重慶凱瑞機器人公司冉坤高工：礦用機器人標準及檢測現狀分析

2025年11月28日 16:33 智能礦山雜志責編：戚金榮作者：智能礦山雜志

摘要

聚焦礦用機器人領域，深入分析了礦用機器人標準現狀及其在檢測技術發展、行業痛點等方面現狀。從應用領域、運動方式、使用空間、機械結構、編程和控制方式5 個維度進行定義和分類，概括了包括機器人術語、性能測試、安全規范、智能化評價等多維度標準體系框架。從全生命周期視角剖析礦山機器人設計研發、生產制造、檢測認證、應用維護等環節中標準與檢測技術的作用，分析礦用機器人檢測的行業痛點，為推動礦用機器人產業規范化、高質量發展提供了理論參考與實踐依據。

文章來源：《智能礦山》2025年第11期“礦山機器人技術創新與實踐特刊”

第一作者：冉坤，高級工程師，現任重慶凱瑞機器人技術有限公司移動機器人測評部部長，主要從事機器人及智能化裝備檢測認證相關研究工作。E-mail：442906285@qq.com

作者單位：重慶凱瑞機器人技術有限公司

引用格式：冉坤，李本旺，成林，等.礦用機器人標準及檢測現狀分析[J].智能礦山，2025，6(11)：10-14.

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礦用機器人作為礦山智能化建設的關鍵技術裝備，標準化和檢測工作對于保障礦山安全生產、提高生產效率、推動產業發展至關重要。然而，目前國內礦用機器人產業面臨標準缺失、檢驗檢測技術不足等問題，因此，深入研究礦用機器人標準及檢測現狀，具有重要的現實意義。

機器人概述

（1）機器人定義

根據GB/T 12643標準，機器人是指具有一定自主能力，能夠執行運動、操作或定位的可編程機構。其中，自主能力指的是基于當前狀態和感知信息，在無人為干預的情況下執行預期任務的能力。

（2）機器人分類

依據標準GB/T 39405—2020《機器人分類》，機器人從應用領域、運動方式、使用空間、機械結構、編程和控制方式5個維度進行分類，機器人分類如圖1所示。

圖1 機器人分類

（3）機器人標準體系

國內機器人標準化委員會TC591制定了“基礎共性、關鍵技術、零部件、整機、集成與應用”的全鏈條標準體系，涵蓋機器人術語、性能測試、安全規范、智能化評價等多個維度。該標準體系對于完善國內機器人標準體系、規范國內機器人技術和產品市場、加強國際合作、推動機器人產業高質量發展具有重要意義，標志著我國在機器人標準化領域從“跟跑”向“領跑”的轉變，機器人標準體系如圖2所示。

圖2 機器人標準體系

國內礦用機器人標準現狀

在全球積極推進礦山智能化建設的趨勢下，我國作為煤炭生產和消費大國，對礦用機器人的需求日益增長。然而，由于缺乏統一且完善的標準體系，礦用機器人在復雜的礦山環境中故障頻發。相關統計顯示，故障發生率相較于地面普通設備高3倍，嚴重影響了礦山的正常生產秩序，還帶來了巨大的安全隱患。與此同時，檢測認證環節的滯后與繁雜，新產品從研發到投入市場的周期大幅延長。

2023年8月9日，國家礦山安全監察局組織編制了《礦山智能化標準體系框架》，首次將煤礦和非煤礦山智能化標準建設納入同一體系，從開采工藝、技術裝備、數據治理、安全保障等多維度，構建了覆蓋智能化礦山建設各業務領域、全生命周期的標準體系框架。該框架包括基礎通用、數據與模型、生產系統與技術裝備、決策與應用等4類標準子體系，明確了智能化礦山建設各部分的具體標準研制方向，引導各有關單位開展相關標準規范的制修訂工作，礦山智能化標準體系如圖3所示。

圖3 礦山智能化標準體系

2024年7月22日，全國機器人標準化技術委員會礦用機器人標準工作組（SAC/TC591/WG03）正式成立，標志著我國礦用機器人標準化工作進入新階段。該工作組由中國機械工業聯合會機器人分會發起，成員單位涵蓋礦山企業、機器人制造商、科研機構及高校等機構，并同期發布了礦用機器人標準體系（草案），該草案從安全、性能、整機及應用、基礎通用、適應性、集成等方面構建了標準體系，礦用機器人標準體系（草案）如圖4所示。

圖4 礦用機器人標準體系（草案）

礦用機器人檢測現狀

3.1 檢測技術體系

礦用機器人檢測涵蓋安全性、可靠性、環境適應性等多維度指標。

（1）安全性檢測包括防爆性能測試（如外殼耐壓、火花防護）、電氣安全檢測（如絕緣電阻、接地保護）；可靠性檢測涉及故障診斷、抗干擾能力及長期運行穩定性。

（2）環境適應性檢測針對井下高溫、高濕、粉塵等極端條件，驗證機器人防護等級與耐久性。中國煤炭科工集團有限公司研發的故障監測系統，通過集成液壓系統狀態評估、關節性能監測等模塊，實現了機器人運行狀態的實時分析與預警，有效提升了檢測準確性與效率。

3.2 認證流程優化

安標國家礦用產品安全標志中心有限公司推行“新產品審核發放模式”，針對機器人研發階段特殊性，允許通過工業性試驗驗證產品性能，縮短認證周期。

以山東國興智能科技股份有限公司的履帶式巡檢機器人為例，煤安/礦安認證流程結合實驗室測試與井下實際應用數據，既確保產品安全性與適用性，又加快產品上市速度。此外，陜西煤業化工集團有限責任公司等企業通過構建設備全生命周期管理系統，實現礦用機器人從研發到退役的全程質量追溯，進一步優化認證管理流程。

3.3 檢測機構能力建設

國內已建立覆蓋礦用機器人全產業鏈的檢測機構網絡，如國家機器人質量檢驗檢測中心、中煤科工集團有限公司檢測中心、中國礦業大學測試平臺等。該機構通過資質互認與跨界合作，提升檢測效率與公信力。中國煤炭科工集團有限公司開展的檢測機構資質互認可行性研究，為跨區域檢測合作提供理論支持，促進了檢測資源共享與協同發展。國家機器人質量檢驗檢測中心（重慶）圍繞安全、智能、可靠3個技術方向深耕。

（1）安全檢測方面

在安全檢測方面覆蓋能力全、優勢突出，涵蓋通用性能、通用機械、電氣安全，特別是在防爆安全、抗風抗雨穩定性測試等方面處于國內領先水平，并且在功能安全、軟件和信息安全測評等方面取得了較好的進展，安全與性能測評能力圖譜如圖5所示。

圖5 安全與性能測評能力圖譜

（2）智能測評

智能測評分為單體智能和多機智能。在單體智能測評能力方面取得了較大突破，構建了基于紫外-可見光-紅外全光譜可動態測試的視覺垂直大模型訓練場和測試場，搭建了國內目前最大的移動機器人運動智能測評場景，同時具備語音智能、多機的系統調度和同步響應測試能力，并在自主能力、多機協同、人機交互等方面持續迭代優化，智能性測評能力圖譜如圖6所示。

圖6 智能性測評能力圖譜

（3）可靠性檢測

可靠性檢測包括電磁兼容、機械可靠性和環境可靠性、防護等級、NVH、MTBF、疲勞耐久性等方面。擁有機器人、無人機動態可靠性試驗專用的250 m3步入式環境箱、10 m法和3 m法電波暗室，在機器人領域及儀器儀表、汽摩、醫療器械等整機和部件可靠性方面積累了豐富的經驗，得到了華東、華南等地區龍頭企業的廣泛認可，可靠性測評能力圖譜如圖7所示。

圖7 可靠性測評能力圖譜

3.4 礦用機器人檢測行業痛點

（1）惡劣工況模擬不足

礦用機器人在實際工作中需面對突水（水壓≥10 MPa）、瓦斯爆炸（濃度5%~16%）等極端工況，但目前國內在極端工況模擬檢測方面能力嚴重不足，相關場景模擬平臺的覆蓋率不足30%，使得在檢測過程中，難以全面、真實地模擬機器人在實際工作中可能遇到的極端情況，導致對礦用機器人在極端工況下的性能和可靠性評估不準確。

（2）檢測技術人員短缺

由于礦用機器人檢測涉及防爆等特殊技術要求，專業的檢測技術人員相對匱乏，影響了檢測工作的質量和效率。

（3）檢測標準制定滯后

礦用機器人標準制定滯后，受到技術復雜性、產業生態割裂、國際競爭格局等多重因素影響。在極端環境適應性方面，現行標準難以滿足礦用機器人對防爆、防塵、抗電磁干擾等嚴苛要求；在多學科交叉技術融合方面，標準未覆蓋關鍵技術；在場景碎片化與需求差異化方面，現有標準難以適配不同礦區的特殊需求；在檢測認證方面，現有檢測方法難以對礦用機器人的智能化能力進行有效評估。

礦用機器人全生命周期分析

4.1 全生命周期各環節現狀

（1）科研院所

在礦用機器人研發過程中，面臨研發成本高、技術轉化困難等問題。科研院所技術研發投入大量資源，但由于缺乏與市場的有效對接，導致研發成果難以快速轉化為實際生產力。

（2）生產端

生產企業存在技術開發測試人員不足、認證證書取證難等問題。生產企業普遍缺乏既懂機器人技術又熟悉煤礦場景的復合型人才。生產過程中需要專業的技術人員進行產品開發和測試，確保產品質量；同時，獲取相關認證證書的流程復雜、難度大，增加了企業的生產成本和時間成本。

（3）檢測機構

檢測機構需要行業政策的有力支撐，并且在機器人檢測與安標檢測合作方面有待加強。目前，檢測機構在標準執行和檢測技術應用上存在一定差異，需要進一步統一和規范。

（4）終端用戶

終端用戶關注設備的可靠性、維護與操作便捷性以及維修時間等問題。由于礦用機器人工作環境惡劣，對設備的可靠性要求極高；同時，復雜的操作和較長的維修時間會影響礦山的正常生產。

4.2 標準與檢測技術在全生命周期中的作用

（1）設計研發環節

標準是指導機器人設計的重要依據。通過制定涵蓋機械結構、電氣性能、智能控制、防爆防護等多方面的設計標準，確保機器人在設計階段已充分考慮礦山環境的特殊需求與安全要求。檢測技術則在設計研發過程中發揮著驗證與優化作用，通過模擬礦山實際工況，對設計方案進行性能檢測與評估，及時發現設計缺陷并進行優化，提高機器人的研發質量與成功率。

（2）生產制造環節

標準化的生產流程與質量控制體系能夠保證產品的一致性與穩定性。生產企業按照統一的標準進行原材料采購、零部件加工、裝配調試等工作，可有效降低生產成本，提高生產效率。檢測技術在生產制造過程中扮演著質量把關的角色，通過對生產過程中的半成品與成品進行嚴格檢測，及時發現質量問題并進行整改，防止不合格產品流入市場。

（3）檢測認證環節

第三方檢測機構依據相關標準，對機器人進行全面的性能檢測與安全評估，只有通過檢測認證的產品才能獲得進入礦山市場的資格。完善的檢測認證標準與技術，能夠增強用戶對產品的信任度，促進市場的健康發展。

（4）應用維護環節

標準為機器人的操作、維護與管理提供了規范。礦山企業按照操作標準對機器人進行正確使用，按照維護標準進行定期保養與維修，能夠延長機器人的使用壽命，提高其運行效率。檢測技術則用于實時監測機器人的運行狀態，及時發現潛在故障并進行預警，保障礦山生產的安全性與穩定性。

總結

（1）全面分析了礦用機器人標準及檢測現狀，國內礦用機器人產業在標準體系建設和檢測技術發展方面取得了一定進展，但仍面臨諸多挑戰，如標準體系不完善、檢測技術不足、行業痛點突出等。

（2）為推動礦用機器人產業的規范化、高質量發展，需要加強產業標準體系頂層設計，補齊產業關鍵技術短板，提升企業自主創新動力，完善檢測技術和標準體系，加強各環節之間的協同合作，以滿足礦山智能化建設的需求，保障礦山安全生產和提高生產效率。

（3）從全生命周期視角來看，標準與檢測技術貫穿礦用機器人設計研發、生產制造、檢測認證、應用維護等各個環節，對產業發展具有重要的支撐作用。未來，還需進一步深入研究礦用機器人標準與檢測技術，適應產業發展的新需求和新挑戰。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

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