袁致煥 劉麗霞 劉浩 鄔學謙 朱劍 陳遠鵬

（蘇州市產品質量監(jiān)督檢驗院，江蘇蘇州 215000）

目前，我國對于服務機器人的需求旺盛，服務機器人產業(yè)蓬勃發(fā)展，各類新型服務機器人層出不窮。服務機器人產業(yè)的健康發(fā)展離不開標準的指引，服務機器人領域存在著標準交叉重復，標準更新跟不上技術發(fā)展等諸多問題，因而對于服務機器人標準體系建設顯得尤為重要，標準體系建設完成之后，我們可以對服務機器人標準進行進一步的梳理、查漏等工作。

1 服務機器人標準化現狀

2015 年9 月，國家標準化管理委員會批準成立國家機器人標準化總體組和專家咨詢組，總體組負責擬定相關國家標準制定，國際標準化和標準應用實施工作?？傮w組匯集了國內相關16 個國家專業(yè)標準化技術委員會、4 個行業(yè)組織、19 個研究院校和17 家企業(yè)代表。

總體組秘書處由中國科學院沈陽自動化研究所和上海電科院共同承擔。其中，中國科學院沈陽自動化研究所負責秘書處全面工作，上海電科院負責與機器人檢測和認證相關的工作。

我國機器人標準化工作取得了積極進展，大部分的機器人國際標準都已經被采用為國家標準。工業(yè)機器人的相關標準已經日趨完善，市場成熟的服務機器人也都有相應的國家標準，我國機器人標準化工作對機器人生產研發(fā)起到了相當大的指導與促進作用，同時也存在以下幾方面的問題：

（1）機器人標準交叉重復現象嚴重。機器人相關標委會需要進一步明確機器人領域的標準化工作邊界，并建立一套流程機制來避免未來機器人標準化工作中的交叉重復現象。

（2）需要進一步修訂更新傳統(tǒng)類別機器人標準。傳統(tǒng)類別的機器人標準普遍年代比較久遠，標準里面的條款顯然已經跟不上快速迭代更新的機器人技術，標準的修訂更新迫在眉睫。

（3）急需制定新興機器人品類的相關標準。目前機器人品類層出不窮，除了已經擁有成熟技術的一些機器人品類，擦窗機器人、送餐機器人、無人機、手術機器人等新興機器人品類都已經進入到社會的各個領域，相應的產品標準還沒有能夠及時制定。

目前，與機器人相關的國際標準化組織主要包括國際標準化組織（ISO）、國際電工委員會（IEC）。ISO 發(fā)布的標準主要包括機器人詞匯、安全與測試方法等16 項，IEC 則側重于家用服務機器人的安全和性能、工業(yè)機器人的功能安全以及醫(yī)療機器人等領域。

2 標準化需求分析

我國的標準化工作得到了政府的高度支持，我國的服務機器人從產業(yè)和市場上來說，如今都已經初具規(guī)模，這就給服務機器人標準化的工作提出了更高的要求，標準化也將為服務機器人產業(yè)的發(fā)展提供以下幫助。

2.1 推動服務機器人技術更好發(fā)展的動力源泉

我國的服務機器人產業(yè)經過多年的發(fā)展，已經積累了雄厚的理論和技術基礎，而標準的制修訂則是將這些重要的成果進行有效的固化。標準將為產業(yè)的發(fā)展提供技術規(guī)范，從而避免不必要的重復勞動。同時，在人工智能、仿生、大數據等新興領域，也需要積極參與到國際標準化工作當中，打破技術封鎖，為我國自主研發(fā)高水平的服務機器人標準提供技術基礎。

2.2 滿足日益提高的服務機器人需求的有效途徑

我國擁有龐大的服務機器人的剛需市場，我國正加速進入老齡化社會，面臨著勞動力短缺、養(yǎng)老助殘等社會問題，機器人無疑是解決這些問題的有效途徑。我國將在未來成為最大的服務機器人市場，擁有龐大的用戶群體，因而更需要一系列標準對產業(yè)進行規(guī)范和引導，對標準化工作提出了迫切的需求。

2.3 搶占國際新興機器人產業(yè)制高點的有效手段

服務機器人產業(yè)屬于新興產業(yè)，科沃斯等企業(yè)能夠利用這個契機進入到IEC 標準工作組，并積極參與國際標準的制定。標準化工作幫助我國服務機器人企業(yè)迅速占據國際領先地位，體現在技術研發(fā)、工業(yè)設計、品牌運營等多個方面，甚至于實現跨越式發(fā)展，在國際標準化舞臺上爭取更多的話語權。

3 擬建立的標準體系

《國家機器人標準體系建設指南（2017 年）》對于我國的機器人標準體系建設提出了以下要求。第一階段：到2018 年，初步健全機器人標準體系。第二階段：到2020 年，建立起較為完善的機器人標準體系[1]。目前，工業(yè)機器人的標準體系已經趨于完善，服務機器人產業(yè)在江蘇乃至全國范圍內蓬勃發(fā)展，卻存在著標準滯后于技術發(fā)展，產品分類模糊、定義不明確，現有標準過于簡單而無法實施等諸多問題，所以將研究對象定位在服務機器人。主要將完成以下任務：

（1）優(yōu)化服務機器人標準體系架構；

（2）梳理國內外現有服務機器人標準，提出采標或起草計劃；

（3）分析現有服務機器人標準的不足并提出改進意見。

3.1 標準體系框架結構

《國家機器人標準體系建設指南（2017 年）》中已建立機器人大類的標準體系框架，我們對機器人標準體系框架圖進行縮減和修改，保留了適用于服務機器人的基礎標準、檢測評定方法標準、零部件標準，將整機標準中工業(yè)機器人和特種機器人的部分刪除，將系統(tǒng)集成標準部分刪除，增加了現有的服務機器人種類。

服務機器人標準體系采用多層結構，包括類、組、序列，由基礎標準、檢測方法標準、零部件標準、整機標準四部分構成。其中基礎標準是服務機器人標準體系的基石和保障，包括術語與定義、分類、支撐技術、智能化等；零部件標準和整機標準是服務機器人標準體系的主體，包括各類服務機器人及其零部件的產品標準；檢測方法標準是在基礎標準的基礎上形成的對零部件、整機評價的實現手段，包括功能與性能、安全、電磁兼容、環(huán)境、可靠性等。

3.2 標準體系建立

服務機器人標準體系框架是由服務機器人標準體系結構向下映射而成，該體系包括：基礎標準、檢測方法標準、零部件標準、整機標準四部分，服務機器人標準體系框架圖如圖1所示。

圖1 服務機器人標準體系框架

4 標準化工作計劃

4.1 標準制修訂重點領域

根據“需求導向，急用先行”原則，按照《國家機器人標準體系建設指南（2017 年）》及最新制定的服務機器人標準體系框架，結合市場需求和產業(yè)現狀，近期擬在基礎、檢測評定方法、零部件標準及整機等領域開展標準研制工作。

基礎標準領域：制訂服務機器人分類標準；

檢測評定方法標準領域：制訂服務機器人信息安全，環(huán)境適應性及環(huán)境保護標準；

零部件標準領域：制訂機器人用線纜標準；

整機標準領域：制訂教育、護理等家用服務機器人整機標準。制訂銀行、巡檢、鋤草等公共服務機器人整機標準。

4.2 標準制修訂計劃

國內服務機器人企業(yè)代表包括：科沃斯、萊克、美的、穿山甲、南大電子、億嘉和、寶時得等，蘇州質檢院邀請這些企業(yè)參與到服務機器人標準體系及標準制修訂計劃的討論中。主要確立了以下幾個方向：

4.2.1 制訂服務機器人環(huán)境適應性的地方標準

制訂該標準主要出于以下幾點原因：（1）服務機器人需要應對各種不同環(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)境適應性的評估是保證產品質量中至關重要的環(huán)節(jié)。（2）沒有產品或方法標準，試驗成本高等原因導致小型機器人公司不做環(huán)境適應性試驗。（3）大型機器人公司都有嚴格的環(huán)境適應性內部測試評估體系，各項測試的標準化也是服務機器人這類產品走向成熟的必然結果。

該標準需要明確以下幾點：環(huán)境適應性測試的適用機器人類型和環(huán)境類別；各個環(huán)境適應性試驗的試驗目的、方式；各個環(huán)境適應性試驗的試驗設備、程序。

4.2.2 制訂相關服務機器人的測試方法標準

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

制訂該標準主要出于以下幾點原因：（1）鋤草機器人目前并沒有國家標準來明確測試的項目及方法。（2）與鋤草機器人類似的掃地機器人目前測試方法已經相對成熟，而兩類產品又具備諸多相似的地方。（3）目前國內的鋤草機器人研發(fā)單位急需標準來明確測試方法，提升產品質量。

該標準需要明確以下幾點：鋤草機器人的術語及定義；性能試驗的試驗要求及試驗方法，包括鋤草的覆蓋率、效率、能耗等項目。

4.2.3 制訂服務機器人的分類的團體標準

考慮到市面上的服務機器人的品類繁多，而且越來越多的機器人具備多種功能，然而如何對服務機器人進行歸類遲遲未有定論，因而有必要制訂服務機器人的分類標準來規(guī)范行業(yè)。

目前服務機器人的分類主要包括：家庭服務機器人（清潔機器人、教育娛樂機器人、護理機器人、平衡車等）和公共服務機器人（酒店機器人、送餐機器人、物流機器人、鋤草機器人、無人機等）。

該標準需要明確以下幾點：服務機器人的大類的區(qū)分和小類的細分邊界；服務機器人的分類方式（運動要素，實現功能等等）；如何對跨功能型服務機器人進行分類；明確平衡車和無人機的所屬類別。

5 結束語

本文對服務機器人標準體系進行了研究分析，有助于相關方了解服務機器人標準化工作現狀。本文對于服務機器人標準化工作提出了初步的計劃，隨著服務機器人標準的不斷增加，標準體系將在未來得到進一步完善，從而促進服務機器人產品質量的進一步提升。