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嘉峪檢測網 2017-10-31 11:03
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10月25日，國家標準化委員會發(fā)布了《中國機器人標準化白皮書（2017）》。
機器人是當代高端智能裝備和高新技術的突出代表，是衡量一個國家制造業(yè)水平和核心競爭力的重要標志。標準是機器人質量提升和增加國際競爭力的技術依據和有效手段。為進一步加快推進我國機器人領域標準化水平，提升我國機器人質量水平和競爭力，助推產業(yè)的快速健康發(fā)展，在2015年9月總體組成立后，國家標準化委員會委托總體組成立工作組進行《白皮書》的編寫。編撰工作得到了國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部等相關部委的指導，也得到了業(yè)內眾多單位和專家的大力支持。
《白皮書》介紹了國際以及國內機器人的發(fā)展歷程、現狀和趨勢，以及國際和國內的機器人標準化工作的現狀，全面梳理了國內外機器人相關技術標準，提出我國機器人標準化工作的推進措施。主要分析了我國標準化工作所面臨的新需求、新挑戰(zhàn)、新問題，并著力分析解決對策和措施。創(chuàng)新性的設計了機器人急需立項標準工作指導框架，這是一個貫穿標準立項、制定和實施全過程的輔助工具，具有直觀、高效、便捷的特點。
《白皮書》意在闡明未來我國機器人標準體系建設重點、標準化工作重點、發(fā)展規(guī)劃，以及推進標準體系建設和標準化工作的具體實施措施。同時，對于因標準制訂過程的重疊導致的標準重復，給予了解決方案，為未來機器人標準化工作的順利進行奠定了基礎。
《白皮書》對我國機器人標準化戰(zhàn)略和規(guī)劃提供了有益的參考和指導，為我國機器人標準立項和研制提供科學依據，對推動我國機器人自主創(chuàng)新能力和促進機器人產業(yè)健康發(fā)展提供了有效支撐。對于指導機器人企業(yè)、標準化機構制定機器人標準、應用機器人標準、查找機器人標準空白和規(guī)劃企業(yè)內部標準體系均具有一定的指導和借鑒意義。
《中國機器人標準化白皮書（2017）》
1前言
1.1研究背景
機器人是當代高端智能裝備和高新技術的突出代表，對制造業(yè)的發(fā)展至關重要，是衡量一個國家制造業(yè)水平和核心競爭力的重要標志。目前，世界上主要發(fā)達國家均將機器人作為重點發(fā)展領域，增強本國在國際制造業(yè)中的競爭力。標準作為機器人產業(yè)國際競爭的技術依據和有效手段，被各發(fā)達國家放在產業(yè)戰(zhàn)略的重要位置?？梢哉f各國在機器人產業(yè)領域的競爭不單是技術和市場的競爭，更是機器人標準的競爭。
為進一步加快推進我國機器人領域標準化水平，實現產業(yè)的快速發(fā)展和競爭實力的提升，在國家標準化管理委員會的指導下，成立了中國機器人標準化白皮書編寫組，組織科研院所、行業(yè)龍頭、標準化機構共同編制《中國機器人標準化白皮書》，發(fā)揮國內機器人領域產、學、研、用優(yōu)勢力量，深入分析機器人技術和產業(yè)發(fā)展對標準化工作的需求，全面梳理國內外機器人相關技術標準，提出我國機器人標準化工作的思考。希望本書能為制定我國機器人標準化發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃提供有益的參考和指導，并為提升我國機器人自主創(chuàng)新能力和促進我國機器人產業(yè)健康發(fā)展提供有效支撐。
1.2指導單位與編撰單位
本白皮書的編寫得到國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部等相關部委的指導，并且也得到了業(yè)內產、學、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：中國科學院沈陽自動化研究所、沈陽新松機器人自動化股份有限公司、上海電器科學研究院、中國家用電器研究院、中國機器人產業(yè)聯盟、北京機械工業(yè)自動化研究所、機械工業(yè)儀器儀表綜合技術經濟研究所、全國工業(yè)過程測量控制和自動化標準化技術委員會（SAC/TC124）、全國自動化系統(tǒng)與集成標準化技術委員會（SAC/TC159）、全國特種作業(yè)機器人標準化工作組（SAC/ SWG13）、中國電子學會、中國軟件測評中心、深圳市智能機器人研究院、北京航空航天大學、上海交通大學、北京康力優(yōu)藍機器人有限公司、北京天智航醫(yī)療科技股份有限公司、國網山東省電力公司、深圳繁興科技有限公司等。
2機器人概述
自20世紀50年代末世界上第一臺工業(yè)機器人出現以來，隨著機器人技術的不斷發(fā)展，機器人的內涵逐漸豐富，機器人的定義也不斷的隨之變化。
根據國際標準化組織(ISO)最新資料 ，機器人的定義如下：
具有一定程度的自主能力，可在其環(huán)境內運動以執(zhí)行預期任務的可編程執(zhí)行機構。
目前，國際上一般把機器人分為工業(yè)機器人和服務機器人。
工業(yè)機器人 定義為：自動控制的、可重復編程、多用途的操作機，可對三個或三個以上軸進行編程，它可以是固定式或移動式，在工業(yè)自動化中使用。工業(yè)機器人目前廣泛應用于汽車、機械、電子、化工等工業(yè)領域。工業(yè)機器人的應用，極大地提高了企業(yè)的生產效率，推動了相關產業(yè)的發(fā)展，為人類物質文明的進步貢獻了重要力量。
服務機器人定義為：除工業(yè)自動化應用外，能為人類或設備完成有用任務的機器人。服務機器人可進一步劃分為特種機器人，公共服務機器人，個人/家用服務機器人三類。特種機器人是指由具有專業(yè)知識人士操控的、面向國家、特種任務的服務機器人，包括國防/軍事機器人、搜救救援機器人、醫(yī)療手術機器人、水下作業(yè)機器人、空間探測機器人、農場作業(yè)機器人等；公共服務機器人是指面向公眾或商業(yè)任務的服務機器人，包括迎賓機器人、餐廳服務機器人、酒店服務機器人、銀行服務機器人、場館服務機器人等；個人/家用服務機器人是指在家庭以及類似環(huán)境中由非專業(yè)人士使用的服務機器人，包括家政、教育娛樂、養(yǎng)老助殘、個人運輸、安防監(jiān)控等類型的機器人。服務機器人的應用涵蓋了國防、救援、監(jiān)護、物流、醫(yī)療、養(yǎng)老、護理、教育、家政等直接關乎國計民生的廣闊領域。服務機器人的出現，一定程度上滿足了人們在社會及生活中各個領域的需求。如水下機器人、反恐防暴機器人等特種機器人能夠代替人類完成很多危險、復雜的任務，保護了人身安全；個人/家用服務機器人中，如家政機器人，開始走入千家萬戶，將人們從部分家務中解放出來，提高了人類的生活品質等等。未來，越來越多的機器人將走進工業(yè)生產和人類生活，為創(chuàng)造更加美好的人類社會貢獻力量。
3機器人發(fā)展現狀
3.1國際機器人產業(yè)
3.1.1主要國家及地區(qū)機器人發(fā)展戰(zhàn)略與計劃
作為衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志，機器人產業(yè)發(fā)展受到了世界各國的高度關注，主要經濟體紛紛將發(fā)展機器人產業(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)的機器人發(fā)展戰(zhàn)略如表1：
表1主要國家及地區(qū)機器人發(fā)展戰(zhàn)略
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典型國家 |
規(guī)劃政策 |
發(fā)展目標和重點 |
進展情況 |
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美國 |
2011年宣布“先進制造伙伴計劃（AMP）”； 2011年啟動“國家機器人計劃”（NRI）； 2013年發(fā)布《機器人技術路線圖：從互聯網到機器人》 |
加速開發(fā)應用于醫(yī)療康復、空間探索、食品生產領域的新一代機器人。 攻克工業(yè)機器人的強適應性和可重構裝配、仿人靈巧操作、基于模型的集成和供應鏈的設計、自主導航、非結構化環(huán)境的感知、教育訓練、機器人與人共事的本質安全性等關鍵技術，推動機器人技術在制造、醫(yī)療、服務、空間、國防領域的廣泛應用。 |
美國在工業(yè)機器人體系結構方面處于全球領先地位；機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網公司進軍機器人市場，試圖融合虛擬網絡能力和現實運動能力，推動機器人的智能化發(fā)展。 |
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歐盟 |
Multi-annual Roadmap； 第七框架計劃； H2020機器人計劃； |
增強歐洲在農業(yè)、衛(wèi)生、交通、民用安全和家庭等領域的機器人產業(yè)競爭力和領先地位 旨在發(fā)展家庭用服務機器人，應對老年人的孤獨、寂寞及癡呆問題。 面向醫(yī)療與救援機器人、工業(yè)與服務機器人開發(fā)關鍵技術，引進、測試、驗證真實環(huán)境中的創(chuàng)新解決方案。 |
以庫卡，ABB為代表的工業(yè)機器人企業(yè)占據全球領先地位。 德國推行了以“智能工廠”為重心的“工業(yè)4.0計劃”，工業(yè)機器人推動生產制造向靈活化和個性化方向轉型。 |
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日本 |
2013年開始投資并建立“機器人特區(qū)”； 2014年發(fā)布《機器人白皮書》； 2014年發(fā)布《新經濟增長戰(zhàn)略》； 2015年發(fā)布《機器人新戰(zhàn)略》（Japan’s Robot Strategy） |
機器人研究方向：看護機器人、救災機器人、醫(yī)療、護理等服務機器人的研發(fā)及應用。 社會及產業(yè)目標：充分運用機器人技術解決勞動力減少等社會問題。把機器人產業(yè)作為本國經濟增長的重要支柱。 發(fā)展方向：將機器人與IT技術、大數據、網絡、人工智能等深度融合，引領物聯網時代機器人的發(fā)展。 |
以發(fā)那科、安川為代表的日系工業(yè)機器人與歐美系工業(yè)機器人分庭抗禮。 在控制器、傳感器、減速機、伺服電機、數控系統(tǒng)等關鍵零部件方面，均具備較強技術優(yōu)勢。 |
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韓國 |
2009年制定第一期《智能機器人基本計劃》； 2012年發(fā)布“機器人未來戰(zhàn)略展望2022”； 2014年制定第二期《智能機器人基本計劃》； 2014年制定國家重點科學技術戰(zhàn)略路線圖； |
機器人研究方向：救災機器人、醫(yī)療機器人、智能工業(yè)機器人、家庭機器人。 核心技術發(fā)展方向：遠程控制技術、水下機器人技術、探針和導管介入技術、生命體或活體組織超精密操作技術、室外自主移動6項核心技術。 產業(yè)發(fā)展：鼓勵其他產業(yè)與機器人產業(yè)的合作和融合，提供安全認證及國際標準化等方面的支持，助力實現相關零部件國產化。 人才培養(yǎng)：培養(yǎng)核心人才。 |
韓國的工業(yè)機器人生產商已占全球5%左右的市場份額?，F代重工已可供應焊接、搬運、密封、碼垛、沖壓、打磨、上下料等領域的機器人，提高了韓國工業(yè)機器人的自給率。 整體而言，韓國技術仍與日本、歐洲等領先國家存在較大差距。 |
3.1.2 國際機器人產業(yè)現狀與趨勢
3.1.2.1國際工業(yè)機器人
在國外發(fā)達國家，工業(yè)機器人技術日趨成熟，已經成為一種標準化設備而得到工業(yè)界廣泛應用，工業(yè)機器人自動化生產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)機器人產業(yè)得到了蓬勃發(fā)展。
目前，工業(yè)機器人在汽車、金屬制品、電子、橡膠及塑料等行業(yè)已經得到了廣泛的應用。隨著性能的不斷提升，以及各種應用場景的不斷明晰，2012年以來，工業(yè)機器人的市場正以年均15.2%的速度快速增長。據IFR統(tǒng)計顯示，2016年全球工業(yè)機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)機器人市場，也使全球工業(yè)機器人使用密度大幅提升，目前在全球制造業(yè)領域，工業(yè)機器人使用密度已經超過了70臺/萬人。2017年，工業(yè)機器人將進一步普及，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)機器人銷售額及增長率（2012-2020年）見圖1。
圖1全球工業(yè)機器人銷售額及增長率（2012-2020年）
工業(yè)機器人不但在數量上提升顯著，在技術上也有了長足的進步，整體來看工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢具有以下幾個特點：
(1) 工業(yè)機器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機價格不斷下降；
(2) 機械結構向模塊化、可重構化發(fā)展。例如由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機；
(3) 控制系統(tǒng)向開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網絡化，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、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器；
(5) 遠程操作及人機交互控制。機器人操作者可置身于遠端作業(yè)環(huán)境來操縱機器人工作，并且操作者與機器人可實現人機交互控制。
3.1.2.2國際服務機器人
在市場與應用需求的引領下，服務機器人產業(yè)也得到了充分的發(fā)展。目前全世界有300多家服務機器人生產廠商，其中亞洲有73家，北美有113家，歐洲有131家。15%的廠商是近5年內成立的依靠先進技術為主導的公司。美國的服務機器人技術在國際上仍一直處于領先地位，在軍用、醫(yī)療、家用服務機器人產業(yè)都占有絕對的優(yōu)勢。
隨著信息技術快速發(fā)展和互聯網快速普及，以2006年深度學習模型的提出為標志，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，智能公共服務機器人應用場景和服務模式正不斷拓展，帶動服務機器人市場規(guī)模高速增長。隨著信息技術快速發(fā)展和互聯網快速普及，以2006年深度學習模型的提出為標志，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，智能公共服務機器人應用場景和服務模式正不斷拓展，帶動服務機器人市場規(guī)模高速增長。預計在2020年，全球服務機器人市場份額將快速增長至69億美元，其中醫(yī)療服務機器人的市場份額將會占據主導地位，可見智能服務機器人的市場份額正在快速增長。全球服務機器人市場份額（2017年預計）見圖2。全球服務機器人銷售額及增長率（2012-2020年）見圖3。
圖2全球服務機器人市場份額（2017年預計）
圖3個全球服務機器人銷售額及增長率（2012-2020年）
總體來看，服務機器人目前的發(fā)展水平整體滯后于工業(yè)機器人，市場仍處于起步階段，但是服務機器人作為一種新型戰(zhàn)略性高新技術產品，正逐漸成長為推動全球社會經濟發(fā)展的新生力量。
服務機器人相比工業(yè)機器人，方興未艾。從目前市場銷售或正處于研發(fā)階段的樣機來看，服務機器人的技術發(fā)展趨勢有以下幾個方面：
1) 服務機器人環(huán)境適應性不斷提高，融合更多傳感器信息，從而提升了服務機器人適應更復雜、多變的非結構化環(huán)境的能力；
2) 仿生性能不斷增強。針對特定場合和特殊需求，如偵查、管道檢測等，要求機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、互聯網、大數據及新一代信息技術的綜合應用，有助于服務機器人的智能化能力的提升；
4) 柔性運動能力及自然交互能力不斷提升。類人機構設計、仿生驅動與材料的應用有助于人機交互能力的提高，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。
6) 人機交互的增強，對服務機器人安全性提出了更高的要求。
無論是工業(yè)機器人還是服務機器人，主要發(fā)達國家和相關機器人企業(yè)巨頭都高度重視技術的標準化和標準的國際化。目前ISO和IEC機器人領域的相關TC，多由發(fā)達國家主導并有大型機器人龍頭企業(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，技術和標準的發(fā)展是相得益彰，并且和企業(yè)的效益具有密切的關系。
3.2 國內機器人產業(yè)
3.2.1 我國機器人發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃
機器人產業(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支持領域。習近平總書記在兩院院士大會上提出，“機器人主要制造商和國家紛紛加緊布局，搶占技術和市場制高點，而作為未來全球最大的機器人市場，我們不僅要把我國機器人水平提高上去，而且要盡可能多地占領市場”。中國機器人發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃見表2。
表2 中國機器人發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃
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發(fā)布 時間 |
戰(zhàn)略與規(guī)劃 |
針對重點 |
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2006年2月 |
國務院《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006~2020）》 |
明確指出將智能服務機器人列為應超前部署的前沿技術之一，并將工業(yè)機器人作為智能制造的重要組成部分，指出發(fā)展工業(yè)機器人系統(tǒng)和裝備，改造提升裝備制造業(yè)。 |
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2012年4月 |
科技部《服務機器人科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》 |
要突破制約我國服務機器人技術和產業(yè)發(fā)展的關鍵技術，重點培育發(fā)展服務機器人新興產業(yè)，重點發(fā)展公共安全機器人、醫(yī)療康復機器人、仿生機器人平臺和模塊化核心部件等四大任務，不斷推出更具有應用價值和市場前景的產品。 |
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2012年5月 |
工信部《智能制造裝備產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》 |
要攻克工業(yè)機器人本體、精密減速器、伺服驅動器和電機、控制器等核心部件的共性技術，自主研發(fā)工業(yè)機器人工程化產品，實現工業(yè)機器人及其核心部件的技術突破和產業(yè)化。 |
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2012年7月 |
國務院《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》 |
要大力推進泛在感知自動控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、關鍵零部件等裝置的開發(fā)和產業(yè)化。 |
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2013年12月 |
工信部《關于推進工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展的指導意見》 |
提出圍繞市場需求突破核心技術、培育龍頭企業(yè)形成產業(yè)集群、加強總體設計完善標準體系等發(fā)展目標，到2020年形成較為完善的工業(yè)機器人產業(yè)體系，培育3~5家具有國際競爭力的龍頭企業(yè)和8~10個配套產業(yè)集群，機器人密度（每萬名員工使用機器人臺數）要達到100以上，基本滿足國防建設、國民經濟和社會發(fā)展的需要。 |
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2015年5月 |
國務院《中國制造2025》 |
明確了9項戰(zhàn)略任務和重點，其中高檔數控機床和機器人作為十個重點領域之一。 |
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2016年4月 |
《機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》 |
提出加強機器人標準體系建設。開展機器人標準體系的頂層設計，構建和完善機器人產業(yè)標準體系，加快研究制訂產業(yè)急需的各項技術標準，支持機器人評價標準的研究和驗證，積極參與國際標準的制修訂。 |
從上表可見，我國政府已經充分認識到機器人對于我國經濟發(fā)展、產業(yè)升級改造的重要性，密集性的制定相關政策指導文件，規(guī)劃機器人產業(yè)的發(fā)展。與此同時，各地的機器人產業(yè)園、新的機器人企業(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。
3.2.2 國內機器人產業(yè)現狀
3.2.2.1國內工業(yè)機器人
我國工業(yè)機器人市場發(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)機器人應用市場，截止2016年，我國工業(yè)機器人銷量同比增長31.3%。當前，我國生產制造智能化改造升級的需求日益凸顯，工業(yè)機器人的市場需求依然旺盛，預計到2020年，國內工業(yè)機器人市場規(guī)模將進一步擴大到58.9億美元。我國工業(yè)機器人銷售額及增長率(2012-2020年)見圖4。
圖4我國工業(yè)機器人銷售額及增長率(2012-2020年)
未來我國工業(yè)機器人將繼續(xù)保持快速的增速。盡管我們這幾年工業(yè)機器人增長迅速，但是每萬名工人的人均機器人保有量僅有49臺，遠低于世界平均水平；同時隨著我國經濟和勞動力年齡結構的變化，我國工業(yè)機器人的應用領域得到了進一步拓展，已經從汽車、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)。因此可以預測，未來幾年中國將持續(xù)成為全球最大的工業(yè)機器人市場。
隨著機器人數量的提升，我國機器人領域的自主品牌逐漸興起，先后涌現出沈陽新松、廣州數控、埃夫特、昆山華恒、上海沃迪、南京埃斯頓等幾十家從事機器人生產和應用工程的企業(yè)，形成我國工業(yè)機器人蓬勃發(fā)展的新局面，其中新松公司目前已經成為世界市值第二大的機器人公司，彰顯出民族品牌的國際競爭力。
除了上述產業(yè)的良好發(fā)展外，我國在工業(yè)機器人基礎理論、核心元器件和關鍵技術方面也取得了積極的進展。在基礎理論研究方面，如機器人運動控制算法、機器人多傳感器融合系統(tǒng)、離線編程技術、遙操作機器人等均取得了一定的理論研究成果，并在實際的機器人系統(tǒng)上得到了初步的應用。在核心元器件方面，如光電編碼器、諧波減速器、滾珠絲杠、直線導軌、十字交叉滾子軸承、薄壁軸承等，初步開發(fā)出了樣機或少量產品；在伺服電機、驅動器和控制器方面已有所突破，部分機器人產品上已采用了國產元器件。在機器人生產方面，國內基本掌握了機器人本體機構的設計制造技術，自主知識產權技術擁有量不斷增多。
然后需要指出的是，盡管我國工業(yè)機器人有著廣闊的發(fā)展空間和良好的市場前景。但是隨著機器人研究的熱潮，我國機器人產業(yè)園遍地開花，全國各地紛紛上馬機器人項目，但是國內現有機器人企業(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，產品質量不高，而與之相對應的，機器人領域四大家族公司，四家企業(yè)，則占據了市場的半壁江山。并且機器人產業(yè)已經出現了市場亂象，質低價廉的產品已經開始擾亂市場秩序，長此以往很有可能出現低端產品質量不高、行業(yè)產能過剩的局面，不利于行業(yè)的健康發(fā)展。
而目前這種局面的形成，與我國機器人領域標準的缺失滯后有密切關系。標準的缺失落后，導致產品單元部件/整機質量及性能缺乏必要的依據，因此我國需要重視機器人標準的制定，規(guī)范市場秩序，促使我國機器人產業(yè)向高端發(fā)展、保持自主知識產權的核心競爭力，在國際市場上能夠占據主動地位。
3.2.2.2國內服務機器人
服務機器人一般要結合特定市場開發(fā)，本土企業(yè)更容易結合特定的環(huán)境和文化進行開發(fā)，占據良好的市場定位；另一方面，國外的服務機器人產業(yè)也屬于新興產業(yè)。因此與美國、日本等發(fā)達國家相比，雖然我國在服務機器人領域的研發(fā)水平與推廣應用整體有差距，但相對與工業(yè)機器人而言差距較小，且后續(xù)趕超機遇和潛力都很大。
從研發(fā)水平來看，我國自主研發(fā)的服務機器人不斷涌現，部分專業(yè)機器人和個別企業(yè)/研究機構在某些服務機器人領域已達到世界先進水平。
我國自主研發(fā)的反恐排爆機器人及車底檢查機器人已成功用于北京兩會，奧運會、國慶六十周年等重大活動的安保任務。我國自主研發(fā)的無人機已應用到地震救援、事故搶險、電力巡檢等諸多民用領域，部分軍用型號也已實現應用。我國成功研制出6000米自治水下機器人、長航程水下機器人、7000米載人深潛器（蛟龍）、系列化作業(yè)型水下機器人（ROV）。我國手術機器人、康復機器人等醫(yī)療機器人也實現了技術突破，多種樣機或產品已進入試驗或臨床應用階段。國內已有部分公司生產送餐機器人、迎賓機器人和講解機器人。清潔機器人（特別是家用清潔機器人）中部分代表產品已具備與國際知名企業(yè)iRobot的產品競爭的實力等等。
由此可見，目前國內針對服務機器人的研發(fā)主要集中在專業(yè)服務機器人領域，并在一些關乎國計民生的重大行業(yè)進行嘗試應用。從整體應用來看，從2005年起，我國服務機器人市場開始初具規(guī)模，市場分布主要集中在經濟較為發(fā)達的地區(qū)，但發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>
3.3我國機器人產業(yè)發(fā)展所面臨的問題
目前，無論是工業(yè)機器人還是服務機器人我國均取得了一定的成績，相關產業(yè)得到了較好的發(fā)展，但必須清醒地認識到我國的機器人產業(yè)仍然面臨著挑戰(zhàn)和困難，除了技術上的短板外，大部分的挑戰(zhàn)和困難都或多或少的與標準缺失有關，亟待通過標準化工作來為我國的機器人產業(yè)保駕護航。我國機器人產業(yè)面臨的挑戰(zhàn)主要表現在：
1）工業(yè)機器人的部分高端核心零部件如高精度減速器等，國內還不具備相應的制造能力，研發(fā)和制造技術水平急需提高，相應的標準也需要加強與完善，以引導和促進國內相關企業(yè)提升制造能力。
2）國外機器人巨頭具有先發(fā)優(yōu)勢，已搶先一步占領了機器人市場。已有的機器人國際標準大多是在參考發(fā)達國家已有國家標準的基礎上制定或轉化而來。標準化的優(yōu)勢又進一步促進了國外機器人公司對機器人市場的占領，縮小了我國機器人產業(yè)的市場空間。
3）我國工業(yè)機器人市場發(fā)展不完善，標準和規(guī)范有待健全。伴隨我國工業(yè)機器人需求的迅猛增長，工業(yè)機器人企業(yè)大量涌現，同時產生的問題就是良莠不齊，質低價廉的惡性競爭嚴重。由于產業(yè)發(fā)展迅速，國家標準無法及時跟進，造成機器人產業(yè)處于前景廣闊但尚無秩序的“各自為政”階段。
4）標準不完善限制服務機器人行業(yè)發(fā)展。完善的機器人安全標準體系（包括使用者的安全、服務機器人本身的安全及服務機器人對于人類社會的安全要求等）及評價體系，是服務機器人能被企業(yè)和使用者認可接受的基礎。我國亟需建立符合我國國情的服務機器人安全標準，為國內服務機器人企業(yè)開拓市場提供支持。
5）我國機器人產品出口遭遇國外技術性貿易壁壘的巨大沖擊。各個發(fā)達國家針對機器人產品設置了嚴格的技術性貿易壁壘。目前國內亟需制定與國際相接軌的機器人產品標準，降低機器人企業(yè)出口成本，促進機器人的國際貿易。
3.4我國機器人產業(yè)發(fā)展對標準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)強國的轉變，機器人產業(yè)發(fā)展得到了黨中央、國務院的高度重視。我國在《中國制造2025》中強調了將機器人作為未來重點發(fā)展對象，并強調以標準引領中國制造質量的提升。我國在2016年發(fā)布的《機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》中，提出“加強機器人標準體系建設。開展機器人標準體系的頂層設計，構建和完善機器人產業(yè)標準體系，加快研究制訂產業(yè)急需的各項技術標準，支持機器人評價標準的研究和驗證，積極參與國際標準的制修訂。”相較于國外由大公司和行業(yè)協(xié)會主導機器人標準化工作，我國機器人標準化工作得到了政府的高度重視，為我國機器人標準化工作提供了助力。經過多年的發(fā)展和積累，我國機器人在產業(yè)和市場兩方面，都已具備相當的規(guī)模，這也就為我國的機器人標準化工作提出了更高的要求：
1）加快機器人標準化建設是推動我國機器人技術更好發(fā)展的動力源泉；
我國機器人技術經過多年發(fā)展，積累了豐富的理論和技術基礎，這些重要的成果急需通過制定標準進行有效的固化。為產業(yè)發(fā)展提供可資參考的技術范本，避免不必要的重復，少走彎路。同時，在大數據、互聯網、人工智能、微納、仿生等新興技術領域，也需要通過積極參與國際標準化工作，打破國外對新技術的封鎖，為我國自主研發(fā)高水平的機器人標準提供技術支持。
2）加快機器人標準化建設是滿足我國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。從社會層面來看，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；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。機器人無疑是解決這些問題的有效途徑?？深A見未來我國將持續(xù)成為全球最大的工業(yè)機器人市場，且我國服務機器人的市場規(guī)模預計將遠超過工業(yè)機器人。如此龐大的市場需要標準進行規(guī)范和引導，對我國標準化工作提出了迫切的需求。
3）加快機器人標準化建設是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)，我國在該領域的標準化工作有明顯優(yōu)勢，我國標準化工作能夠幫助我國服務機器人產業(yè)在技術研發(fā)、產品市場等方面迅速占據國際領先地位，更有可能實現跨越式發(fā)展，以標準引領產業(yè)發(fā)展，在國際機器人標準化舞臺上爭取更多的話語權。
針對上述機器人產業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和對標準化工作的新需求，我們應該加大機器人相關標準化工作的進程，并從以下四個方面加大推進力度：
1）加強我國機器人標準化工作的組織機構建設，完善我國機器人標準化工作的頂層設計。以全球化的視角，從全行業(yè)的高度提高機器人標準的科學性、適應性與有效性；
2）加強標準的推廣實施，加大標準化工作的執(zhí)行力度。完善標準實施的相關法律法規(guī)和政策制度，加大標準的推廣和實施力度；
3）推動研發(fā)與標準的協(xié)調發(fā)展，以科技手段提高標準本身與檢測方法的科學性；
4）積極推進機器人標準的國家化戰(zhàn)略，加強國際合作，參與國際競爭，以技術標準化促進產業(yè)國際化；
5）加強機器人標準化相關工作的人才培養(yǎng)與標準化知識的宣傳工作，提升從業(yè)者對機器人標準化的認識與業(yè)務水平。
4機器人標準化工作現狀
在市場國際化和經濟全球化深入發(fā)展的今天，標準作為經濟和社會活動的主要技術依據，已成為衡量國家或地區(qū)技術發(fā)展水平的重要標志、產品進入市場的基本準則、企業(yè)市場競爭力的具體體現。機器人標準的先進與完善，關系到產業(yè)的健康發(fā)展、以及產品國際市場競爭力的強弱。因此，機器人標準化工作受到了各國政府的高度重視，我國在機器人標準化工作方面也取得了良好的進展。
4.1國際機器人標準化工作現狀
4.1.1國際機器人標準化組織工作現狀
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（International Organization for Standardization，ISO）、國際電工委員會（International Electrotechnical Commission，IEC）。
1）ISO
ISO是最早進行機器人標準化研究的國際標準化組織。目前由ISO/TC299承擔機器人標準化工作，工作范圍包括除了軍用和玩具之外的所有機器人，工作重心一直在機器人本體方面，工作重點在于安全與性能測試標準。
當前，ISO/TC299共有8個工作組，工作組名稱和工作內容為：
ISO/TC299 /WG1：詞匯和特性。該工作組修訂了機器人詞匯，定義了與機器人相關的新詞匯，如服務機器人、醫(yī)療機器人、自治程度等，正在制定移動服務機器人詞匯標準。
ISO/TC299/WG2：個人護理機器人安全。完成了服務機器人領域第一個安全標準——ISO 13482：2014 《個人護理機器人的安全要求》。此標準涉及電動平衡車、外骨骼機器人、 移動機器人等服務機器人產品?，F在工作組正在制定進行與個人護理機器人安全相關的測試方法和指導性文件的編寫。
ISO/TC299/WG3：工業(yè)安全。目前，工業(yè)機器人的標準已經比較完善，本體安全與集成安全的標準已經修訂完成。
ISO/TC299/WG4：服務機器人。正在制定服務機器人性能及相關測試方法的系列標準，包括移動機器人及導航等。
ISO/TC299 /JWG5：應用機器人技術的醫(yī)療設備的安全
ISO/TC299 /JWG35：ISO/TC299和IEC/ TC 62聯合：醫(yī)療手術機器人。
ISO/TC299 /JWG36：ISO/TC299和IEC/TC 62聯合：醫(yī)療康復機器人。
ISO/TC299 /JWG5，ISO/TC299 /JWG35，ISO/TC299 /JWG36正在進行包括應用機器人技術的醫(yī)療設備安全自治程度指南，手術機器人和康復機器人的基本安全要求和性能的特殊要求的制定。
ISOTC299/WG6：服務機器人的模塊化。正在進行服務機器人模塊化軟硬件系列標準的制定。中國一直是這項工作的倡導者和主導者。
截止2017年8月，ISO/TC299發(fā)布的國際標準（ISO）和指導性技術文件（TR）有16項，內容涉及機器人詞匯、安全與測試方法、接口等方面，2012年后，發(fā)布了3項與服務機器人相關的標準?？傊?，ISO/TC299研究的熱點集中在工業(yè)機器人安全標準完善，服務機器人標準安全與測試方法的開發(fā)與研制。ISO制定的機器人標準及相關標準見附表A.1。
2）IEC
制定的標準主要涉及家用服務機器人的安全和性能、工業(yè)機器人的功能安全和醫(yī)療機器人等方面。標準化工作主要由IEC/TC59、IEC/TC61、IEC/TC62、IEC/TC116技術委員會承擔。
IEC/TC59：家用和類似用途電器性能（Performance of Household and Similar Electrical Appliances）技術委員會。負責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準，包括使用性能、分類、易用性、人體工效學等方面的特性。
IEC/TC61：家用和類似用途電器安全（Safety of Household and Similar Electrical Appliances）技術委員會。負責制定家用和類似用途電器安全方面的國際標準。目前已開始逐步在現有安全標準中增加涉及家用和類似用途服務機器人方面的要求，并且正在考慮制定家用和類似用途服務機器人方面的安全標準。
IEC/TC62：醫(yī)用電氣（Electrical equipment in medical practice）技術委員會。主要負責制定醫(yī)療器械生產、安裝和使用電氣設備的一般方面的國際標準，包括應用于健康護理的電氣設備，電氣系統(tǒng)和軟件，以及他們對患者、醫(yī)生等相關人員和環(huán)境產生的影響。
IEC/TC116：電動電器工具安全（Safety of Motor-operated Electric Tools）技術委員會。該技術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準。
這四個技術委員會都承擔了部分類型家用服務機器人的標準制訂工作。截至目前，IEC共發(fā)布家庭服務機器人國際標準9項，涉及鋤草機器人、家用清潔機器人性能、安全等。IEC還發(fā)布機器人相關標準7項，涉及機械安全、醫(yī)療產品軟件設計、工業(yè)自動化系統(tǒng)數據交換、家用真空吸塵器性能測試方法等。目前，IEC正在研制的國際標準有5項，主要針對家用和類似用途服務機器人、醫(yī)療機器人。IEC標準詳見附表A.2。
2015年6月，IEC標準管理局（SMB）同意成立機器人技術應用顧問委員會（Advisory Committee on Applications of Robot Technology，ACART），主要任務包括協(xié)調器人技術的共性因素，如術語、符號等；制定指南，提出制定機器人技術相關產品標準的關鍵因素；促進IEC和ISO在機器人技術方面的協(xié)作；解決標準重復問題，提出避免未來IEC和ISO內部及之間工作重復的程序；與IEC合格評定局（Conformity Assessment Board， CAB）緊密協(xié)作。
4.1.2發(fā)達國家/地區(qū)機器人標準化組織工作現狀
除上述主要國際標準化組織外，還有一些被國際普遍認可的標準化組織機構，主要有對象管理組織（Object Management Group，OMG）、美國試驗與材料協(xié)會（American Society for Testing and Materials，ASTM）和美國電氣電子工程師學會（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）。
1）OMG
OMG是一個開放成員的、非盈利性的計算機行業(yè)協(xié)會，致力于建立程序、系統(tǒng)和業(yè)務流程的建模標準以及基于模型的標準制定。Robotics DTF(Domain Task Force)主要任務是通過采用OMG標準加快基于模塊組件的機器人系統(tǒng)集成。與機器人相關的標準化工作組包括Robotics Functional Services WG、Infrastructure WG、Modeling for Robotics WG、Robotics Localization Service WG、Robotics Interaction Service Framework WG。已發(fā)布機器人交互服務規(guī)范（Robotic Interaction Service），機器人本地化服務規(guī)范（Robotic Localization Service）和機器人技術組件規(guī)范（Robotic Technology Component）。
2）ASTM
美國材料試驗協(xié)會（ASTM）是美國最老、最大的非盈利性的標準學術團體，不僅研究和制定材料規(guī)范和試驗方法標準，還制定各種材料、產品、系統(tǒng)、服務項目的特點和性能標準，以及試驗方法、程序等標準。目前已發(fā)布機器人標準30余條，涉及城市搜救機器人、應急響應機器人、無人機、潛水器術語、接口、性能、測試方法等方面。標準詳情見附表A.3。
3）IEEE
IEEE是一個國際性的電子技術與信息科學工程師的協(xié)會，是全球最大的非營利性專業(yè)技術學會。IEEE標準聯盟（Standards Association）有兩個工作組目前在開展機器人相關標準項目的研究工作。Robot Map Data Representation WG主要負責移動機器人環(huán)境地圖數據表達標準工作，正在開展的標準研制項目是“P1873 IEEE Draft Standard for Robot Map Data Representation for Navigation”。Ontologies for Robotics and Automation WG主要負責機器人本體定義標準工作，正在開展的標準研制項目是“1872-2015 IEEE Standard Ontologies for Robotics and Automation”。
除上述標準化組織外，世界各國和地區(qū)都非常重視機器人標準化工作。歐盟標準化技術委員會（CEN）以采用ISO標準為主，目前正在研制智能運輸系統(tǒng)相關標準（附表A.4）。德國標準化學會（DIN，附表A.5）、韓國標準協(xié)會（KSA，附表A.6）在標準制定中，工業(yè)機器人和服務機器人標準所占比重相當。美國國家標準學會（ANSI，附表A.7）、日本標準協(xié)會（JSA，附表A.8）、英國標準協(xié)會（BSI，附表A.9）、法國標準化協(xié)會（AFNOR，附表A.10）、俄羅斯（GOST，附表A.11）各自制定的國家標準均以工業(yè)機器人為主。另外，各國家的很多行業(yè)協(xié)會（標準詳情見附表A.12），如美國機器人工業(yè)協(xié)會（RIA）、美國航空航天學會（AIAA）、美國半導體產業(yè)學會（SIA）、美國焊接協(xié)會（AWS）、歐盟電工執(zhí)委會（CLC）等，也都非常重視機器人標準化工作，其制定的標準在機器人產業(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余條自動導引車（AGV）標準（附表A.13），這與德國擁有國際上最先進的AGV技術相符合。文中統(tǒng)計了各個重要標準化組織發(fā)布的機器人標準，如圖5。
注：圖中數據特指機器人標準，不包含相關標準
圖5各個重要標準化組織發(fā)布的機器人標準情況
4.2我國機器人標準化工作現狀
我國目前已發(fā)布和正在制定中的機器人及機器人相關的國家標準100余項（詳見附錄B中的表B.1）。其中基礎標準27項，檢測評定方法標準22項，零部件標準11項，工業(yè)機器人整機標準20項，個人/家用服務機器人整機標準4項，公共服務機器人整機標準0項，特種作業(yè)機器人整機標準6項，系統(tǒng)集成標準13項，如圖6。已發(fā)布的機器人國家標準將近一般是等效采用國際標準，內容涉及工業(yè)機器人詞匯、接口、特性表示、性能測試等。我國機器人標準的采標情況如圖7，可以看出我國機器人的采標率約為46.6%。我國已經上報和正在制定的國家標準計劃涉及工業(yè)機器人、服務機器人模塊化設計、碼垛機器人、鋤草機器人通用技術條件、家用清潔機器人、特種機器人術語和分類等。
圖 6 我國機器人標準分類情況
圖7 我國機器人標準采標情況
我國多個標準化相關機構和行業(yè)組織已開展了機器人標準化工作。國家層面上，開展機器人標準制定工作的主要以全國專業(yè)標準化技術委員會為代表；國家機器人標準化總體組和專家咨詢組，負責機器人基礎通用、關鍵共性等相關國家標準制定工作。另外，中國機器人產業(yè)聯盟、中國電子學會等開展了機器人聯盟標準和團體標準研究。
1）機器人與機器人裝備分技術委員會SAC/TC159/SC2
SAC/TC159/SC2是全國自動化系統(tǒng)與集成標準化技術委員會TC159的分技術委員會，是ISO/ TC299的國內對口單位，目前已經成立機器人模塊化、醫(yī)療機器人、服務機器人、教育娛樂機器人和載人機器人5個工作組，并進行相應國家標準的制定和國際標準的跟蹤。標準化工作包括定義、特性、術語；性能及其測試方法；安全；機械接口和末端執(zhí)行器；編程方法；信息交換需求等。具體的工作內容與國際完全對應。目前，已經發(fā)布的國家標準和行業(yè)標準26項。ISO/TC299發(fā)布的國際標準已全部轉化為國家標準。
2）全國家用電器標準化技術委員會SAC/TC46
SAC/TC46全國家用電器標準化技術委員會負責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、環(huán)境保護和資源再生利用等方面的標準化工作，對口IEC/TC59和IEC/TC61。下設17個分技術委員會和18個標準化工作組。在機器人領域，家電標委會負責制定家用和類似用途服務機器人方面的國家標準和行業(yè)標準。
3）全國特種作業(yè)機器人標準化工作組SAC/SWG13
主要負責特種作業(yè)機器人領域的國家標準化工作。目前正在制定多項國家標準。該工作組調研了機器人生產企業(yè)、技術研究單位、檢測部分、行業(yè)協(xié)會等相關單位，了解特種機器人產品研發(fā)及市場占有率、應用場景及發(fā)展趨勢，對電力行業(yè)的巡檢機器人等進行標準化預研，并完成了“特種機器人產業(yè)白皮書”和特種機器人的標準體系研究。
4）全國工業(yè)過程測量控制和自動化標準化技術委員會SAC/TC124
主要負責工業(yè)過程測量控制和自動化領域國家標準和行業(yè)標準的制修訂工作。其工作包括制定工業(yè)過程測量和控制用通信網絡協(xié)議標準，各類儀器儀表、執(zhí)行機構、控制設備標準和安全標準。其中很多標準屬于機器人強相關標準，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。
其他機器人相關的標準化技術委員會，還有諸如全國微電機標準化技術委員會TC2，全國海洋船標準化技術委員會TC12，全國信息技術標準化技術委員會TC28，全國機械安全標準化技術委員會TC208，全國減速機標準化技術委員會TC357等十幾家技術委員會，在軟件、核心零部件、水下機器人、物流機器人等方面制定了機器人相關標準。
同時我國還積極參與具有國際影響力的機器人標準化組織的工作。目前，我國專家是IEC 機器人技術應用顧問委員會ACART（Advisory Committee on Applications of Robot Technology）的召集人；我國專家擔任ISO/TC299/WG6服務機器人模塊化聯合組長，ISO/TC299/WG2個人護理機器人聯合項目負責人。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)療機器人安全、個人護理機器人、工業(yè)機器人安全、機器人詞匯、機器人性能等國際標準的制定工作；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機器人相關國際標準制定工作。
4.3我國機器人標準化工作面臨的問題
近年來，我國機器人標準化工作取得了積極進展，對我國機器人生產和應用起到了一定的指導與促進作用，但也存在以下幾方面問題：
一是現有機器人標準體系亟待完善，使其適應機器人產業(yè)的迅猛發(fā)展。梳理和修訂已有標準，制定新的標準，解決個人/家用/專業(yè)服務機器人標準部分缺失問題，并使其對機器人產業(yè)的進一步發(fā)展起到引領與推動作用。
二是機器人標準存在交叉重復現象，機器人相關標準化技術委員會在機器人領域的標準化工作邊界有待進一步明晰，需要統(tǒng)一布局并建立一套流程機制避免未來機器人標準化工作的交叉重復現象。
三是某些傳統(tǒng)類機器人標準需要修訂和提升。目前我國機器人標準中有一些已經明顯滯后于產業(yè)發(fā)展，特別是部分傳統(tǒng)類型的機器人標準，已經不適應技術創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展需要。
四是系統(tǒng)集成和檢測評定方法標準有待補充制定。機器人的安全、檢測、協(xié)作等尚無系統(tǒng)性、通用性國家標準。
五是新型機器人產品和新型機器人技術相關的標準急需制定。目前新型機器人如移動操作臂復合機器人，和公共安全服務、災難救援、養(yǎng)老助殘、家庭服務、載人機器人等領域的服務機器人得到了廣泛關注，市場潛力巨大，但目前相應的產品標準的制定遠落后于產品的開發(fā)，需要制定相應的標準引導行業(yè)發(fā)展。
4.4國家機器人標準化總體組：應時而生
由于我國與機器人領域相關的標準化技術委員會眾多，彼此之間的溝通不夠充分，信息分享不夠及時，導致機器人標準出現交叉重復的問題，各個標準化技術委員會在機器人領域的標準化工作邊界有待進一步明晰。同時為解決我國標準化工作中存在的若干問題，急需建設新型高效的標準化組織機構對機器人標準化工作進行自上而下的統(tǒng)籌協(xié)調，加快推進機器人標準化工作。
因此，2015年9月，由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，總體組組織結構如圖8所示。
圖8 國家機器人標準化總體組組織結構圖
總體組在機器人標準化中承擔統(tǒng)籌協(xié)調、規(guī)劃布局的角色，負責擬定我國機器人標準化戰(zhàn)略和推進措施，制定我國機器人標準體系框架，協(xié)調我國機器人相關國家標準的技術內容和技術歸口，組織開展機器人基礎共性等相關國家標準制定、國際標準化和標準應用實施等工作。
國家機器人標準化專家咨詢組由國內機器人領域知名專家學者組成，負責為總體組提供機器人標準化工作方面的決策咨詢，對機器人標準化工作進行指導，提出機器人標準化工作重大問題建議。
總體組秘書處由中國科學院沈陽自動化研究所為第一秘書處承擔單位，上海電器科學研究院為第二秘書處承擔單位。
總體組根據標準化工作的需要下設工作組和研究組，以此建立健全總體組的組織機構。在此基礎上，進一步完善機器人標準化總體組的工作機制，通過廣泛合作推動機器人標準化工作。
總體組將通過為期三年的試點工作，加強各行業(yè)廣泛合作，形成有效的管理制度，為后續(xù)更多的新興多學科交叉領域標準化工作探索經驗，樹立典范。
5我國機器人標準體系建設
為了全面貫徹《中國制造2025》將機器人作為重點發(fā)展領域的總體部署，落實《深化標準化工作改革方案》建立協(xié)同發(fā)展、協(xié)調配套的新型標準體系要求，解決機器人標準缺失、滯后、系統(tǒng)性不足等問題，國家標準化管理委員會、國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部、科學技術部聯合制定《國家機器人標準體系建設指南》，指導當前和未來一段時間內的機器人標準化工作。根據當前機器人產業(yè)發(fā)展和標準化現狀，機器人標準體系將在5年內建立并逐步完善。
5.1機器人標準體系結構
機器人標準體系結構主要反映了標準體系各部分的相互關系，由基礎標準、檢測評定方法標準、零部件標準、整機標準和系統(tǒng)集成標準五部分構成。其中基礎標準是機器人標準體系的基石和保障；零部件標準、整機標準和系統(tǒng)集成標準是機器人標準體系的主體，它是根據機器人的集成關系而進行分類獲得的；檢測評定方法標準是在基礎標準的基礎上形成的對零部件、整機和系統(tǒng)集成評價的實現手段。機器人標準體系結構圖如圖9 所示。
圖9機器人標準體系結構圖
5.2機器人標準體系框架
機器人標準體系框架是由機器人標準體系結構向下映射而成，是形成機器人標準體系的基本組成單元。機器人標準體系包括：基礎標準、檢測評定方法標準、零部件標準、整機標準和系統(tǒng)集成標準五個部分。機器人標準體系框架如圖10所示。
機器人標準體系表是按機器人標準體系框架中的分類，由已發(fā)布、制定中及擬制定的機器人標準組成。機器人標準體系表見附件。
圖10 機器人標準體系框架圖
1）基礎標準：
機器人基礎標準包括名詞術語與定義、分類、支撐技術和智能化四個部分。
2）檢測評定方法標準：
檢測評定方法標準包括功能和性能標準、安全標準、電磁兼容標準、環(huán)境標準和可靠性標準。通過規(guī)范測試項目、測試場地、測試儀器/設備、測試條件、測試步驟、技術指標、評定方法、性能判據、限值等級和報告內容等來實現的。
3）零部件標準：
機器人零部件標準包括高精密減速器標準、伺服電機驅動器標準、控制器標準、傳感器標準、電池標準和電纜標準等機器人關鍵零部件標準，用于規(guī)范其相關技術規(guī)格、品質參數和可靠性等指標，是機器人零部件生產、質量檢驗、選購驗收、使用維護和洽談貿易的技術依據。
4）整機標準：
機器人整機標準包括工業(yè)機器人標準、個人/家用服務機器人標準、公共服務機器人標準和特種作業(yè)機器人標準。用于規(guī)范整機的通用要求、技術要求、特殊試驗方法、檢驗規(guī)則（抽樣、原則）、標簽與標志、包裝、運輸、貯存和使用說明等。
5）系統(tǒng)集成標準：
機器人系統(tǒng)集成標準，包括接口標準、通信標準、數據標準和協(xié)作標準等。
6近期機器人標準化工作重點
機器人標準化建設是我國機器人產業(yè)發(fā)展的關鍵因素之一，是保證我國機器人產業(yè)在全球競爭中搶占先機，獲得優(yōu)勢的重要手段。結合機器人產業(yè)發(fā)展現狀和需求，對照現有機器人標準化工作情況，提出我國機器人標準化工作近期重點工作如下：
1. 完善標準體系
機器人是一項交叉學科，機器人標準體系建設是一項復雜的系統(tǒng)工程。面對機器人產業(yè)、行業(yè)發(fā)展的新形勢，要在系 統(tǒng)梳理國際、國內外現有相關標準，明確機器人標準化和重點應用領域需求的基礎上,對比發(fā)現目前我國機器人標準化工作中存在的標準缺失問題；在標準的制修訂、標準實施應用過程中，逐步調整、補充和完善標準體系。通過標準化工作引領相關產業(yè)健康有序發(fā)展，提高產品質量，提升競爭實力。
2. 建立和完善急需立項標準工作指導框架
針對機器人相關的標準化委員會有十余個，工作內容在一定程度上存在交叉現象，機器人標準也存在重復的問題，總體組致力于探索和建立一套直觀、高效、便捷的方法和機制避免未來機器人標準化工作中的交叉重復問題。總體組建立了機器人急需立項標準工作指導框架，以直觀的方式對中國現有的和待立項的機器人標準進行了分類標注，同時也注明了專注于此領域的標準化技術委員會。
將已經發(fā)布和立項的標準按照框架進行分類后，填寫到相應的表格中，并注明該項標準歸口的技術委員會。當某表格項存在兩個及以上的技術委員會時，提示該標準化領域存在技術委員會層面的交叉。對于急需立項的標準，也可以參考此框架，查看是否已經有類似的標準存在，避免重復制定。該框架的空白項同時提示了機器人標準化領域還有哪些尚待制定的標準。詳情請查閱附錄C。
3. 加快標準制修訂工作
目前，國內工業(yè)機器人領域相關標準還有待完善，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各行業(yè)對相關標準的需求。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支撐，標準制定工作亟待深入探討和加強。
針對我國部分國家標準老化、滯后的問題，提出復審意見和立項建議，做好國家標準修訂計劃；2016年，根據《國家智能制造標準體系建設指南》，以“急用先行、共性先立”的原則，完成部分基礎通用標準和關鍵核心標準的審批、立項和制定工作。與此同時，面向我國機器人產業(yè)發(fā)展現狀和迫切需求，廣泛征集新標準立項建議，盡快確定一批急需立項國家標準，制定一批目前缺失但又是產業(yè)急需的標準，如安全、可靠性等檢測評定方法標準，以及新型機器人標準，如復合機器人、專業(yè)服務機器人、個人/家用服務機器人等產品標準。加快標準編制、意見征求、標準審查、報批發(fā)布相關進程。
為適應和保障機器人技術創(chuàng)新和產業(yè)快速發(fā)展，需要加快機器人技術標準基礎性、前期性預研，做好機器人標準化工作的新理論、新技術、新方法的分析研究，密切跟蹤機器人領域國際標準和國外先進標準的動態(tài)變化。加快推進機器人標準的評估和修訂工作，保證機器人標準的科學性和先進性。
4. 開展標準應用示范
逐步開展：(1) 機器人關鍵零部件研制及應用示范工程，用標準服務與指導減速器、控制器、伺服電機及驅動器、傳感器等關鍵零部件的研制及產業(yè)化應用；(2) 工業(yè)機器人核心技術研究及應用示范工程，將標準服務于指導工業(yè)機器人核心技術、多工業(yè)機器人協(xié)作技術及智能工業(yè)機器人技術研究，并按照細分行業(yè)推進示范應用；(3) 服務機器人技術研究及應用示范工程，將標準重點服務于應急、檢測、能源、醫(yī)療、康復、養(yǎng)老、助殘、救援等服務機器人的研制，創(chuàng)造良好社會和政策環(huán)境，推進國產產品的示范應用。在試點示范工程中了解標準化需求，通過標準對試點示范項目開展評價與驗收。
充分借助國家機器人協(xié)同創(chuàng)新中心公共服務平臺，做好機器人基礎共性及關鍵技術標準的宣貫工作。充分利用國家機器人檢測與評定中心，實現機器人標準的產業(yè)化落地，在機器人產品及部件的性能檢測、可靠性和安全性評價過程中，開展標準的試驗驗證。加強標準實施的信息反饋，不斷提高標準的先進性、適用性，同時根據實際情況對標準體系不斷修訂完善，加大推廣應用力度。
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)根據其制造業(yè)特點，有針對性地開展智能制造某領域的標準宣貫會。以培訓、咨詢服務等市場化手段推進標準宣貫與落地。
5. 推動標準實施
機器人標準的實施是機器人標準化體系建設的重要環(huán)節(jié)之一，是切實有效地推動機器人產業(yè)的發(fā)展，提升機器人產品在國內外各個領域市場競爭力的有效手段。具體實施工作可分為以下五個部分：
1) 建立標準實施的監(jiān)督管理機制
標準實施的監(jiān)督機制是標準實施的保障，作用于機器人設計、開發(fā)、應用等的全過程中。(1) 建立健全標準實施的監(jiān)督管理機構。(2)建立健全標準實施的規(guī)章制度。(3) 建立健全機器人產品評價、檢測和認定體系，正確評價機器人標準化的效果。
2) 及時制定標準相關的配套文件
及時組織各方專家和相關單位制定/修改與標準相匹配的規(guī)范、實施方法、實施細則等核心配套文件，確保標準執(zhí)行單位能夠在統(tǒng)一的標準和規(guī)范下進行機器人相關產品的研制、生產等。
3) 建立機器人標準宣貫體系
標準的制修訂及配套文件等都需要及時準確地對外發(fā)布，因此需要建立完善的機器人標準宣貫體系，宣貫體系包括：(1) 建立機器人標準宣貫網絡，采用多渠道、多形式的宣貫手段，(2) 建立標準執(zhí)行單位的信息數據庫，為這些單位定期整理制作《機器人標準匯總目錄》，并及時推送。(3) 組織對標準執(zhí)行人員的定期培訓。(4) 建立機器人標準示范基地，加快機器人標準實施進度。
4) 建立標準信息服務平臺
建立標準信息服務平臺，對機器人標準在實施過程中遇到的問題進行收集和解答，保證標準的準確執(zhí)行。
5) 建立標準意見征集和反饋機制
建立多種形式的標準征集和反饋機制，實現方式可分為三種：(1) 通過座談會、調查表、服務專線等形式，向標準執(zhí)行單位了解標準實施情況和急需制修訂的標準項目。(2) 建立并完善標準意見征集和反饋的管理辦法，設置專門的標準執(zhí)行意見征集與反饋管理機構。(3) 建立科學規(guī)范的評審機制，定期提出新標準立項建議及現行標準的修改意見。
注重檢測評定工作中標準的試驗驗證，加強標準實施的信息反饋，不斷提高標準的先進性、適用性，同時根據實際情況對標準體系不斷修訂完善。進一步健全標準宣貫和實施的監(jiān)督機制，強化總體組統(tǒng)籌規(guī)劃標準實施和監(jiān)督工作的職能。及時開展標準的宣傳和培訓工作，拓寬標準發(fā)布渠道，加大對新發(fā)布標準等的宣貫培訓范圍和力度，加大推廣應用。加強標準意見的征集和反饋工作，建立標準意見反饋機制，開發(fā)標準意見征集和反饋系統(tǒng)，不斷提高標準質量。
6. 加強多層次的人才培養(yǎng)
機器人標準化涉及多學科領域，需要大批高素質技術人才，同時為加深對用戶需求及市場導向的了解，也要儲備具有豐富經驗的市場營銷人才。通過探索實施機器人標準化人才培養(yǎng)計劃，建立并完善機器人標準化人才信息庫，加強人才培養(yǎng)和對外交流。當前我國對優(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)與引進力度，打造一支高素質專業(yè)標準化人才隊伍，為推進機器人標準化工作提供源源動力。
7. 加強國際交流合作
為加強國際交流合作，既要密切跟蹤國際標準化工作進展，又要吸收借鑒國外的先進管理理念，不斷的探索和總結經驗。一方面，中國應與國際組織更多地合作舉辦機器人領域高水平的國際標準化會議、研討會和產業(yè)論壇，探討標準化需求，技術發(fā)展方向以及創(chuàng)新的產業(yè)模型；另一方面，我國專家應積極爭取承擔國際標準化組織如ISO、IEC的重要職務，加大主導和參與國際標準制定工作的力度。
此外，依托現有的中德智能制造/工業(yè)4.0 國際標準化工作組等平臺，加強標準化領域的合作，積極參與機器人相關的國際標準化活動，不斷提高中國標準的國際化水平。爭取在機器人本體安全要求、協(xié)同安全、專業(yè)機器人和模塊化、機器人評價標準等方面實現國際標準新突破，提出國際標準提案，促進我國機器人技術和產業(yè)的國際化。以中國標準“走出去”，帶動中國技術、裝備、品牌和服務“走出去”。
來源：AnyTesting
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