ISO 10218

ISO 10218 — это международный стандарт, устанавливающий требования безопасности для промышленных роботов и роботизированных систем. Стандарт разработан Международной организацией по стандартизации (ISO) и состоит из двух частей: ISO 10218-1, посвящённой требованиям к самим роботам, и ISO 10218-2, регламентирующей интеграцию роботизированных систем и их установку. Данный стандарт является основополагающим документом в области промышленной робототехники и широко применяется при проектировании, производстве, монтаже, эксплуатации и техническом обслуживании роботов.

История создания

Разработка стандарта ISO 10218 началась в конце 1980-х годов в ответ на рост числа промышленных роботов и связанных с ними несчастных случаев. Первая версия стандарта была опубликована в 1992 году. Она базировалась на национальных нормах безопасности, действовавших в ведущих промышленных странах, в частности, на американском стандарте ANSI/RIA R15.06 и европейском EN 775. В 2006 году вышла вторая редакция, которая значительно расширила требования, особенно в части взаимодействия человека и робота. Третья, действующая на сегодняшний день редакция, была опубликована в 2011 году (ISO 10218-1:2011 и ISO 10218-2:2011). В 2022 году началась работа над четвёртой редакцией, которая должна учесть развитие коллаборативных роботов, искусственного интеллекта и автономных систем.

Структура стандарта

Стандарт ISO 10218 состоит из двух частей, каждая из которых охватывает определённый этап жизненного цикла роботизированной системы.

ISO 10218-1: Требования к роботу

Эта часть стандарта устанавливает требования к конструкции, изготовлению и маркировке самого промышленного робота. Она включает:

• Общие требования безопасности: определение зон опасности, требования к блокировкам, аварийной остановке, защитному отключению.
• Требования к механической конструкции: прочность, устойчивость, защита от разрыва шлангов и кабелей, ограничение скорости и силы при ручном управлении.
• Требования к электрической системе: защита от поражения электрическим током, электромагнитная совместимость, надёжность цепей управления.
• Требования к системе управления: надёжность, резервирование критических функций, защита от непреднамеренного запуска, функции безопасного ограничения скорости (SLS), безопасного ограничения силы (SLF), безопасного останова (SS1, SS2).
• Требования к информационной безопасности: защита от несанкционированного доступа к системе управления.
• Маркировка и документация: указание грузоподъёмности, рабочей зоны, серийного номера, даты изготовления, а также предоставление инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию.

ISO 10218-2: Требования к интеграции и установке

Эта часть стандарта касается этапов проектирования, монтажа, наладки, эксплуатации и технического обслуживания роботизированной системы в целом. Она включает:

• Оценка риска: обязательная процедура идентификации опасностей и оценки рисков для всей системы, включая робота, периферийное оборудование, рабочее пространство и персонал.
• Проектирование защитных ограждений: требования к физическим барьерам, световым завесам, лазерным сканерам, блокировкам дверей и другим средствам защиты.
• Организация рабочего места: требования к освещению, вентиляции, эргономике, доступу к элементам управления и аварийным выключателям.
• Интеграция с другим оборудованием: требования к синхронизации работы робота с конвейерами, станками, сварочными аппаратами, системами технического зрения.
• Процедуры ввода в эксплуатацию: требования к тестированию, проверке всех функций безопасности, обучению персонала.
• Техническое обслуживание и ремонт: требования к процедурам безопасного доступа, блокировки источников энергии (LOTO), проверке износа и замене компонентов.

Классификация роботов по ISO 10218

Стандарт не вводит формальной классификации роботов, но определяет два основных режима работы, которые влияют на требования безопасности:

• Автоматический режим: робот выполняет запрограммированные операции без участия человека. В этом режиме доступ человека в рабочую зону робота должен быть полностью исключён с помощью защитных ограждений.
• Ручной режим: оператор управляет роботом с помощью пульта (например, при обучении, наладке, техническом обслуживании). В этом режиме скорость и сила робота должны быть ограничены (обычно до 250 мм/с и 150 Н), а доступ в рабочую зону — контролироваться.

Применение в России

В Российской Федерации стандарт ISO 10218 принят в качестве национального стандарта ГОСТ Р ИСО 10218-1-2013 и ГОСТ Р ИСО 10218-2-2013. Эти стандарты являются обязательными для применения в соответствии с требованиями Технического регламента Таможенного союза «О безопасности машин и оборудования» (ТР ТС 010/2011). При проектировании, производстве и эксплуатации промышленных роботов на территории РФ необходимо руководствоваться именно этими национальными версиями. Кроме того, требования ISO 10218 учитываются при сертификации промышленных роботов и роботизированных систем.

Критика и ограничения

Несмотря на широкое признание, стандарт ISO 10218 подвергается критике по ряду направлений:

• Сложность и объём: стандарт содержит множество требований, что затрудняет его применение малыми и средними предприятиями, особенно в условиях отсутствия квалифицированных специалистов по безопасности.
• Ориентация на традиционные роботы: стандарт изначально разрабатывался для жёстких, высокоскоростных промышленных роботов. Для коллаборативных роботов (коботов), которые работают в непосредственной близости от человека, требования ISO 10218 часто оказываются избыточными или неадекватными. В 2016 году был принят дополнительный стандарт ISO/TS 15066, который уточняет требования безопасности для коллаборативных роботов.
• Недостаточная гибкость: стандарт требует строгого выполнения процедур оценки риска, что может замедлить внедрение новых технологий, таких как адаптивное управление, машинное обучение и автономное принятие решений.
• Отсутствие требований к кибербезопасности: в текущей редакции стандарта (2011 года) недостаточно внимания уделяется защите роботизированных систем от кибератак, что становится всё более актуальным в условиях Индустрии 4.0.

Будущее развитие

В настоящее время (2024 год) ведётся работа над четвёртой редакцией ISO 10218. Ожидается, что она будет включать:

• Расширенные требования к коллаборативным роботам: более детальные нормы для режимов совместной работы, включая динамическое изменение скорости и силы в зависимости от расстояния до человека.
• Требования к искусственному интеллекту: нормы для роботов, использующих алгоритмы машинного обучения и принимающих решения в реальном времени.
• Усиление кибербезопасности: требования к защите систем управления, шифрованию данных, аутентификации операторов.
• Учёт мобильных роботов: требования к безопасности для роботов, способных перемещаться по производственному цеху (мобильные манипуляторы, автономные транспортные средства).

Источники

• ISO 10218-1:2011. Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 1: Robots.
• ISO 10218-2:2011. Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 2: Robot systems and integration.
• ГОСТ Р ИСО 10218-1-2013. Роботы и роботизированные устройства. Требования безопасности для промышленных роботов. Часть 1. Роботы.
• ГОСТ Р ИСО 10218-2-2013. Роботы и роботизированные устройства. Требования безопасности для промышленных роботов. Часть 2. Роботизированные системы и их интеграция.
• ISO/TS 15066:2016. Robots and robotic devices — Collaborative robots.