标准化赋能巡检机器人高质量发展的研究与探索——基于省级标准化试点创建中巡检机器人标准体系的实践案例

江利良 王磊 朱盛霞 汤楚天 陈群*

（1.浙江省标准化研究院；2.杭州申昊科技股份有限公司）

0 引言

巡检机器人属于特种机器人范畴，具备自主导航定位、智能感知、图像采集、信息传输、远程控制等功能，能协助或代替人工执行特殊场所的巡检、巡逻工作。巡检机器人通过自动化、信息化、智能化手段有效克服了传统人工巡检存在的以下痛点：（1）巡检数据以主观经验为主，对工作人员专业素质要求高，对人工的依赖容易导致漏巡漏检、数据准确性波动等问题；（2）巡检工作量大耗时长，数据手动录入信息系统效率低，及时性和安全性均得不到保障；（3）巡检工作的影响因素繁多复杂，一次巡检工作会同时受到气候条件、环境因素、人员素质和责任心等多方面因素制约影响；（4）运维管理成本高。由此可见，应用巡检机器人代替人工巡检意义重大，尤其在高危行业的应用需求尤为迫切，能为高危作业带来安全福音和颠覆性变革。

随着物联网、云计算、5G技术的不断发展和成熟，巡检机器人在电力、铁路轨道、石油化工、管廊隧道、安防等行业领域的应用场景逐渐拓宽。以电力行业为例，“十二五”以来，我国智能电网建设进入全面快速发展的新阶段，极大地推动了巡检机器人的市场需求。目前电力巡检机器人已应用于输电线、配电站、变电站等巡检场景，根据头豹研究院数据，预计到2023年，国内电力巡检机器人市场规模或将突破50亿元，电力巡检机器人将出现在越来越多的巡检作业场景中[1]。

“机器换人”战略的实施推动机器人产业进入发展新阶段，机器人和智能制造也被纳入国家科技创新的优先重点领域。到2025年，我国将成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地[2]。2021年12月，工业和信息化部等十五部联合印发的《“十四五”机器人产业发展规划》对机器人产业高质量发展提出了五大任务要求，包括提高产业创新能力、夯实产业发展基础、增加高端产品供给、拓展应用深度广度及优化产业组织结构。巡检机器人作为该规划中的创新产品发展行动对象之一，要求拓展产品系列，提升性能、质量和安全性，以“机器人+”应用行动，深耕已有行业应用、拓展新兴应用、做强特色应用。

1 巡检机器人标准现状和需求分析

巡检机器人产品对口的标准化组织是全国机器人标准化技术委员会特种设备用机器人分技术委员会（SAC/ TC 591/SC 1），成立于2021年，目前为第一届。经搜索获知，与机器人相关的现行国家标准有121项，行业标准47项，其中与巡检机器人直接相关的标准只有15项，仔细分析发现存在以下问题。

（1）标准数量少，滞后于技术发展和产品行业应用。

随着技术的发展，巡检机器人的产品类别和应用场景逐渐增多。根据工作环境的差异可分为地面（包括有轨和无轨两类）、空中、水下3种类型。应用场景也逐渐从电力、铁路巡检扩大至机场巡检、安防巡检、交通巡检等城市综合治理领域。然而，目前标准仅有10余项，主要聚焦在电力行业（约11项标准）且仅适用于地面环境。标准涉及的产品类别过于单一，电力行业之外巡检机器人的标准处于空白状态。

（2）行业应用领域的标准严重失衡，且重复交叉现象突出。

在巡检机器人直接相关的所有标准中，电力行业标准有11项，占比超过70%，而且与变电站相关的标准有7项，见表1。这7项标准的标题重复度高，界限模糊不清，存在重复交叉现象，尤其以DL/ T 1846—2018和DL/ T 2463—2021这两项标准最为突出，为标准的落地实施增加难度和混淆困扰。

表1 变电站应用标准清单

（3）标准缺失严重，标准体系亟待健全完善。

依据国家标准GB/ T 15497—2017《企业标准体系 产品实现》，一套系统完整的产品实现标准体系需包括产品标准、设计和开发标准、生产提供标准、营销标准、售后/交付后标准，而从查询到的与巡检机器人相关的国家标准和行业标准情况来看，还远远不够。即使扩大到巡检机器人的上一层级特种机器人，目前也仅有GB/ T 36239—2018《特种机器人 术语》和GB/ T 36321—2018《特种机器人 分类、符号、标志》2项国家标准。

由此可见，巡检机器人标准无法满足指导和规范产品全生命周期生产实践、提升产品性能及用户美好使用体验期望的需要。然而，标准与质量之间却有着极为紧密的联系，标准是质量的技术基础，标准决定质量，有什么样的标准就有什么样的质量，只有高标准才有高质量。标准化是高质量发展的重要抓手。

因此，当务之急是运用标准化的方法原理，深度挖掘，将创新技术、科技成果、管理模式及试验检验方法等转化为标准。进而立足当前产业现状，全面统筹构建完善巡检机器人标准体系，优化顶层设计，将标准通过逻辑组合形成科学的有机整体，系统化解决标准缺失和重复交叉等问题，并在标准体系的贯彻落实中实现产品质量提升，从而引导巡检机器人产业规范健康发展。

2 巡检机器人标准体系构建探索

2.1 标准体系构建的理论和实践基础

浙江省是机器人产业先发省份，已形成涵盖机器人零部件、整机、集成应用等完整的产业链条。浙江省政府高度重视机器人产业发展，深入实施标准强省战略。为充分发挥标准的基础性和引领性作用，加快提升机器人产业链，2021年7月，浙江省经信厅和浙江省市场监管局联合印发了《浙江省机器人产业链标准体系建设指南（2021年版）》。

巡检机器人标准体系的构建，以《浙江省机器人产业链标准体系建设指南（2021年版）》、GB/T 13016—2018《标准体系构建原则和要求》等文件为理论依据，以巡检机器人质量提升省级标准化试点创建案例为实践基础，进行系统谋划、整体布局。

2.2 标准体系构建原则

2.2.1 需求导向、目标明确

坚持顶层设计、统筹规划。从巡检机器人产业发展中的问题入手，以满足市场和用户需求为导向，以提高产品质量，引领产业高质量发展为目标，发挥标准的规制、引领及支撑作用，统筹推进巡检机器人标准化工作。

2.2.2 全面系统、层次清晰

围绕巡检机器人产品全生命周期和影响产品质量的全要素，标准体系在纵向分为若干层级，横向之间相互协调配套，从而构成一个全面完整、相互依存的统一体。各个层级、子体系的范围和边界清晰明确。

2.2.3 重点突出、急用先行

科学部署推进标准体系构建工作，聚焦巡检机器人的关键核心技术和重点应用领域，抢占技术发展制高点，实施重点攻关，研制关键技术和重点特色产品的标准，根据轻重缓急分步分批进行，优先开展需求迫切、共性问题突出的标准研制工作。

2.3 标准体系构建分析

2.3.1 标准体系结构

巡检机器人标准体系结构包括“A 基础通用”“B产品实现”“C 行业应用”等 3 部分，见图1。具体而言，“A基础通用”包括术语定义、分类、安全、可靠性、电磁兼容、产品环境、质安环能7大类，位于标准体系结构图的最底层，是“B产品实现”和“C行业应用”的支撑。“B 产品实现”包括设计研发、零部件、供应链、工艺装备、支撑技术、检验检测、整机标准、销售服务8大类，是标准体系中体现巡检机器人产品全生命周期中相关要素和流程的核心部分。“C行业应用”包括石油石化、轨道交通、电力、管廊隧道、安防及其他6大类，位于标准体系结构图的最顶层，面向行业具体需求，对“A基础通用”标准和“B 产品实现”标准进行细化和落地，指导巡检机器人产品在各个行业领域得到更好地应用。

图1 巡检机器人标准体系结构图

2.3.2 基础通用标准

基础通用标准包括：术语定义、分类、安全、可靠性、电磁兼容、产品环境、质安环能，用于统一巡检机器人相关名词的术语定义、分类、相关技术语言、概念、管理等各类基础通用标准，以及安全、电磁兼容、环境、可靠性等相关检测评定标准。如GB/ T 12643—2013《机器人与机器人装备 词汇》、GB/ T 36321—2018《特种机器人 分类、符号、标志》、GB/ T 38244—2019《机器人安全总则》等。

2.3.3 产品实现标准

产品实现标准包括：设计研发、零部件、供应链、工艺装备、支撑技术、检验检测、整机标准、售后服务8大类别。重点布局设计研发、零部件、支撑技术、检验检测和整机标准。其中，“设计研发”以产品设计、产品改造为重点；“零部件”以传感器、激光雷达、伺服电机、控制器为重点；“支撑技术”以人工智能、工业大数据、区块链、无线网络为重点；“检验检测”以轨道交通巡检、电力设备巡检等成品机器人检测标准为重点；“整机标准”以电力巡检、轨道交通领域的巡检机器人技术要求标准为重点。

2.3.4 行业应用标准

行业应用标准贯穿石油石化、轨道交通、电力、管廊隧道、安防等行业，包括各行业的通信接口、机械电器接口、数据、协作、系统集成应用等标准。

3 标准体系运行实施的思考和建议

3.1 强化统筹协调和保障机制

在标准体系运行实施初期，即实施主体在适应标准化新模式的磨合期内，可能会出现一些阻力与障碍，因此需要坚强的领导力、组织力、执行力进行支撑，尤其是领导决策层应积极主动作为，统筹协调，构建多方联动、有效协作的保障机制，广泛调动人力、财力、物力等方面资源，保障标准体系有序运行实施。

3.2 多措并举促进标准落地执行

以会议培训、资料学习、座谈讨论、公众号推文、张贴海报、展板宣传等途径方式，开展标准体系宣贯，普及标准化，营造浓厚氛围，凝聚思想共识，汇聚贯标合力。同时，利用互联网信息技术工具等先进的科技手段，对标准执行情况实施信息化管理，全过程留痕，确保高效贯标，对标达标。

3.3 畅通信息反馈渠道，强化监督评价

建立有效的标准体系运行实施反馈机制，以推进会议、总结会议、口头或书面沟通等形式，及时掌握有关标准体系运行的意见、建议等信息，分析研讨解决的对策方案，将标准化工作中存在的疏漏、缺陷、隐患等消除在萌芽中。开展常态化监督检查，建立健全奖惩机制，对突出贡献者或优秀典型事迹进行鼓励表彰，对标准执行不到位的及时给予督办或责任整改，必要时给予严厉惩处。

3.4 动态更新持续完善标准体系

动态跟踪标准体系表内各项国家标准、行业标准、地方标准的时效性，并按照目标明确、全面系统、重点突出、急用先行等原则，持续推进体系完善和实施，确保标准体系的完整性、先进性、适宜性、有效性，更好地促进巡检机器人产业高质量发展。

4 结语

本标准体系是企业层级对巡检机器人标准化的探索实践总结，进一步提炼升华在标准化试点创建过程中形成的标准化工作方法、先进理念、成功经验，充分发挥标准化试点的示范带动效应和品牌效应，努力成为巡检机器人高质量发展的标准化样板经验，为绘就巡检机器人产业未来美好蓝图贡献力量。