Робототехника - это быстрорастущая область, которая применяется во многих отраслях и принимает самые разные формы в современном мире.

Робототехника - это быстрорастущая область, которая применяется во многих отраслях и принимает самые разные формы в современном мире. Примеры включают совместные роботы (коботы), промышленные мобильные роботы (IMR), автомобили с автоматическим управлением (AGV), автоматизированные мобильные платформы (AMP), интеллектуальный майнинг, автономное мобильное хранилище для розничной торговли, медицинских роботов и роботов-помощников.

Поскольку эти устройства становятся все более распространенными, важно понимать опасности и варианты тестирования этих инновационных устройств, а также различные глобальные стандарты и требования, которые производители и разработчики должны будут соблюдать.

Опасности

Есть несколько опасностей, которые необходимо оценить и устранить для роботов и роботизированных устройств. Основными опасностями, которые следует учитывать для робототехники, являются:
Механические - необходимо учитывать и оценивать опасности, возникающие в результате движения, превышения скорости, падения, острых краев и т. д., Которые вызваны конструкцией и функционированием самой системы.
Электрооборудование - следует учитывать общую безопасность и характеристики электрических компонентов, включая изоляцию, тепловой эффект и опасность поражения электрическим током внутри устройства и его периферийных устройств, особенно в отношении стандартов электробезопасности.
Эргономичность - это потенциальные проблемы с эргономикой, связанные с дизайном и удобством устройства или системы.
Термический - продукты должны быть оценены на предмет потенциального перегрева, который может привести к возгоранию / взрыву, ожогам или другим повреждениям.
Акустика / шум - эксплуатационные проблемы, приводящие к нежелательным или громким шумам, могут возникнуть, когда продукт выполняет свою заданную задачу или функцию.
Вибрация - механические проблемы, которые приводят к нежелательной или чрезмерной вибрации во время использования. Это, в свою очередь, может вызвать шум и возможное повреждение продукта.
Излучение - электромагнитное излучение системы и ее компонентов должно находиться в диапазоне, который считается безопасным и приемлемым.
Материал / вещество: необходимо учитывать и оценивать опасности, связанные с компонентами робота, такими как проводка, металлы, жидкости и т. д.
Окружающая среда - Опасности, связанные с конкретной средой, связанной с предполагаемым использованием машины. Например, в сфере здравоохранения возможны потенциальные помехи, связанные с другими медицинскими устройствами и их важнейшими функциями.

В дополнение к индивидуальным опасностям часто встречаются комбинации опасностей, таких как вибрация и шум (проблемы с вибрацией могут быть связаны с шумом), электрические и термические (плохое электрическое качество, ведущее к перегреву) или химические и радиационные. При разработке продуктов важно помнить об этих потенциальных комбинациях, чтобы можно было снизить риски при проектировании продукта и надлежащим образом протестировать при оценке устройства.

Варианты тестирования

Для оценки опасностей, связанных с робототехникой, можно использовать несколько областей тестирования. В зависимости от опасности необходимо учитывать:
Оценка опасных зон - продукты, используемые в опасных зонах или взрывоопасных средах, должны быть оценены в соответствии с конкретными строгими требованиями, действующими для этих сред.
Оценка функциональной безопасности - чтобы гарантировать, что отказоустойчивые механизмы устройства работают правильно и риски снижены до разумно предсказуемого низкого уровня, эти оценки жизненно важны для квалификации или количественной оценки уровня полноты безопасности функций безопасности.
Оценка процесса - это может включать в себя такие вещи, как управление рисками, программируемые электрические медицинские системы и удобство использования. Оценка процесса будет зависеть от отдельных продуктов, их предполагаемого использования и потенциальной среды.
Испытания на механическую безопасность - это оценки, которые оценивают работу и безопасность машин и механизмов. Эти тесты должны оценивать потенциальные риски, а также могут определять те, которые необходимо предотвратить и / или исправить.
Испытания на электробезопасность - эти оценки помогут обеспечить безопасные стандарты эксплуатации в отношении использования электроэнергии в продукте. Они также демонстрируют соответствие стандартам электробезопасности, требуемым на данном рынке.
Тестирование производительности - оценивает такие насадки, как манипуляторы, устройства визуального обнаружения и акустические устройства, на общую производительность и выносливость, чтобы гарантировать постоянство использования.
Экологические испытания - оценка опасностей, связанных с предполагаемой средой, для обеспечения производительности и безопасности продукта очень важна. Например, продукты, используемые на открытом воздухе, необходимо будет оценить по таким компонентам, как погода и климат. Для продуктов, используемых в промышленных условиях, потребуется более высокий коэффициент износостойкости, чем для продуктов, используемых в домашних условиях.
Электромагнитная совместимость (EMC) и электромагнитные помехи (EMI) - эти тесты помогают гарантировать, что продукт продолжает работать при использовании рядом с другими устройствами, излучающими электромагнитную энергию, а также убедиться, что устройство не мешает работе и функционированию других устройств. близлежащие продукты. Поскольку все больше используемых продуктов излучают электромагнитные помехи, эти оценки становятся все более важными.
Тестирование беспроводной связи и кибербезопасности - убедитесь, что беспроводные продукты соответствуют требованиям к подключению, функциям и защите данных. По мере того, как мир становится все более взаимосвязанным, как никогда важно обеспечить безопасность любого продукта.

Глобальные стандарты

Помимо понимания потенциальных опасностей и вариантов тестирования, очень важно знать стандарты для роботов, применимые в регионе или на рынке, на котором устройство будет продаваться или продаваться. Часто в этих стандартах рассматриваются все или некоторые из выявленных опасностей, а также излагаются требования к испытаниям. Однако то, что требуется, зависит от рынка, поэтому важно знать, какие стандарты применяются к конкретному проекту.

Глобальный стандарт ISO 10218‐1: Роботы и роботизированные устройства отвечает требованиям безопасности для промышленных роботов, систем и интеграции. Этот стандарт ISO был согласован и принят во многих странах и регионах; однако существуют и другие стандарты, которые могут применяться к робототехнике в данной области.
Европейский Союз

Роботы в Европейском союзе (ЕС) регулируются в зависимости от их применения. Промышленные роботы подпадают под действие Директив по машинному оборудованию и электромагнитной совместимости. Производители должны соблюдать существующие стандарты EN и ISO в отношении роботизированных устройств. Некоторые из этих стандартов согласованы в соответствии с Директивой по машинному оборудованию и включают следующее:

EN 12100
ISO 13849‐1
EN ISO 10218‐1
EN ISO 10218‐2
EN ISO 13482
ISO / TS 15066
EN 61000‐6‐2 (ЭМС), часть 6‐2
EN 61000‐6‐4 ЭМС часть 6‐4
ISO 9283: 1998
ISO 13850
IEC 60204‐1
IEC 62061
EN 1525
EN1526
ISO 3691‐4

В ЕС медицинские роботы должны соответствовать стандарту IEC 60601‐1 ED3 + AMD1. Этот общий стандарт должен применяться вместе с новыми разрабатываемыми стандартами, такими как:
IEC 80601‐2‐77
IEC 80601‐2‐78

Для роботов, используемых в опасных местах или потенциально взрывоопасных средах, необходимо учитывать Директиву ATEX 2014/34/EU. Если безопасность машин определяется безопасным расстоянием, применяется EN 13857. Также могут применяться другие стандарты на оборудование. Наконец, некоторые роботы должны будут соответствовать Директиве ЕС по радиооборудованию (RED), 2014/53/EU, которая устанавливает требования безопасности и электромагнитной совместимости для оборудования, использующего радиочастотный спектр.
Северная Америка

Для североамериканского рынка был разработан ряд стандартов, которые вместе с существующими международными стандартами обеспечивают высокую степень оценки безопасности.

ANSI / RIA R15.06
ANSI / RIA R15.08
ANSI / UL 1740
CAN / CSA Z434
ISO 10218‐1
ISO 10218‐2
ISO 13849‐1
ISO 13482
IEC 61508‐1
IEC 61508‐2
IEC 61508‐3
IEC 62061
UL 3100

Азия

В Азии во многих странах действуют стандарты на роботов, гармонизированные с ISO 10218‐1. Помимо стандартов общей электробезопасности, существуют также некоторые стандарты управления рисками. Вот несколько примеров азиатских стандартов робототехники:
Китай
GB 11291
GB 11291.2‐2013
GB / T 15706‐2012

Япония

JIS B9700 - Общие принципы проектирования - Оценка рисков и снижение рисков
JIS 8433‐1
JIS TS B0033

Южная Корея

KS B ISO 10218‐1
KS B ISO 10218‐2

Тайвань

CNS 14490‐1 B8013‐1
CNS 14490‐2 B8013‐2

Сингапур

SS ISO 10218‐1: 2016
SS ISO 10218‐2

Лучшие практики

Поскольку использование и распространение роботов продолжает развиваться, производители и разработчики могут готовить свои продукты для различных рынков несколькими способами. Во-первых, важно знать стандарты и требования рынка, на который вы хотите выйти. Таким образом, будьте в курсе обновлений и изменений на каждом рынке, которые неизбежны в быстро меняющейся сфере. Кроме того, будьте в курсе изменений в технологии и ее приложениях, поскольку они могут повлиять на стандарты и требования.

Определите любые совпадения требований к тестированию и оценке рынка (ов), на который вы хотите выйти. Это может помочь оптимизировать ваш подход, что, в свою очередь, поможет вывести продукты на рынок быстрее и с меньшими затратами.

Работайте с надежным и знающим партнером, который знает стандарты и лучшие способы продемонстрировать соответствие. Такой партнер может помочь составить комплексный план тестирования для вывода продуктов на рынок, который включает в себя оценки качества и безопасности, которые помогут обеспечить успех продукта.

Роботы и робототехника предлагают множество возможностей во многих отраслях промышленности, и многие производители хотят изучить возможности этих продуктов. Знание стандартов и требований может не только обеспечить более безопасный и эффективный продукт, но и позволит вам быстро и эффективно вывести ваши продукты на рынок.