StandICT.eu技术工作组发布《机器人标准前景》报告
2024年10月31日， StandICT.eu 技术工作组（TWG）编写，主要围绕机器人标准展开，阐述了机器人在欧洲数字化进程中的关键作用，分析了机器人与自主网络在标准化需求上的共性，梳理了自动化引导车辆（AGV）、ICT 网络、医疗机器人等应用领域的标准现状，并指出了机器人在知识、任务和地图表示及功能安全方面的标准差距，对推动机器人技术在欧洲的发展及标准化进程具有重要指导意义。
随着欧洲迈向 2030 年数字十年目标，机器人在制造业、医疗保健和交通等关键领域的变革中至关重要。本报告聚焦于 AGV、ICT 网络和医疗机器人的标准，以应对标准化差距，保障公民安全、促进创新和增强欧洲竞争力。同时，报告为欧洲企业提供标准参考，并强调政策层面的相关倡议对机器人标准化的重要性。
一、引言
报告涵盖机器人、机器人与自主系统（RAS）、自主 / 自治网络（ANs）等紧密相关领域的标准及活动，这些领域在标准化需求上有共性，部分标准可通用。随着机器人应用的增长，加速标准制定以填补差距十分必要，如在机器人的知识、任务和地图表示及功能安全方面。
以通用操作原则蓝图（COPAAN）为例，说明 ANs 和 RAS 在标准化需求上的联系，其规格可能适用于多种智能系统，IEEE 等已开展相关工作推动其发展。
二、自主 / 自治网络（ANs）与机器人和自主系统（RAS）的标准化共性
1、ANs 的定义与特性：自主和自治网络（ANs）涵盖智能系统及 ICT 网络，具有自我管理特性，如资源自动发现、自我配置、诊断、修复等自我 -* 行为属性，被视为自我管理系统，包括自主网络等，其范围不断扩展，原因在于不同类型 ANs 存在共性且有望共享标准，促进创新与联合，如 IEEE 提出的共生自主系统涵盖人机交互等多种用例。
2、各行业对智能认知系统的需求及相关标准制定：各行业对由闭环控制、人工智能等驱动的智能认知系统需求大增，在传统 ICT 网络、制造业、汽车等行业，因网络管理复杂，对网络自动化及相关标准需求迫切。多个标准开发组织（SDOs）/ 论坛致力于制定 ICT 网络及服务的认知 / 自主管理和控制标准，如 ETSI 发布的 GANA 标准为网络和服务的自主管理控制提供架构参考模型，在多组织中得到应用，推动了 GANA 知识平面驱动的网络发展，且多个相关组织参与了 ANs 的多 SDO 倡议，以促进信息交流、减少重复工作和识别标准化差距。
3、智能系统的设计和操作原则共性：不同 ANs 系统和行业部门的智能（认知）系统在设计和操作原则上存在共性。设计原则包括生物启发设计（如借鉴人体自主神经系统）和运用认知、人工智能等技术；操作原则方面，部分智能系统可共享，如都嵌入控制环结构模仿人体自主神经系统，以实现智能和自我 -* 行为能力，ETSI 和 IEEE 等对自主网络和自治网络的分类及关系进行了探讨，明确了自主性概念对实现自主网络属性和行为的推动作用。
三、标准全景
AGV 相关标准：ANSI/CAN/UL、ANSI/RIA 等组织制定了涵盖 AGV 设备类型、安全要求、性能测试、术语等多方面的标准，如 ANSI/CAN/UL 规定了电池驱动移动平台的相关要求，ANSI/RIA 明确了工业移动机器人的安全准则。
ICT 网络相关标准：BBF、IEEE、ITU - T 等组织的标准涉及网络运维自动化、架构、功能模型、安全风险评估、数据交换格式等内容，如 BBF 提出了接入与家庭网络智能运维框架，IEEE 探讨了未来网络标准化路线图及 COPAAN 蓝图。
医疗机器人相关标准：COVR、IEC 62 SC 62D 等组织针对医疗机器人的安全技能测试、手术设备安全性能、康复机器人功能测试等制定了标准和实践指南，如 IEC 62 SC 62D 规定了机器人辅助手术设备的安全要求。
1、AGV 相关标准
ANSI/CAN/UL：其标准《Automated Mobile Platforms (AMPs)》涵盖电池驱动移动平台，适用于室内或特定商业 / 工业环境的室外设备，涉及铅酸或锂电池供电及充电方式，于 2021 年第二季度发布。
ANSI/RIA：《Industrial Mobile Robots - Safety Requirements - Part 1: Requirements For The Industrial Mobile Robot》针对工业移动机器人（IMRs）的安全要求，详细描述工业环境中的基本危害并提供风险降低要求，2020 年第四季度发布。
ASME：《MUS STANDARDS COMMITTEE ON MOBILE UNMANNED SYSTEMS》为移动无人系统（包括无人机、地面 / 爬行和水下设备）在工业设施检查等应用建立安全可靠的标准和指南，2022 年第二季度发布。
CEN TC 150 WG3：《SAFETY OF INDUSTRIAL TRUCKS - DRIVERLESS TRUCKS AND THEIR SYSTEMS》涉及除特定机械引导和特定区域操作卡车外的所有无人驾驶工业卡车及其系统安全，1997 年第三季度发布。
COVR：包含多个推荐实践，如《Test Mobile Platform to Maintain a Separation Distance》验证物流和制造应用中移动机器人的安全距离保持技能；《Test Mobile Robot Arm for Collision with Fixed Object (Crush)》验证移动机器人手臂的碰撞安全技能，均于 2021 年第四季度发布。
IEC TC 65 SC 65A：《Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems》针对电气 / 电子 / 可编程电子安全相关系统的功能安全，旨在降低故障风险至可接受水平，2010 年第二季度发布。
ISO TC 110 SC2：《Industrial trucks - Safety requirements and verification - Part 4: Driverless industrial trucks and their systems》规定无人驾驶工业卡车及其系统的安全要求与验证方法，明确适用范围和不适用场景，2020 年第一季度发布。
ISO TC 299：发布多项标准，如《Robotics - Performance criteria and related test methods for service robots - Part 1: Locomotion for wheeled robots》描述轮式机器人运动性能评估方法；《Mobile robots - Vocabulary》定义移动机器人相关术语；《Robotics - Modularity for service robots - Part 1: General requirements》提出服务机器人模块化框架要求，发布时间各异。
Massrobotics：《MassRobotics Interoperability Standard》促进机器人自动化互操作性，使不同类型机器人能共享信息和操作规则，2021 年第二季度发布。
VDA：《AGV Communication Interface》规定了中央主控制与自动导引车（AGV）在物流过程中的通信接口，2022 年第一季度发布。
2、ICT 网络相关标准
BBF：《TR - 436 Access & Home Network O&M Automation/Intelligence》构建接入与家庭网络智能自动化运维框架，利用机器学习等实现故障诊断和预测分析；《Network Functions Virtualisation (NFV) Release 4; Management and Orchestration; Report on enabling autonomous management in NFV - MANO》探讨 NFV 中的自主管理；《Autonomic network engineering for the self - managing Future Internet (AFI); Generic Autonomic Network Architecture; Part 2: An Architectural Reference Model for Autonomic Networking, Cognitive Networking and Self - Management》提出自主网络架构参考模型，发布时间不同。
IEEE：《IEEE INGR (International Network Generations Roadmap)/Future Networks, Standardization Building Blocks (SBB) Roadmap Chapter》讨论未来网络（包括 5G/6G 和 ANs）标准化路线图，提出 COPAAN 蓝图需求并阐述其与机器人的联系，2022 年第一季度发布。
ITU - T：《ITU - T Focus Group on “Autonomous Networks” (FG - AN)》识别和弥补自主网络标准差距；《Requirements and functional model for a ubiquitous network robot platform that supports ubiquitous sensor network applications and services》定义泛在网络机器人平台的需求和功能模型，发布时间分别为 2020 年第四季度和 2013 年第一季度。
NGMN：《6G Use Cases and Analysis by NGMN V1.0》分析 6G 用例及对机器人网络的影响；《5G End - to - End Architecture Framework by NGMN Alliance, v3.0.8》概述 5G 网络自主管理需求；《ODA Functional Architecture Guidebook》提供相关架构指南，发布时间不同。
ANSI/RIA：《Industrial Mobile Robots - Safety Requirements - Part 1: Requirements For The Industrial Mobile Robot》再次强调工业移动机器人安全要求，2020 年发布。
CEN：《Guidelines for the development and use of safety testing procedures in human - robot collaboration》为人类 - 机器人协作安全测试程序提供指导框架，2022 年第一季度发布。
GSMA：《Enabling 5G Autonomous Robots in the Factory》和《5G Brings Autonomous Robots To Life》探讨 5G 对工厂机器人的赋能及应用案例，发布时间分别为 2021 年第四季度和 2022 年第一季度。
ISO TC 110：《Industrial trucks - Safety requirements and verification - Part 4: Driverless industrial trucks and their systems》再次提及无人驾驶工业卡车安全标准，2020 年第一季度发布。
ISO TC 184 SC 5：《Advanced automation technologies and their applications - Requirements for establishing manufacturing enterprise process interoperability - Part 1: Framework for enterprise interoperability》规定制造企业流程互操作性框架；《Enterprise integration - Framework for enterprise modelling》提供企业建模框架，发布时间分别为 2011 年第三季度和 2006 年第二季度。
ISO TC 299：在机器人系统安全设计、操作、集成等方面发布多项标准，如《Robotics - Safety design for industrial robot systems - Part 2: Manual load/unload stations》等，发布时间不一。
TM Forum：《AI Closed Loop Automation – Anomaly Detection and Resolution v2.1.0》提供人工智能闭环自动化的异常检测和解决报告，2021 年第三季度发布。
3、医疗机器人相关标准
COVR：包括多个针对医疗机器人的测试协议，如《Test Exoskeleton for Single Axis Rotation Beyond Pre - Set Limits for Individual Patient Movement》验证外骨骼关节运动安全技能；《Test exoskeleton for maintaining proper alignment for hinge type joints》验证关节对齐安全技能等，均于 2021 年第四季度发布。
IEC 62 SC 62D：《Medical electrical equipment - Part 2 - 77: Particular requirements for the basic safety and essential performance of robotically assisted surgical equipment》规定机器人辅助手术设备的基本安全和基本性能要求，2019 年第三季度发布。
IEEE：《Standard for an Architectural Framework for the Internet of Things (IoT)》涉及医疗健康领域的物联网架构；《Medical electrical equipment - Part 4 - 1: Guidance and interpretation - Medical electrical equipment and medical electrical systems employing a degree of autonomy》为医疗电气设备自主管理提供指导，发布时间分别为 2018 年第四季度和 2017 年第二季度。
VDE/DKE：《Safety of household and similar appliances Part 2 - 107: Particular requirements for robotic battery powered electrical lawnmowers》规定机器人电池供电割草机安全要求；《Cleaning robots for household use》规定家用清洁机器人性能特征，发布时间分别为 2021 年第二季度和 2015 年第二季度。
ETSI：《SmartM2M; Use cases for cross - domain data usability of IoT devices》包含机器人相关的物联网数据用例，2021 年第四季度发布。
ISO TC 135：《Non - destructive testing - Robotic ultrasonic test systems - General requirements》规定机器人超声测试系统要求。
四、机器人的知识、任务和地图表示及功能安全的标准与差距
知识、任务和地图表示：随着机器人应用场景拓展，人工智能推动机器人技术发展，IEEE 制定了一系列标准，如 IEEE Std 1872 - 2015 开发了机器人与自动化核心本体（CORA），后续还有关于自主机器人本体、3D 地图数据表示、语义地图等标准工作，同时也在推进机器人任务定义和人机交互术语及实践指南的标准化，以及机器人伦理标准的制定，如 IEEE Std 7007 - 2021。
功能安全：传统工业机器人遵循 ISO 10218 等标准，协作机器人有 ISO/TS 15066 提供额外指导，移动机器人需考虑电池、管理和通信等安全问题，不同类型机器人安全要求各异且需风险评估。ISO TC 299 WG 6 是主要的机器人标准工作组，涵盖机器人多个方面的标准制定工作。
1、知识、任务和地图表示
应用场景推动技术发展与标准化需求：随着机器人在人类生活各场景应用增多，人工智能在其中的关键作用促使机器人与人工智能技术深度融合，进而对机器人领域的知识表示标准化提出了更高要求，以实现智能机器人相关技术的互操作性。
IEEE 相关标准进展：IEEE 积极推进相关标准制定，IEEE Std 1872 - 2015 构建的机器人与自动化核心本体（CORA）奠定了基础，减少了领域知识的模糊性和不一致性，其以机器可读格式促进人机交互理解；后续的 IEEE Std 1872.2（自主机器人本体）进一步细化环境、行为及交互的标准化描述；IEEE 1873 - 2015 为机器人导航的二维地图提供数据模型和格式，目前还有工作组致力于 3D 地图数据和语义地图标准研发；此外，IEEE 1872.1.1 工作组规划制定机器人任务实施指南，IEEE P3107 和 3108 工作组分别针对人机交互术语和实验实践指南展开工作，IEEE Std 7007 - 2021 则聚焦于确保机器人任务遵循伦理规范，涵盖伦理原则、隐私保护等多方面内容。
2、功能安全
传统工业机器人安全标准基础：传统上，工业机器人多遵循如 ISO 13849 和 IEC 62061 等机械安全标准，通过设置屏障、门联锁等方式保障安全，将机器人与人隔离。在工业机器人应用标准中，ISO 10218 - 1 和 ISO 10218 - 2 占据重要地位，其规定了设计和应用要求，并通常倡导特定的安全完整性等级（如 SIL 2、PL d 等），不过风险评估可调整这些要求，且 2022 年修订版为非冗余安全系统提供了新路径。
协作机器人安全标准补充：协作机器人的出现带来新挑战，ISO/TS 15066 应运而生，为机器人与人共享工作空间的协作场景提供关键指导，其核心的功率和力限制（PFL）模式通过安全设计或功能实现风险降低，同时速度和分离监测（SSM）标准也助力协作机器人在不同场景下安全高效运行。
移动机器人安全标准要点：移动机器人（如 AGV、AMR 等）因具有移动性且应用场景多样，在功能安全上有独特需求，涉及电池安全、车队管理和通信等方面，通常 PL d 或 SIL 2 可满足基本安全，但每个应用都需进行风险评估，ISO 22166 系列标准正在制定中以提供指导；在感知技术方面，从激光扫描仪到 IEC 61496 - 3 允许的 3D TOF 相机，技术发展促使功能安全指导需求增加，如 ISO TR 5469 有望在相关领域提供指导。
非工业及家用机器人安全考量：非工业环境下的移动机器人在最后一公里配送等场景面临与公众交互的挑战，需应对不同人群情况；家用机器人则遵循 ISO 13482 标准，涵盖多种类型，从智能音箱机器人到简单的托盘机器人，正逐步融入家庭生活并承担特定任务。
主要标准工作组：ISO TC 299 WG 6 是机器人功能安全国际共识的核心工作组，其下多个分组（如 WG 1 - 词汇和特性、WG 2 - 个人护理机器人安全等）分工协作，全面推动机器人功能安全各方面的标准制定与完善工作。
五、StandICT.eu 2023简介
StandICT.eu 2023为欧盟资助的ICT标准化项目，其使命包含两方面：首要目标是通过举行一系列的Open calls，资助欧洲ICT技术专家参与国际标准化发展组织的各项工作组，涵盖《信息和通信技术标准化滚动计划》中的诸多专题，如5G和固定网络、物联网、网络安全、数据、云计算、量子技术、AI、区块链、行业4.0、IT/自动化驾驶、金融科技/金融服务和电子医疗等。
注：基于 StandICT.eu 2023（2020 - 23）和 StandICT.eu 2020（2018 - 19）的成功，StandICT.eu 2026获欧洲 ICT 标准 “首选” 项目认可，其主要目标是通过启动管理设施支持奖学金计划、借助 EUOS 和技术工作组让 ICT 标准化专家做贡献、依靠权威专家组确保高级别指导以应对欧盟相关事项、创建论坛解决政策问题等方式，加强在欧洲 ICT 标准化生态系统中的全球影响力。
来源:江苏省技术性贸易措施平台