發(fā)表時(shí)間：2018-05-23 次數(shù)：626 作者：Yufy編譯 機(jī)器人網(wǎng)
移動(dòng)機(jī)器人，移動(dòng)的目標(biāo)
NIST的研究揭示了開發(fā)工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜性。為自主移動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)是一回事，但現(xiàn)在添加機(jī)器人手臂或其他類型的附件，無論是貨架，輸送機(jī)還是手提箱，甚至在它后面拖曳的另一輛車，安全隱患變得更加錯(cuò)綜復(fù)雜。
我們?cè)谝巴饪吹竭@些類型的系統(tǒng)?？纯碒IROTEC以前的應(yīng)用，這個(gè)Bastian解決方案移動(dòng)平臺(tái)與安川機(jī)械臂（圖）集成，用于機(jī)器人批量拾取。Bastian的移動(dòng)機(jī)器人配備了視覺系統(tǒng)，作為機(jī)器人到貨物的解決方案，一次可以挑選多種類型的產(chǎn)品，用于各種訂單。
據(jù)Bastian表示，這款動(dòng)態(tài)移動(dòng)機(jī)器人使用安全掃描儀來檢測并避免其工作區(qū)中的障礙物和人員。它有一個(gè)1級(jí)緊急關(guān)停按鈕。移動(dòng)平臺(tái)遵循多個(gè)安全標(biāo)準(zhǔn)，包括ANSI / ITSDF B56.5無人駕駛及自動(dòng)引導(dǎo)型工業(yè)車輛
“最終，如果您可以讓移動(dòng)平臺(tái)和機(jī)器人手臂一起移動(dòng)，并且能夠協(xié)調(diào)其運(yùn)動(dòng)，以便您可以在幾乎無限的工作量內(nèi)將任何具有高重復(fù)性和準(zhǔn)確度的工具專門設(shè)置在任何位置，那就是一個(gè)有利的技術(shù)，”Marvel設(shè)想了這樣的可能性。
往大了想，飛機(jī)機(jī)身、輪船、火車，甚至是建筑物，都可以用移動(dòng)機(jī)器人。
Marvel說,“這樣就能夠在工廠組裝車間等高度動(dòng)態(tài)環(huán)境中使用敏捷制造模式?！?
隨著行業(yè)的發(fā)展，越來越多的移動(dòng)機(jī)器人項(xiàng)目出現(xiàn)，R15.08委員會(huì)要用盡全力才能跟上行業(yè)的發(fā)展，Marvel認(rèn)為還有還多挑戰(zhàn)。
“舉個(gè)栗子，如果你的移動(dòng)平臺(tái)因?yàn)槟承┰蛲Ｖ沽?，或者被按了緊急停止按鈕，那平臺(tái)上的機(jī)械臂必須知道這一點(diǎn)。實(shí)際上，它可能還需要知道為什么，特別是如果它試圖做動(dòng)態(tài)控制，其中移動(dòng)平臺(tái)和機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)需要通過工具協(xié)調(diào)以保持在一個(gè)特定的笛卡爾坐標(biāo)?！?
他認(rèn)為控制信號(hào)也面臨同樣的挑戰(zhàn)。
“機(jī)器人會(huì)告訴你它在想什么。移動(dòng)平臺(tái)會(huì)告訴你它在哪里。然后，這些信號(hào)需要集成在一起。在某些情況下，我們發(fā)現(xiàn)報(bào)告的位置和方向的值并不總是范圍內(nèi)的?！?
換句話說，你接到的機(jī)器人報(bào)告信息并不是實(shí)時(shí)的，有些是舊消息。
Marvel說：“延遲，抖動(dòng)或滯后，甚至只是一個(gè)位錯(cuò)誤報(bào)告就可以戲劇性地影響整個(gè)集成方案的性能和安全?！?
在編寫新的安全準(zhǔn)則時(shí)，R15.08委員會(huì)將考慮所有這些因素。終端用戶輸入對(duì)于進(jìn)程至關(guān)重要。
終端用戶的意見至關(guān)重要
作為美容業(yè)機(jī)器人領(lǐng)導(dǎo)者，保潔的Lewandowski和同事Bob Bollinger是許多行業(yè)協(xié)會(huì)委員會(huì)的終端用戶代表。他們說重要的是“在門口檢查你的公司標(biāo)志”，并討論對(duì)整個(gè)技術(shù)最好的是什么。
Lewandowski在保潔工作了25+年，Bollinger則有30+年的從業(yè)經(jīng)歷，在保潔也干了18年了，他們都在保潔的機(jī)器人技術(shù)網(wǎng)絡(luò)（Robotics Technology Network，RTN）部門。RTN利用機(jī)器人技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)來確定如何更好地在公司部署機(jī)器人，當(dāng)然也會(huì)評(píng)估和測試新的機(jī)器人技術(shù)。
Bollinger表示，“作為終端用戶，我們需要確定標(biāo)準(zhǔn)是清晰、有用且可部署的，并且根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的產(chǎn)品可以在工廠里安全使用。我認(rèn)為終端用戶的參與確實(shí)有助于委員會(huì)確定用例和挑戰(zhàn)是什么。希望我們能就如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)提出明確的指導(dǎo)?！?
標(biāo)準(zhǔn)范圍
委員會(huì)面臨的首要挑戰(zhàn)是確定其范圍。 在一個(gè)不斷發(fā)展中的行業(yè)，幾乎每個(gè)月都會(huì)有初創(chuàng)企業(yè)和新興技術(shù)出現(xiàn)，很難縮小焦點(diǎn)。經(jīng)過委員會(huì)的幾次會(huì)議后，RIA的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)總監(jiān)表示，他們能夠確定這一點(diǎn)。
R15.08工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人安全委員會(huì)所確定的工業(yè)范圍，僅包括在商品生產(chǎn)及相關(guān)服務(wù)中使用移動(dòng)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)，包括制造，倉儲(chǔ)和物流領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化環(huán)境。
Franklin表示，“在工業(yè)空間里根移動(dòng)機(jī)器人共處的人需要接受一些培訓(xùn)，以便他們知道如何跟機(jī)器人進(jìn)行互動(dòng)?！?
除此之外還有一些能跟公眾互動(dòng)的移動(dòng)機(jī)器人，比如酒店機(jī)器人，個(gè)人護(hù)理機(jī)器人，醫(yī)療保健及康復(fù)機(jī)器人，還有機(jī)器人游樂設(shè)施，指引將不會(huì)涵蓋這些應(yīng)用。
在此上下文中提到的移動(dòng)僅指基于地面的系統(tǒng)，空中和水中的機(jī)器人均不在的范圍內(nèi)。
另外，還有一些移動(dòng)平臺(tái)也不在此范圍內(nèi)，比如載人叉車。遙控或遠(yuǎn)程操作的移動(dòng)系統(tǒng)、軌道上的移動(dòng)系統(tǒng)，如龍門架機(jī)器人同樣也不包括在內(nèi)。
機(jī)器人包括移動(dòng)平臺(tái)本身，即使沒有機(jī)器人手臂安裝在頂部。 但移動(dòng)機(jī)器人必須擁有超越傳統(tǒng)AGV的自主能力。傳統(tǒng)AGV只需符合工業(yè)卡車標(biāo)準(zhǔn)（B56.5）。
Franklin說，R15.08文件不會(huì)對(duì)移動(dòng)方式進(jìn)行規(guī)定，不管是輪式、球式、履帶還是腿式。也就是說，Atlas機(jī)器人也可以在倉庫里搬運(yùn)箱子，只要它能站穩(wěn)腳跟。
安全標(biāo)準(zhǔn)將為移動(dòng)平臺(tái)及相關(guān)產(chǎn)品（貨架，輸送機(jī)或機(jī)器人手臂）等制造商以及集成解決方案提供指導(dǎo)。對(duì)于集成商來說，將提供把移動(dòng)平臺(tái)與機(jī)器人手臂集成的指導(dǎo)。
指引還將包括風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以及用于控制危險(xiǎn)能量的地址鎖定/標(biāo)記（LOTO）建議。
關(guān)于制造商的第一部分和集成商的第二部分預(yù)計(jì)將在年底前完成初稿，而為終端用戶提供指導(dǎo)的第三部分則會(huì)推遲一段時(shí)間。
展望新技術(shù)
標(biāo)準(zhǔn)寫作過程的一個(gè)重要部分是預(yù)測技術(shù)進(jìn)步，特別是當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)將有助于塑造像移動(dòng)機(jī)器人這樣的發(fā)展領(lǐng)域的技術(shù)成熟度時(shí)。
Lewandowski說：“技術(shù)往往以比標(biāo)準(zhǔn)更新和發(fā)展更快的速度發(fā)生變化。標(biāo)準(zhǔn)制定者的最終目標(biāo)是嘗試預(yù)測技術(shù)的發(fā)展方向，而不是制定標(biāo)準(zhǔn)限制或阻止未來可以實(shí)現(xiàn)的新的更好的解決方案?！?
他繼續(xù)補(bǔ)充道，“如何檢測移動(dòng)機(jī)器人活動(dòng)范圍內(nèi)的人，曾經(jīng)由激光掃描儀和激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的，3D視覺系統(tǒng)的全面革命和更好的檢測系統(tǒng)（具有空間意識(shí)）將在未來實(shí)現(xiàn)更多不同的事情，因此我們需要確保標(biāo)準(zhǔn)能夠適應(yīng)這些類型的技術(shù)進(jìn)步。”
Gerstenberger說：“我們不想阻止在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)還不知道的新技術(shù)的發(fā)展，我們不想阻礙技術(shù)進(jìn)步，而是希望能更好地應(yīng)用它?！?
隨著技術(shù)的進(jìn)步，情況會(huì)越來越復(fù)雜，尤其是當(dāng)自由行動(dòng)的機(jī)器人跟人類一起工作時(shí)。
NIST的Marvel提醒我們：“沒有一個(gè)安全或不安全的機(jī)器人，主要是看你如何使用它、整合它，為了做到這一點(diǎn)，你必須做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估?！?
要不要做風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估？
這根本不是個(gè)需要討論的問題。R15.06機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，“風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估必須進(jìn)行，并不是可選項(xiàng)?！彼€指出，“必須”這個(gè)詞說明了符合標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性要求。
“風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，”在移動(dòng)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，當(dāng)SICK工業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)和能力經(jīng)歷Chris Soranno在問到供應(yīng)商和終端用戶應(yīng)該在其中扮演什么角色時(shí)，他表示，“如果你不知道問題是什么，你是不可能解決這個(gè)問題的。就安全來說，找出問題的最好辦法就是評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)?！?
Soranno也是R15.08委員會(huì)成員，在整個(gè)職業(yè)生涯中，有將近20年在從事機(jī)器人技術(shù)和工業(yè)安全，他看過很多應(yīng)用。
Soranno說：“我們與內(nèi)部員工和外部客戶合作，幫助提高安全性方面的能力，其中包括在哪里找到標(biāo)準(zhǔn)，如何閱讀和解釋標(biāo)準(zhǔn)，以及如何實(shí)施這些標(biāo)準(zhǔn)的要求，以實(shí)現(xiàn)為員工提供安全的工作場所的目標(biāo)。 他描述了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程中的基本步驟。
Soranno表示，“你必須先確定任務(wù)。你必須確定這些任務(wù)相關(guān)的危害。對(duì)于其中任何一個(gè)，您需要確定潛在的結(jié)果，這將是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)受傷最嚴(yán)重的可能概率和最糟糕的可能概率對(duì)其進(jìn)行評(píng)估?？梢允腔陬l率、曝光度、曝光次數(shù)、人們對(duì)自身存在的風(fēng)險(xiǎn)的意識(shí)或者避免能力。 它是以100英里/小時(shí)的速度向你沖過去，還是爬得很慢所以你可以輕松躲過？”
應(yīng)該由誰來做風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估？
Soranno說，“這必須由一個(gè)團(tuán)隊(duì)來完成。他們必須是系統(tǒng)的深度使用者，他們要知道怎么跟它進(jìn)行交互，不管他們是操作人員、維護(hù)人員還是生產(chǎn)人員。他們還應(yīng)該包括前端。那么你有設(shè)備供應(yīng)商熟悉系統(tǒng)能做或不能做的事情，以及任何其他組件供應(yīng)商，無論是安全組件還是末端執(zhí)行器供應(yīng)商?！?
什么時(shí)候應(yīng)該重新評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)？
寶潔的Lewandowski說，任何新機(jī)器（或機(jī)器人）進(jìn)入公司都需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
“我們總是試圖從機(jī)器或設(shè)備的集成商開始，讓他們進(jìn)行第一次切割，或者對(duì)應(yīng)用進(jìn)行第一次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。但一旦進(jìn)入寶潔公司，我們就有一個(gè)過程，我們將繼續(xù)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基礎(chǔ)上進(jìn)行，甚至在設(shè)備和機(jī)器安裝在寶潔公司之后進(jìn)行最后的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估?！?
如果有過更改，則必須重新進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
Lewandowski說：“如果曾經(jīng)更改機(jī)器或過程的功能，則可以根據(jù)這些更改來審核風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并進(jìn)行相應(yīng)更改或更新?！?
Bollinger說，“即使只是環(huán)境發(fā)生變化，例如地板、支架位置或地板上安裝的機(jī)器，也需要重新評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。如果你把倉庫的一個(gè)區(qū)域改變成人工揀貨站怎么辦？這會(huì)增加風(fēng)險(xiǎn)，特別是在同一個(gè)區(qū)域內(nèi)還有移動(dòng)機(jī)器人的時(shí)候。”
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估還必須解決移動(dòng)機(jī)器人部署的環(huán)境。Soranno還注意到了某些環(huán)境條件，比如地板的摩擦質(zhì)量，是不是很光滑，還有地板的傾斜度和平滑度等等。
他說，如果有人決定改變環(huán)境，制定一個(gè)流程也很重要，例如重刷地板，必須確保他們不會(huì)無意中改變移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)其安全等級(jí)所依賴的標(biāo)志。
Soranno表示，“我做過成千上萬的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)程度與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的復(fù)雜程度成指數(shù)關(guān)系。如果你看電源面板，可以發(fā)現(xiàn)通常只有少數(shù)幾種與機(jī)器交互的方式。你確定了那些任務(wù)，確定了每一個(gè)任務(wù)的危害，并想出了一些補(bǔ)救辦法來減少那些風(fēng)險(xiǎn)到可以接受或者可以忍受的程度。”
將這個(gè)過程應(yīng)用到安裝在移動(dòng)平臺(tái)上的動(dòng)態(tài)機(jī)器人中，它會(huì)變得更加復(fù)雜。
Soranno說，“當(dāng)你移動(dòng)機(jī)器人的時(shí)候，它比按鈕更加動(dòng)態(tài)，并且有很多種使用方式，不僅如此，還可以在它部署進(jìn)行修改，以新的方式使用，提高了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的復(fù)雜性?，F(xiàn)在你把這個(gè)動(dòng)態(tài)機(jī)器人放在一個(gè)可以在工廠的任何地方移動(dòng)的平臺(tái)上，也就是指數(shù)曲線?，F(xiàn)在你有更多潛在的任務(wù)或交互?！?
他還補(bǔ)充道，“你不只是擔(dān)心人們面對(duì)著機(jī)器人走過去。機(jī)器在工廠里移動(dòng)的時(shí)候，可能從背后追上人類，這個(gè)過程將變得更加復(fù)雜和困難?！?
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