机器人标准化领域研究进展和趋势资料.pdf
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科技导报 2015， 33 （23）www.kjdb.org 机器人标准化领域研究进展和趋势机器人标准化领域研究进展和趋势 杨书评， 刘颖 北京机械工业自动化研究所， 北京 100120 自2013年以来， 中国已经连续两 年成为全球最大的机器人市场， 世界各 主要机器人生产商也开始关注中国的 机器人标准机器人技术及其标准化 又是 “中国制造2025” 的重要内容， 因 此， 机器人的标准化工作对规范国内机 器人市场以及占领国际市场起着非常 重要的作用， 对中国重振制造业至关重 要 1机器人国际标准化组织 机器人技术起步于 20 世纪 60 年 代， 而国际机器人的标准化研究工作开 始于20世纪80年代当前， 制定机器 人标准的国际组织主要有国际标准组 织（International Organization for Stan⁃ dardization， ISO） ， 另外国际电工委员会 （TheInternationalElectrotechnical Commission， IEC） 和美国电气和电子工 程 师 协 会（Institute of Electrical and Electronics Engineers， IEEE） 也制定少 量机器人标准。
ISO 是最早进行机器人标准化研 究的国际标准化组织， 1983年12月， 国 际标准化组织第184技术委员会第2分 技术委员会 （编号为ISO/TC184/SC2） 成 立， 主要目的是满足汽车行业机器人自 动化和制造环境要求， 名称为 “制造环 境用机器人 （Robots for Manufacturing Environments） ” 当时 ISO/TC184/SC2 只有工业机器人安全一个工作组， 后 来， 由于机器人开始服务于人类， 国际 机器人联合会 （IFR） 服务机器人定义 出现， 从 2006 年起， ISO/TC184/SC2 更 名为 “机器人与机器人装备（Robots and Robotic Devices） ” ， 这种改变使得 自动化系统与集成标准化技术委员会 （编号为 ISO/TC184） 的工作范围从工 业领域扩展到非工业领域， 随后出现了 很多新型服务机器人的定义和工作组， 以支持新兴的机器人市场的发展当 前， ISO/TC184/SC2的工作范围包括除 了军用和玩具之外的所有机器人， P成 员 （participating countries） 已经达到22 个， O （observing countries） 成员7个， 机 器人的国际标准化工作进入了一个新 的快速发展的时期。
2机器人国际标准化现状 ISO/TC184/SC2的工作重心一直在 机器人本体方面， 安全与性能测试标准 是工作重点 截至2015年10月， ISO/TC184/SC2 发布的国际标准 （IS） 和指导性技术文 件 （TR） 只有12项， 内容涉及机器人词 汇、 安全与测试方法、 接口等方面， 2012 年后， 发布了2项与服务机器人相关的 标准以下为所有标准[1]： 1） ISO 8373: 2012, Manipulating industrial robots - Vocabulary； 2） ISO 9283: 1998, Manipulating industrial robots - Performance criteria and related testing methods； 3）ISO 9409-1: 2004, Manipulat⁃ ing industrial robots - Mechanical inter⁃ faces - Part 1: Plates； 4）ISO 9409-2: 2002, Manipulat⁃ ing industrial robots - Mechanical inter⁃ faces - Part 2: Shafts； 5）ISO 9787: 2013, Robots and ro⁃ botic devices - Coordinate systems and motion nomenclatures； 6） ISO 9946: 1999, Manipulating industrial robots - Presentation of char⁃ acteristics； 7） ISO 10218- 1: 2011, Robots and robotic devices - Safety require⁃ ments - Part 1: Industrial Robot； 8） ISO 10218- 2: 2011, Robots and robotic devices - Safety require⁃ ments - Part 2: Industrial robot systems and integration； 9）ISO 11593: 1996, Manipulating industrial robots - Automatic end effect⁃ er exchange systems - Vocabulary and presentation of characteristics； 10）ISO 13482: 2014, Robots and roboticdevices -Safetyrequirements for personal care robots； 11）ISO 14539: 2000, Manipulat⁃ ing industrial robots - Object handling with of grasp- type grippers - Vocabu⁃ lary and presentation of characteristics； 12）ISO/TR 13309: 1995, Manipu⁃ latingindustrialrobots -Informative guide of test equipment and metrology 简要介绍了国际国内机器人标准化组织及其历史， 综述了机器人标准化领域的研究现状及中国实 质性参与国际标准化的情况， 展望了机器人技术国际国内标准化的未来发展趋势。
116 2015世界机器人大会报道特刊www.kjdb.org methods of operation for robot perfor⁃ mance evaluation in accordance with ISO 9283 当前， ISO/TC184/SC2 共 8 个工作 组， 工作组名称和工作内容[2]为： 1）ISO/TC184/SC2/WG1： 词汇和特 性（vocabularyandcharacteristics） 2012年， 完成修订了机器人词汇， 定义 了与机器人相关的新词汇， 如服务机器 人、 医疗机器人、 自治程度等， 正在制定 移动服务机器人词汇标准， 此工作组主 要是韩国专家主导新的机器人定义 正在修订中，“具有一定程度的自主能 力， 可在其环境内运动以执行预期的任 务的可编程的执行机构” 这个新的机器 人定义在 2015 年 6 月 ISO/TC184/SC2 年会已达成共识， 表明机器人的范围得 到进一步的扩展 2）ISO/TC184/SC2/WG3： 工业安全 （industrial safety） 主要是美国工业机 器 人 协 会（American Industrial Robot Association） 主导。
目前， 工业机器人 的标准已经比较完善， 本体安全与集成 安全的标准已经修订完成， 协同机器人 的安全要求有望2015年底发布将来 的 《工业机器人末端执行器安全要求》 和 《工业机器人手动负荷站安全要求》 分别是对协同安全和集成系统安全标 准的补充可以看到， 工业机器人安全 标准正在形成一个较为完善的体系 ISO/TC184/SC2/WG7： 个人护理机 器人安全 （personal care robot safety） 完成了服务机器人领域第一个安全标 准——ISO 13482： 2014《个人护理机 器人的安全要求》 此标准涉及电动平 衡车、 外骨骼机器人、 移动机器人等服 务机器人产品 （图1） [3]英国行走与爬 行机器人协会 （CLAWAR） 、 日本机器 人制造企业生化人公司 （Cyberdyne） 、 德国库卡机器人公司 （KUKA） 和弗朗 霍夫研究所 （Fraunhofer） 等公司和研究 单位都参加了此项国际标准制定现 在工作组正在进行与个人护理机器人 安全相关的测试方法和指导性文件的 编写， 纳恩博 （北京） 科技有限公司在此 领域也作出了贡献将把在某些特定 条件下的移动机器人的人工测试方法 （manual test methods for mobile robots） 写进国际标准。
3）ISO/TC184/SC2/WG8： 服务机器 人 （service robots） 正在制定服务机器 人性能及相关测试方法的系列标准， 包 括移动机器人及导航等IEC 方面， IEC/TC59 （家用和类似用途电器的性 能） 和IEC/TC61 （家用和类似用途电器 的安全） 标准主要集中在家用清洁机器 人等领域， 它们主要从家用吸尘器工作 发展而来 4）JWG9： 应用机器人技术的医疗 设备的安全， Joint ISO/TC184/SC 2 - IEC/TC62/SC 62A: Safety for medical devices using robotic technology 5）JWG35： ISO/TC184/SC2 和 IEC/ TC62/SC62D 联合： 医疗手术机器人 （medical robots for surgery） 6）JWG36： ISO/TC184/SC2 和 IEC/ TC 62/SC62D 联合： 医疗康复机器人 （medical robots for rehabilitation） 4） ~6） 工作组[4]正在进行包括应用 机器人技术的医疗设备安全自治程度 指南， 手术机器人和康复机器人的基本 安全要求和性能的特殊要求的制定。
7） ISO/TC184/SC2/WG10 服 务 机 器人的模块化（modularity for service robots） 正在进行服务机器人模块化 软硬件系列标准的制定中国一直是 倡导者和主导者 总之， 机器人国际标准化组织研究 的热点集中在工业机器人安全标准完 善， 服务机器人标准安全与测试方法的 开发与研制 3机器人国内标准现状 中国从1992年就开始了国内机器 人的标准化工作， 国家编号： SAC/ TC159/SC2秘书处设在北京机械工 业自动化研究所国内的机器人技术 归口单位标准化的框架与国际一致， 机 器人标准化工作一直比产业的发展 早中国现行机器人国家标准体系中 含标准47项， 标准体系相对完整已 经发布的国家标准和行业标准26项 ISO/TC184/SC2发布的国际标准已全部 转化为国家标准另外， 各种工业机器 人通用技术条件等整机标准具有中国 特色近年来， 配合国家项目， 开发机 器人模块化系列标准， 正在全面推向国 际SAC/TC159/SC2 已经成立机器人 模块化、 医疗机器人及服务机器人工作 组， 并进行相应国家标准的制定和国际 标准的跟踪， SAC/TC46也成立了家用 机器人工作组， 相应的国家标准也是由 苏州科沃斯机器人有限公司主导起 草。
新成立的特种作业机器人工作组， 正在制定相应的词汇等基础标准 另外， 在工业机器人领域， 安全标 准会持续得到修订， 各类工业机器人的 测试方法标准也会陆续出台 在国内服务机器人标准化领域， 已 经形成了良好布局， 在服务机器人基础 标准领域， 已经出版。
