赵斌

德国莱茵TÜV大中华区工业服务总经理 | 是德国以外全球第一个取得功能安全技术审核员资格的专家，也是IT 产品、音视频产品、实验室设备、控制产品的技术审核员及签证官。同时也是中国功能安全标准委员会的成员。

智能制造是目前工业领域的热门话题，也日益成为未来制造业发展的重大趋势和核心内容。很多国家都将智能机器人作为未来技术发展的制高点，而随着技术的推进，制约机器人产业发展及推广使用的关键问题便是安全性。

在机器人设计阶段，就考虑到控制系统等电气电子部件的功能安全，将为机器人将来的使用安全打下良好的基础。何谓功能安全，机器人功能安全评估的范畴有哪些，评估标准是什么？本文将进行这些基本信息的简述。

一、 什么样的系统可以称为是功能安全的？

在产品的设计时，不仅仅要考虑到软硬件失效时可能造成的危险，还需要保证系统安全，从而不会导致人员的损失、环境的污染以及设备的损失，才可以认证它是功能安全的。

举个例子，如果一个协作式机器人发现在其行进的路上有工作人员，它就应该停止运行避免撞到人的风险。机器人的安全目标就是出现危险状况时要停机，不会对人员造成伤亡。

功能安全标准应用领域非常广，除了机器人领域，机械、石油化工、电气电子、汽车、医疗等领域同样适用。TÜV莱茵目前已在全球颁发了800多张功能安全产品认证证书。工业机器、自动产线、化工设备、石油平台、核电产品、锅炉、电机、机器人等等，只要和电子电气相关，基本上都有相应的安全评估。

TÜV莱茵安全功能证书

二、 现行功能安全的标准及其要求

现在应用最广的功能安全的基本标准是TÜV莱茵和IEC的专家们在30年前提出来的，涉及了很多原则、软件开发、功能安全管理、系统回路计算和评估的方法论。随着科技和互联网的发展，现在的安全评估将更多安全部件、PLC控制器、系统集成、软件等方面纳入新的标准，如：ISO 10218，ISO/TS 15066，ISO 13849-1，IEC 61508，IEC 62061。

另外，目前全球仅有三家机构能进行信息安全评估，TÜV莱茵是其中一家， 其对安全认证人员能力和资质要求非常严格。

关于Performance Level PL和SIL这两个指标。是目前客户最关心的问题。机械安全领域的最高安全完整性等级是SIL3。目前通过认证最多的是SIL2和SIL3的产品。PL / SIL / Cat.三者的粗略对应关系如下：

PL-SIL关系对比

一个典型的安全系统包括传感器、逻辑解算器和执行器。传感器采集外部开发状态信号并告知逻辑解算器，逻辑解算器经过逻辑运算处理后把结果发送给执行器，执行器接收到信号后断开机床电力线，然后机床停止运转。

安全系统工作原理

三、 安全功能的核心问题

1.安全功能怎样定义？

2.什么是安全状态？

3.故障响应时间如何？

以上三个问题的答案回答了安全功能的核心问题，目前国内的企业很容易忽视其中的某一点，很少三点同时注意到。

TÜV莱茵的证书含金量相对比较高，功能安全认证中包含了对人员资质和能力的功能安全管理的要求。目前在功能安全领域，TÜV莱茵在全球颁发超过11,000张功能安全工程师，行业专家70余人，在绝大部分进行安全产品开发相关的企业中享有卓越的口碑。

关于机器人的功能安全，本文只是抛砖引玉、浅尝辄止，还有更多关于如何考虑软硬件设计、如何进行相关测试等话题，敬请咨询TÜV莱茵专家。