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赛迪功能安全(二)机器人功能安全要求

2021-08-03
功能安全,就像人的身体的免疫系统,如果系统出现软硬件随机失效,功能安全能保护系统免受伤害。功能安全作为受控装置(Equipment under control,简称EUC)和EUC控制系统的整体安全的一部分,其起因是危险和风险,目的是将风险降低到可接受的范围内,并通过电气/电子/可编程电子安全相关系统(简称E/E/PE安全相关系统)、其他技术安全相关系统和外部风险降低设施正确执行其功能来实现,见下图。




对于机器人产品的功能安全要求,一是要通过风险评估确定功能安全需求;二是要符合相关标准要求。下表给出了国内外常见的机器人专用标准,这些标准明确提出了机器人需要满足的功能安全要求,规定了功能安全应符合的等级和设计中应考虑的因素。




























1、工业机器人功能安全要求


我国的GB 11291.1-2011《工业环境用机器人 安全要求 第1部分:机器人》,等同采用国际标准ISO 10218-1:2006,主要针对工业环境用机器人产品,其功能安全规定需要符合GB/T 16855.1-2008中所描述的类别3,详见下图。




国外工业机器人标准已经由ISO 10218-1:2006更新为ISO 10218-1:2011,其功能安全规定需要符合ISO 13849-1:2006中所描述的PL=d、结构类别3,或IEC 62061:2005所描述的SIL2、硬件1级容错,验证测试间隔不少于20年,详见下图。



























2、工业机器人集成系统功能安全要求


我国GB 11291.2-2013《机器人与机器人装备 工业机器人的安全要求 第2部分:机器人系统与集成》,等同采用国际标准ISO 10218-1:2011,标准主要针对工业环境用机器人系统/单元产品。
国内外标准对于工业机器人集成系统功能安全要求是一致的,要求符合GB/T 16855.1-2008中所描述的PL=d、结构类别3,或GB 28526-2012所描述的SIL2、硬件1级容错,验证测试间隔不少于20年,详见下图。



























3、物流机器人功能安全要求


我国物流机器人检验规范为CR-1-0303TS:2018《物流机器人通用技术要求》,主要针对仓储、物流、运输等领域的物流机器人产品,其功能安全要求,详见下表。





国外物流机器人检验标准为ISO 3691-4:2020 《工业车辆安全要求和验证 第4部分:无人驾驶工业卡车及其系统》,主要针对无人驾驶工业车辆及其系统。其功能安全要求,详见下表。



























4、个人助理机器人


我国GB/T 36530-2018《机器人与机器人装备 个人助理机器人的安全要求》,等同采用ISO 13482-2014,主要针对移动仆从机器人、身体辅助机器人和载人机器人三类个人助理机器人。
国内外标准对于个人助理机器人功能安全要求是一致的,详见下图。




不同种类的个人助理机器人的紧急停止、保护性停止、操作空间限制、速度限制、力控制、危险碰撞避免以及稳定控制等安全功能的性能等级要求,详见下表。




以上是国内外机器人标准中对于机器人功能安全要求的介绍,阐述了工业机器人及集成系统、物流机器人、个人助理机器人的功能安全要求。这些要求主要涉及ISO 13849和IEC 62061两个标准,在接下来的系列文章中,将逐步向读者介绍如何实现并满足这些标准要求。


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