系框架

  機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系框架是由機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)向下映射而成,是形成機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系的基本組成單元。機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系包括:基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、檢測評定方法標(biāo)準(zhǔn)、零部件標(biāo)準(zhǔn)、整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)五個部分。機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系框架如圖10所示。

  機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系表是按機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系框架中的分類,由已發(fā)布、制定中及擬制定的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)組成。機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系表見附件。

640 (1)_結(jié)果.jpg

  圖10 機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系框架圖

  1)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn):

  機(jī)器人基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)包括名詞術(shù)語與定義、分類、支撐技術(shù)和智能化四個部分。

  2)檢測評定方法標(biāo)準(zhǔn):

  檢測評定方法標(biāo)準(zhǔn)包括功能和性能標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和可靠性標(biāo)準(zhǔn)。通過規(guī)范測試項(xiàng)目、測試場地、測試儀器/設(shè)備、測試條件、測試步驟、技術(shù)指標(biāo)、評定方法、性能判據(jù)、限值等級和報(bào)告內(nèi)容等來實(shí)現(xiàn)的。

  3)零部件標(biāo)準(zhǔn):

  機(jī)器人零部件標(biāo)準(zhǔn)包括高精密減速器標(biāo)準(zhǔn)、伺服電機(jī)驅(qū)動器標(biāo)準(zhǔn)、控制器標(biāo)準(zhǔn)、傳感器標(biāo)準(zhǔn)、電池標(biāo)準(zhǔn)和電纜標(biāo)準(zhǔn)等機(jī)器人關(guān)鍵零部件標(biāo)準(zhǔn),用于規(guī)范其相關(guān)技術(shù)規(guī)格、品質(zhì)參數(shù)和可靠性等指標(biāo),是機(jī)器人零部件生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗(yàn)、選購驗(yàn)收、使用維護(hù)和洽談貿(mào)易的技術(shù)依據(jù)。

  4)整機(jī)標(biāo)準(zhǔn):

  機(jī)器人整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)包括工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)、個人/家用服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)、公共服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)和特種作業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)。用于規(guī)范整機(jī)的通用要求、技術(shù)要求、特殊試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則(抽樣、原則)、標(biāo)簽與標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存和使用說明等。

  5)系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn):

  機(jī)器人系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn),包括接口標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)作標(biāo)準(zhǔn)等。

  6近期機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作重點(diǎn)

  機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一,是保證我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在全球競爭中搶占先機(jī),獲得優(yōu)勢的重要手段。結(jié)合機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和需求,對照現(xiàn)有機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作情況,提出我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作近期重點(diǎn)工作如下:

  1. 完善標(biāo)準(zhǔn)體系

  機(jī)器人是一項(xiàng)交叉學(xué)科,機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。面對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)、行業(yè)發(fā)展的新形勢,要在系 統(tǒng)梳理國際、國內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),明確機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化和重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域需求的基礎(chǔ)上,對比發(fā)現(xiàn)目前我國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作中存在的標(biāo)準(zhǔn)缺失問題;在標(biāo)準(zhǔn)的制修訂、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施應(yīng)用過程中,逐步調(diào)整、補(bǔ)充和完善標(biāo)準(zhǔn)體系。通過標(biāo)準(zhǔn)化工作引領(lǐng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展,提高產(chǎn)品質(zhì)量,提升競爭實(shí)力。

  2. 建立和完善急需立項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)工作指導(dǎo)框架

  針對機(jī)器人相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化委員會有十余個,工作內(nèi)容在一定程度上存在交叉現(xiàn)象,機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)也存在重復(fù)的問題,總體組致力于探索和建立一套直觀、高效、便捷的方法和機(jī)制避免未來機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作中的交叉重復(fù)問題??傮w組建立了機(jī)器人急需立項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)工作指導(dǎo)框架,以直觀的方式對中國現(xiàn)有的和待立項(xiàng)的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分類標(biāo)注,同時也注明了專注于此領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會。

  將已經(jīng)發(fā)布和立項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)按照框架進(jìn)行分類后,填寫到相應(yīng)的表格中,并注明該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)歸口的技術(shù)委員會。當(dāng)某表格項(xiàng)存在兩個及以上的技術(shù)委員會時,提示該標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域存在技術(shù)委員會層面的交叉。對于急需立項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn),也可以參考此框架,查看是否已經(jīng)有類似的標(biāo)準(zhǔn)存在,避免重復(fù)制定。該框架的空白項(xiàng)同時提示了機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域還有哪些尚待制定的標(biāo)準(zhǔn)。詳情請查閱附錄C。

  3. 加快標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作

  目前,國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還有待完善,采用國際標(biāo)準(zhǔn)的國家標(biāo)準(zhǔn)雖然在國際標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂,但仍無法完全滿足國內(nèi)各行業(yè)對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的需求。服務(wù)機(jī)器人所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,相關(guān)市場還處于培育發(fā)展期,缺乏相關(guān)國內(nèi)和國際標(biāo)準(zhǔn)支撐,標(biāo)準(zhǔn)制定工作亟待深入探討和加強(qiáng)。

  針對我國部分國家標(biāo)準(zhǔn)老化、滯后的問題,提出復(fù)審意見和立項(xiàng)建議,做好國家標(biāo)準(zhǔn)修訂計(jì)劃;2016年,根據(jù)《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》,以“急用先行、共性先立”的原則,完成部分基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵核心標(biāo)準(zhǔn)的審批、立項(xiàng)和制定工作。與此同時,面向我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和迫切需求,廣泛征集新標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)建議,盡快確定一批急需立項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn),制定一批目前缺失但又是產(chǎn)業(yè)急需的標(biāo)準(zhǔn),如安全、可靠性等檢測評定方法標(biāo)準(zhǔn),以及新型機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn),如復(fù)合機(jī)器人、專業(yè)服務(wù)機(jī)器人、個人/家用服務(wù)機(jī)器人等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。加快標(biāo)準(zhǔn)編制、意見征求、標(biāo)準(zhǔn)審查、報(bào)批發(fā)布相關(guān)進(jìn)程。

  為適應(yīng)和保障機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,需要加快機(jī)器人技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)性、前期性預(yù)研,做好機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作的新理論、新技術(shù)、新方法的分析研究,密切跟蹤機(jī)器人領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)變化。加快推進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的評估和修訂工作,保證機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和先進(jìn)性。

  4. 開展標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用示范

  逐步開展:(1) 機(jī)器人關(guān)鍵零部件研制及應(yīng)用示范工程,用標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)與指導(dǎo)減速器、控制器、伺服電機(jī)及驅(qū)動器、傳感器等關(guān)鍵零部件的研制及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用;(2) 工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)研究及應(yīng)用示范工程,將標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)于指導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)、多工業(yè)機(jī)器人協(xié)作技術(shù)及智能工業(yè)機(jī)器人技術(shù)研究,并按照細(xì)分行業(yè)推進(jìn)示范應(yīng)用;(3) 服務(wù)機(jī)器人技術(shù)研究及應(yīng)用示范工程,將標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)服務(wù)于應(yīng)急、檢測、能源、醫(yī)療、康復(fù)、養(yǎng)老、助殘、救援等服務(wù)機(jī)器人的研制,創(chuàng)造良好社會和政策環(huán)境,推進(jìn)國產(chǎn)產(chǎn)品的示范應(yīng)用。在試點(diǎn)示范工程中了解標(biāo)準(zhǔn)化需求,通過標(biāo)準(zhǔn)對試點(diǎn)示范項(xiàng)目開展評價(jià)與驗(yàn)收。

  充分借助國家機(jī)器人協(xié)同創(chuàng)新中心公共服務(wù)平臺,做好機(jī)器人基礎(chǔ)共性及關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的宣貫工作。充分利用國家機(jī)器人檢測與評定中心,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)化落地,在機(jī)器人產(chǎn)品及部件的性能檢測、可靠性和安全性評價(jià)過程中,開展標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)驗(yàn)證。加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的信息反饋,不斷提高標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性、適用性,同時根據(jù)實(shí)際情況對標(biāo)準(zhǔn)體系不斷修訂完善,加大推廣應(yīng)用力度。

  充分發(fā)揮地方主管部門、行業(yè)協(xié)會的作用,鼓勵地方、行業(yè)根據(jù)其制造業(yè)特點(diǎn),有針對性地開展智能制造某領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)宣貫會。以培訓(xùn)、咨詢服務(wù)等市場化手段推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)宣貫與落地。

  5. 推動標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施

  機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施是機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一,是切實(shí)有效地推動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提升機(jī)器人產(chǎn)品在國內(nèi)外各個領(lǐng)域市場競爭力的有效手段。具體實(shí)施工作可分為以下五個部分:

  1) 建立標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的監(jiān)督管理機(jī)制

  標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的監(jiān)督機(jī)制是標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的保障,作用于機(jī)器人設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用等的全過程中。(1) 建立健全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)。(2)建立健全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的規(guī)章制度。(3) 建立健全機(jī)器人產(chǎn)品評價(jià)、檢測和認(rèn)定體系,正確評價(jià)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化的效果。

  2) 及時制定標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的配套文件

  及時組織各方專家和相關(guān)單位制定/修改與標(biāo)準(zhǔn)相匹配的規(guī)范、實(shí)施方法、實(shí)施細(xì)則等核心配套文件,確保標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行單位能夠在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范下進(jìn)行機(jī)器人相關(guān)產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)等。

  3) 建立機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)宣貫體系

  標(biāo)準(zhǔn)的制修訂及配套文件等都需要及時準(zhǔn)確地對外發(fā)布,因此需要建立完善的機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)宣貫體系,宣貫體系包括:(1) 建立機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)宣貫網(wǎng)絡(luò),采用多渠道、多形式的宣貫手段,(2) 建立標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行單位的信息數(shù)據(jù)庫,為這些單位定期整理制作《機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)匯總目錄》,并及時推送。(3) 組織對標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行人員的定期培訓(xùn)。(4) 建立機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)示范基地,加快機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施進(jìn)度。

  4) 建立標(biāo)準(zhǔn)信息服務(wù)平臺

  建立標(biāo)準(zhǔn)信息服務(wù)平臺,對機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)施過程中遇到的問題進(jìn)行收集和解答,保證標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確執(zhí)行。

  5) 建立標(biāo)準(zhǔn)意見征集和反饋機(jī)制

  建立多種形式的標(biāo)準(zhǔn)征集和反饋機(jī)制,實(shí)現(xiàn)方式可分為三種:(1) 通過座談會、調(diào)查表、服務(wù)專線等形式,向標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行單位了解標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施情況和急需制修訂的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。(2) 建立并完善標(biāo)準(zhǔn)意見征集和反饋的管理辦法,設(shè)置專門的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行意見征集與反饋管理機(jī)構(gòu)。(3) 建立科學(xué)規(guī)范的評審機(jī)制,定期提出新標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)建議及現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的修改意見。

  注重檢測評定工作中標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)驗(yàn)證,加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的信息反饋,不斷提高標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性、適用性,同時根據(jù)實(shí)際情況對標(biāo)準(zhǔn)體系不斷修訂完善。進(jìn)一步健全標(biāo)準(zhǔn)宣貫和實(shí)施的監(jiān)督機(jī)制,強(qiáng)化總體組統(tǒng)籌規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施和監(jiān)督工作的職能。及時開展標(biāo)準(zhǔn)的宣傳和培訓(xùn)工作,拓寬標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布渠道,加大對新發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)等的宣貫培訓(xùn)范圍和力度,加大推廣應(yīng)用。加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)意見的征集和反饋工作,建立標(biāo)準(zhǔn)意見反饋機(jī)制,開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)意見征集和反饋系統(tǒng),不斷提高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量。

  6. 加強(qiáng)多層次的人才培養(yǎng)

  機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化涉及多學(xué)科領(lǐng)域,需要大批高素質(zhì)技術(shù)人才,同時為加深對用戶需求及市場導(dǎo)向的了解,也要儲備具有豐富經(jīng)驗(yàn)的市場營銷人才。通過探索實(shí)施機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化人才培養(yǎng)計(jì)劃,建立并完善機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化人才信息庫,加強(qiáng)人才培養(yǎng)和對外交流。當(dāng)前我國對優(yōu)秀人才的吸引力在逐步提高,但仍需出臺更多優(yōu)惠政策,提升人才培養(yǎng)與引進(jìn)力度,打造一支高素質(zhì)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化人才隊(duì)伍,為推進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作提供源源動力。

  7. 加強(qiáng)國際交流合作

  為加強(qiáng)國際交流合作,既要密切跟蹤國際標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展,又要吸收借鑒國外的先進(jìn)管理理念,不斷的探索和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。一方面,中國應(yīng)與國際組織更多地合作舉辦機(jī)器人領(lǐng)域高水平的國際標(biāo)準(zhǔn)化會議、研討會和產(chǎn)業(yè)論壇,探討標(biāo)準(zhǔn)化需求,技術(shù)發(fā)展方向以及創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)模型;另一方面,我國專家應(yīng)積極爭取承擔(dān)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織如ISO、IEC的重要職務(wù),加大主導(dǎo)和參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作的力度。

?

  此外,依托現(xiàn)有的中德智能制造/工業(yè)4.0?國際標(biāo)準(zhǔn)化工作組等平臺,加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的合作,積極參與機(jī)器人相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)化活動,不斷提高中國標(biāo)準(zhǔn)的國際化水平。爭取在機(jī)器人本體安全要求、協(xié)同安全、專業(yè)機(jī)器人和模塊化、機(jī)器人評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等方面實(shí)現(xiàn)國際標(biāo)準(zhǔn)新突破,提出國際標(biāo)準(zhǔn)提案,促進(jìn)我國機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的國際化。以中國標(biāo)準(zhǔn)“走出去”,帶動中國技術(shù)、裝備、品牌和服務(wù)“走出去”。


分享