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工业和协作机器人的标准、指南和行业最佳实践gydF4y2Ba
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Shubham Pratap Singh，现场应用工程师gydF4y2BaLDRA印度gydF4y2Ba

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当我们想到机器人技术时，我们脑海中出现的半岛app官网第一个画面要么是人形机器人，要么是机械臂，但机器人技术并不局限。它应用于各个绑定领域，如航空航天、国防、航天、汽车、医疗、工业等。这些应用程序大多是安全或关键任务。因此，我们应该关注这些机器人的安全和保障;否则，故障可能会对人体造成严重伤害或造成巨大的资金损失。gydF4y2Ba

根据应用类型分类的机器人包括工业机器人(如物流、制造)和服务机器人(在国防、教育、家庭等方面协助人类的机器人)。在本文中，我们将专门关注工业机器人。gydF4y2Ba

  • 工业机器人是用于工业自动化的机器，可以自动控制，移动/旋转多个轴。这些机器人既可以是移动的，也可以是固定的，例如，手动引导机器人，串行机械手等。gydF4y2Ba

  • 协作机器人(Cobots)是工业机器人的增强版。这些机器人与人类一起工作，并使用末端执行器与人类互动。末端执行器是一种与环境相互作用的装置。gydF4y2Ba

市场动态-印度和全球:gydF4y2Ba半岛app官网机器人是印度的新兴领域之一，工业arc的预测1预测印度工业机器人市场从2019年到2024年的复合年增长率为13.3%。如果我们谈论全球场景，那么根据魔多智能2报告，2020年机器人市场价值为236.7亿美元，预计到2026年将达到740亿美元，在预测期内(2021-2026年)复合年增长率为20.4%。半岛app官网此外，由于机器人技术在这些领域的进步和适应，它将导致农业、国防等其他子行业的巨大转变。半岛app官网gydF4y2Ba

为什么软件标准很重要?gydF4y2Ba

机器人产半岛app官网业正在经历一场重大变革。我们有必要从过去吸取教训，因为多次机器人由于机械故障、电源中断、软件问题和环境因素而未能按预期表现。我们必须考虑避免机器人故障的方法，因为它会导致人体受伤和其他严重的问题。gydF4y2Ba

很多时候，愚蠢的错误会导致系统失败。例如，在观察中gydF4y2Ba3、机器人软件启动后立即崩溃;当机器人必须执行特定操作时，它就会停下来。这种行为的根本原因是由于没有检查对象构造函数中已分配内存的范围而导致的错误，并且开发人员使用了“sprintf”而不是“snprintf”。gydF4y2Ba

即使在调试期间，也没有检测到这个错误。不幸的是，这样的软件问题并不罕见，各种研究/调查得出的结论是，软件比硬件更容易发生故障。因此，开发人员在构建可靠的软件时需要解决许多安全和基于安全的问题。使机器人软件更可靠的一种方法是遵循标准，半岛app官网这有助于开发人员在编写机器人软件时遵循最佳实践并避免错误。gydF4y2Ba

工业机器人和协作机器人安全标准gydF4y2Ba

当我们考虑机器人的安全标准时，不同的应用有不同的标准。半岛app官网例如，工业机器人安全标准为ISO 10218:2011，个人护理机器人安全标准为ISO 13482:2014，协作机器人(COBOT)安全标准为ISO/TS 15066:2016。如果我们谈论安全标准，那么IEC 62443是必须遵循的基本标准之一。gydF4y2Ba

COBOTs与人类共享工作空间，并与人类互动，因此，它们的安全更加关键，因为这些机器人的任何故障都可能对人类造成严重伤害。例如，2019年2月13日，英国Omnipure Filter公司的一名工人意外进入机械臂骑行区，机械臂审查器被绊倒。这名员工被压在一个正从烤箱里出来的400华氏度的模具上，严重烧伤gydF4y2Ba4.因此，在开发与人类合作的机器时，应该遵循一些指导方针，以避免此类情况的发生。由于TC 299的努力，ISO委员会非常积极地为机器人领域(不包括玩具和军事应用)制定高质量的标准。半岛app官网让我们试着理解ISO 10218:2011和ISO/TS 15066:2016标准的内容。gydF4y2Ba

ISO 10218:2011gydF4y2Ba

ISO / TS 15066:2016gydF4y2Ba5gydF4y2Ba

它包含了工业机器人的要求，ISO 10218-2:2011包含了工业机器人系统的要求以及控制危险的规范。gydF4y2Ba

它通过为这种协作工作环境的实施和设计提供指导方针，确保机器人与人类在同一空间工作时，任何与机器人有关的意外事件都不应伤害人类。如果机器人满足所有要求并遵循ISO/TS 15066，则可能不需要为人类和机器人设置单独的工作空间gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba

重点是:gydF4y2Ba

  1. 危害识别和风险评估gydF4y2Ba

  2. 设计要求及防护措施gydF4y2Ba

  3. 安全要求和保护措施的验证和确认gydF4y2Ba

重点是:gydF4y2Ba

  1. 协同工业机器人系统设计gydF4y2Ba

  2. 协作机器人系统应用需求gydF4y2Ba

  3. 验证与验证gydF4y2Ba

要了解更多细节，请参阅下表，其中列出了机器人的各种安全和安保标准半岛app官网gydF4y2Ba7gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

标准数量gydF4y2Ba

域gydF4y2Ba

IEC 61508gydF4y2Ba

电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全。gydF4y2Ba

ISO 9283:1998gydF4y2Ba

操纵工业机器人。性能标准和相关试验方法gydF4y2Ba

ISO 9409:2004gydF4y2Ba

操纵工业机器人。机械接口gydF4y2Ba

ISO 9787:2013gydF4y2Ba

机器人和机器人装置。坐标系和运动命名法gydF4y2Ba

ISO 9946:1999gydF4y2Ba

操纵工业机器人。特性的表示gydF4y2Ba

ISO 10218:2011gydF4y2Ba

机器人和机器人设备。工业机器人的安全要求gydF4y2Ba

ISO 11593:1996gydF4y2Ba

操纵工业机器人。自动末端执行器交换系统gydF4y2Ba

ISO / TR 13309:1995gydF4y2Ba

操纵工业机器人。符合ISO 9283的机器人性能评估用试验设备和操作计量方法的信息指南gydF4y2Ba

ISO 13482:2014gydF4y2Ba

机器人和机器人设备。个人护理机器人的安全要求gydF4y2Ba

ISO 14539:2000gydF4y2Ba

操纵工业机器人。用握持式夹持器处理物体gydF4y2Ba

ISO / TS 15066:2016gydF4y2Ba

机器人和机器人设备。协作机器人gydF4y2Ba

ISO 18646:2016gydF4y2Ba

半岛app官网机器人技术。服务机器人的性能标准和相关试验方法gydF4y2Ba

ISO 19649:2017gydF4y2Ba

移动机器人gydF4y2Ba

ISO / TR 20218:2018gydF4y2Ba

半岛app官网机器人技术。工业机器人系统的安全设计gydF4y2Ba

ISO 22166:2021gydF4y2Ba

半岛app官网机器人技术——服务机器人的模块化gydF4y2Ba

ISO / TR 23482: 2020gydF4y2Ba

半岛app官网机器人技术——ISO 13482的应用gydF4y2Ba

IEC 62443gydF4y2Ba

工业通信网络。网络和系统的IT安全gydF4y2Ba

编码标准:gydF4y2Ba对于安全和关键任务应用，最好遵循工业系统的IEC 61508等功能安全标准。这些标准建议遵循编程语言的安全子集(如MISRA C)，这取决于临界级别(强烈建议根据IEC 61508表a .3的SIL 3和SIL 4应用)。gydF4y2Ba

MISRA C是C编程语言(通常被称为“编码标准”)的一个语言子集，由汽车工业软件可靠性协会(MISRA)开发和维护。它旨在促进在安全关键的嵌入式应用程序中使用C语言，并为任何希望保护自己免受无意或故意滥用C语言固有问题影响的组织提供了宝贵的帮助。还有其他编码标准，如SEI CERT C、BARR-C等。还有像CWE和NVD这样的漏洞字典。gydF4y2Ba

行业最佳实践gydF4y2Ba：gydF4y2Ba此外，通过参考以下7个行业最佳实践，可以对机器人应用的安全性建立一定程度的信心。半岛app官网gydF4y2Ba

  1. NIST改进关键基础设施网络安全框架gydF4y2Ba

  2. 由SEI CERT提供的十大安全编码最佳实践gydF4y2Ba

  3. NASA的10次方:开发安全关键代码的规则gydF4y2Ba

  4. 微软的安全开发生命周期gydF4y2Ba

  5. CWE列出的25个最危险的软件弱点gydF4y2Ba

  6. IEEE的十大软件安全设计漏洞gydF4y2Ba

  7. NIST 8151:显著减少软件漏洞gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

解决安全问题是工业和协作机器人工作的关键一步。没有单一的方法可以解决安全问题;然而，参考上述标准和行业最佳实践肯定可以提高对可靠的机器人系统的信心程度。半岛app官网我们需要始终确保在机器人系统设计和开发中构建安全和保障，因为它不能成为后来的一个螺栓。半岛app官网gydF4y2Ba

引用:gydF4y2Ba

  1. https://www.industryarc.com/Report/18571/india-industrial-半岛app官网robotics-market.htmlgydF4y2Ba

  2. https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/半岛app官网robotics-marketgydF4y2Ba

  3. https://arxiv.org/pdf/1708.07379.pdfgydF4y2Ba

  4. https://www.osha.gov/pls/imis/accidentsearch.accident_detail?id=113594.015gydF4y2Ba

  5. https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:ts:15066:ed-1:v1:engydF4y2Ba

  6. https://www.iso.org/news/2016/03/Ref2057.htmlgydF4y2Ba

  7. https://www.iso.org/committee/5915511/x/catalogue/p/1/u/0/w/0/d/0gydF4y2Ba

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