作业场所智能巡检机器人：新标准要求与应用案例

作业场所智能巡检机器人：新标准要求与应用案例

——2023中国应急展活动回顾（24）

2023年11月15-17日，2023中国国际应急管理展览会在北京成功举办。2023中国应急展举办期间，作为其重要的同期活动，由应急管理部国家安全科学与工程研究院主办的“AI机器人+安全应急”技术交流活动吸引了展览会现场众多专业人士的关注。

上海东庭自动化技术有限公司专家王雪解读了《作业场所智能巡检机器人安全技术要求（征求意见稿）》，并分享了相关应用案例。

巡检机器人，是针对各种应用环境，搭载一组高性能探测仪器，通过导航系统或遥控模式，替代人工完成各种检查、探测、监控、诊断与报警等巡检任务的机器人。由于其出色的机动性、精确性，能全天候不间断、高效地完成巡检任务，近年来得到快速发展。在变电站、隧道管网等市政工程、公共安全区域等诸多领域都有应用。例如变电站巡检机器人，近年来国内市场发展十分迅猛，预计未来还将迎来爆发式增长。

然而，巡检机器人的标准制订相对滞后，尤其是其安全要求和规范方面尚处于空白阶段，还没有形成统一的国家标准。国内巡检机器人的各项安全要求不统一，安全保障措施的落实良莠不齐。除此之外，巡检机器人属于专业服务机器人，目前已有的工业机器人安全标准并不完全适用。一方面，由于巡检机器人应用场景复杂，包括面临雾、风、冰、雪、暴雨等恶劣室外环境，其机械、电气等固有安全要求要高于其他机器人。另一方面，巡检机器人本身作为系统安全领域的重要协防工具，其巡检功能的可靠性对整个作业系统的安全起着至关重要的作用，在对其进行安全设计时应强调功能安全和信息安全。因此，为了提高产品质量、保障巡检机器人生产、作业安全，促进行业健康有序发展，需要制定巡检机器人安全要求的标准。

2023中国应急展上展示的巡检机器人

《“十四五”国家应急体系规划》明确提出：“开展智能化作业和危险岗位机器人替代示范”“推广应用智能机器人、危险气体巡检机器人”。工信部、国家发改委、应急管理部等15部门印发的《“十四五”机器人产业发展规划》。该计划提出，到2025年，制造业机器人密度实现翻番，重点推进水下探测、监测、作业等水下机器人以及消防、应急救援、安全巡检、核工业操作、海洋捕捞等危险环境作业机器人的研制和应用。

王雪介绍，应急管理部国家安全科学与工程研究院、中国安全生产科学研究、山东省应急管理厅以及中国石油集团安全环保技术研究院有限公司、上海东庭自动化技术有限公司、山东荣信集团有限公司、联化科技股份有限公司等起草了《作业场所智能巡检机器人安全技术要求（征求意见稿）》。该标准主要有8个章节，即：范围、规范性引用文件、术语和定义、系统组成、设计要求、试验方法和检验规则、质量保证、系统使用。

2023中国应急展上展示的巡检机器人

在设计要求方面，第一部分就是环境适应性，主要是规定了系统中所有设备与选型都要应符合电磁兼容的要求，以及机器人系统设计必须考虑作业场所工况环境要求，主要是温度、湿度、气压、冲击、震动、腐蚀、电磁兼容、沙尘以及爆炸性环境等，并且要保证系统应该在这样恶劣的环境下能够正常工作。

第二部分就是安全性，该标准从基本要求、本质安全设计、安全防护设计、使用信息这4个方面给出了一个系统安全设计的要求。

第三部分是可靠性与维修性。在实现智能化减人、无人化替人时，如果无人化系统是不可靠的，并且维修比较困难，就没有办法真正实现无人化的目的，也就是系统的可靠性和维修性是无人化的重要前提。在可靠性方面，主要有两个重点指标，评估一个系统的可靠性，主要是平均失效间隔工作时间，也可以称为平均故障间隔时间，这个指标一般是用它的倒数来衡量一个系统及产品的稳定性，倒数指标越小，说明系统越可靠。另外一个就是可恢复平均修复时间，这个时间越短，系统就越可靠稳定。在维修性方面也有两个指标，一个是现场可更换单元，指的是可由用户或维修支持方直接在设备上更换的可更换硬件或软件单元，并且在更换的过程中，还必须保证可替换的操作不影响系统其他部分的功能。另一个就是积累测试，就是产品要能够自动识别和定位故障，为产品的维护性提出了要求，系统要有开机检测、在线故障监控，以及对故障的定位、故障码的定义、故障日志的记录，并且要提供在一定条件下的故障恢复功能。

第四部分就是对机器人的功能提出了要求，主要是针对机器人系统完成巡检任务应具备的基础功能和检测功能所提出的要求。机器人应具备移动、定位导航、避障、电池安全性，还有自动充电、声光提示、无线对讲、气体监测、视觉检测、边缘计算等功能。

2023中国应急展上展示的巡检机器人

王雪总结道，目前，巡检机器人取得了以下应用效果：减少了人员在泄漏风险区、高温区等复杂环境的工作时间；提高了巡检的实时性、精准性和可视性；提高了巡检质量，有效提高了产量质量；强大的数据处理及分析能力，对生产有指导性作用；实现了“机器代人”智能化控制，降低了对人的依赖等。