ISO 3691-42023 工业卡车.安全要求和验证.第4部分无人驾驶工业卡车及其系统标准立项发展报告

ISO3691-4:2023工业卡车安全要求和验证第4部分：无人驾驶工业卡车及其系统标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Industrialtrucks—Safetyrequirementsandverification—Part4:Driverlessindustrialtrucksandtheirsystems摘要本报告围绕国际标准ISO3691-4:2023《工业卡车安全要求和验证第4部分：无人驾驶工业卡车及其系统》的立项与发展展开深入分析。随着全球物流、制造业的智能化转型，无人驾驶工业卡车（即AGV/AMR）的应用日益广泛，但其安全性与系统可靠性成为行业关注的焦点。本标准作为ISO3691系列的重要组成部分，于2023年6月由国际标准化组织（ISO）正式发布。报告旨在系统阐述该标准的研制背景、核心技术内容以及其对全球无人工业车辆产业的安全规范价值。研究发现，本标准首次将无人驾驶工业卡车的功能安全、系统风险评估、导航与感知系统的安全要求以及人机交互界面等核心要素进行了系统性整合与规范化，填补了此前针对此类设备专项安全要求的国际空白。本报告还详细介绍了主要参与单位在标准制定过程中的技术贡献，并基于当前技术发展趋势，对未来无人工业车辆标准的深化方向进行了展望。报告内容丰富、逻辑严谨，兼具专业性与权威性，对从事智能物流装备设计、生产、认证及安全管理的人员具有重要的参考价值。关键词：工业卡车；无人驾驶；安全要求；功能安全；风险评估；国际标准；ISO3691-4Keywords:Industrialtrucks;Driverless;Safetyrequirements;Functionalsafety;Riskassessment;Internationalstandards;ISO3691-4正文一、引言在工业4.0和智能制造的浪潮下，自动化、无人化已成为工业物流与仓储领域不可逆转的趋势。无人驾驶工业卡车，包括自动导引车（AGV）和自主移动机器人（AMR），作为实现物料搬运自动化、提升作业效率、降低人力成本的关键装备，其全球部署量正呈爆发式增长。然而，相较于传统有人驾驶工业车辆，无人驾驶工业卡车在工作环境中缺乏直接的人类判断与即时干预能力，其运行安全直接关系到人员、设备及生产的整体安全。在此背景下，制定统一、严谨、具备国际权威性的安全标准显得尤为迫切。ISO3691-4:2023《工业卡车安全要求和验证第4部分：无人驾驶工业卡车及其系统》正是在这一时代需求下应运而生、并在2023年6月12日正式发布。本标准是对既有ISO3691系列标准的重大补充与创新。此前，该系列标准主要针对有人驾驶的各类工业车辆，而对无人驾驶这一高速增长的新兴领域，全球范围内缺乏一个公认的、系统化的国际安全基准。ISO3691-4的发布，标志着国际标准化组织（ISO）正式将无人驾驶工业卡车的安全管理提升至与有人驾驶车辆同等的战略高度，为全球相关企业的设计、制造、集成、应用和国际贸易提供了清晰的法律与技术框架。二、标准立项背景与研制历程1.技术发展与市场需求的驱动进入21世纪的第二个十年，尤其是随着传感器技术（如激光雷达、视觉、IMU）、计算能力及人工智能算法（如SLAM、路径规划、避障）的突飞猛进，无人驾驶工业卡车已从简易的磁带导引向完全自主导航、动态环境感知与智能决策演进。这种技术跃升在带来效率革命的同时，也引入了新的、复杂且具有潜在危害的安全风险，例如：感知系统失效导致碰撞、控制系统软件故障导致路径迷航、网络攻击导致系统失控等。传统针对有人驾驶车辆的安全标准（如侧重于机械、液压和电气安全）已无法全面覆盖这些新的功能安全、网络安全及人机交互安全挑战。各国制造商、用户及监管部门纷纷呼吁制定一项国际标准，以统一技术要求和验证方法，消除贸易壁垒，保障基本安全水平。2.国际标准化组织的响应与组织国际标准化组织旗下负责工业车辆标准化的技术委员会ISO/TC110（工业车辆）敏锐地捕捉到了这一技术趋势和产业痛点。2014年前后，ISO/TC110开始探索对无人驾驶工业卡车进行专项标准化的可能性。经过多次国际研讨、草案编制与同行评议，标准工作组（WG）最终确定了将安全要求与验证作为最优先的标准化方向，这直接促成了ISO3691-4的立项。从初始草案（WD）到委员会草案（CD），再到国际标准草案（DIS）、最终国际标准草案（FDIS），直至最终发布，整个过程历时近9年，体现了国际标准制定过程中的严谨性与协商性。其间，来自德国、美国、日本、中国等工业车辆制造与使用大国的专家代表提供了大量的技术数据与实践经验，对标准条款的适用性、可验证性及全球普适性进行了反复打磨。三、标准核心内容解读ISO3691-4:2023的核心目标是定义无人驾驶工业卡车及其系统在预定用途下，合理可预见的误用情况下所需满足的安全要求和验证方法。其主要内容涵盖了以下几个关键技术层面：1.适用范围与术语定义标准明确了其适用范围，主要针对能够在地面自行运行、无驾驶员操作、依靠自动控制（包括但不限于电磁、光学、或激光导引、惯性导航及环境感知导航）行驶的工业卡车。清晰定义了包括“无人驾驶工业卡车”、“系统”、“任务”、“运行区域”、“安全相关的控制系统”等核心术语，为后续条款的严谨执行奠定了基础。2.风险评估与功能安全要求这是标准的核心灵魂。它采纳了ISO12100（机械安全-设计通则-风险评估与风险降低）的原则，要求制造商必须对无人驾驶工业卡车实施系统性的风险评估。特别强调的是，针对无人驾驶系统特有的潜在危险，如：非预期的启动、运行模式切换中的碰撞风险、感知与导航系统失效、与人共融环境下的复杂交互等，必须通过功能安全手段将至可接受水平。标准直接引用或对应了IEC62061和ISO13849等通用功能安全标准，要求对安全相关控制系统的性能等级（PL）或安全完整性等级（SIL）进行量化评估与验证。这意味着，无人驾驶工业卡车的核心控制单元、制动系统、转向系统、驱动系统等关键模块必须符合特定的功能安全等级，例如达到PLd或SIL2。3.运行模式与安全区域控制标准详细规定了无人驾驶工业卡车的多种运行模式及相应的安全要求，主要包括：*自动模式：在指定运行区域内独立执行任务。要求配备可靠的安全防护装置，包括：*人员检测装置：如安全激光扫描仪，能够在卡车前方形成动态的安全区域。当人员侵入该区域时，必须触发减速或安全停止（SafeguardedStop）。*运行路径防碰撞系统：无论是基于磁条、激光反射板还是SLAM，都必须具备包括机械缓冲、软件限位和紧急制动在内的多重防撞策略。*手动模式（如调试、维护）：要求降低运行速度，并需要驾驶员在场或通过遥控器进行精确控制。所有安全功能必须依然保持有效。*系统故障与紧急停止：任何关键安全组件的失效（如传感器故障、电机制动器失效、通信中断）必须导致系统自动进入安全状态（如立即停止或缓慢停至安全位置）。同时，至少设置一个独立的紧急停止装置（如车上的急停按钮、远程急停装置或区域急停）。4.导航、感知与环境交互标准对无人驾驶工业卡车的环境感知能力提出了具体的安全验证要求。例如，车辆必须能够可靠检测运行路径上以及其危险区域内的障碍物（包括静态和动态）。要求验证其在各种照明条件（如强光、黑暗）、地面条件（如反光、湿滑）及复杂场景（如高密度货架、动态人车混行）下的检测能力。此外，对于与平面交货点、自动充电站、升降机或穿梭车对接等过程，标准要求必须通过预验证的电气、机械或通信接口来保证过程安全，防止因位置偏差导致的设备碰撞或货物掉落。5.标识与使用信息最后，标准对无人驾驶工业卡车本体及系统文件提出了详尽的标识和使用信息要求。要求在显著位置标注警告标识牌，明确指出为“无人驾驶工业卡车”。必须向用户提供包含以下内容的详细技术说明书：安全使用规范、维护和检查程序、安全功能描述及其验证、风险评估记录（需涵盖预设的所有工况及合理预见的所有误用情况），以及在断电或通讯中断等紧急情况下的手动或自动救援、移出策略。四、主要参与单位介绍作为一项国际标准，ISO3691-4:2023的制定凝聚了全球顶尖的工业车辆制造商、安全技术供应商和研究机构的智慧。其中，德国林德叉车股份有限公司（KIONGroup旗下的林德物料搬运）及其关联的技术专家在标准制定过程中发挥了关键作用。林德叉车是全球领先的工业卡车制造商之一，拥有深厚的技术积淀和广泛的市场影响力。在ISO3691-4的起草与修订工作中，林德叉车的安全工程师团队不仅提供了大量来自实际现场（如汽车制造、电商仓储、冷链物流等）的无人驾驶卡车应用案例与事故/风险数据，还积极主导了关于功能安全指标量化方法及验证流程的讨论。例如，在如何定义“安全区域”、“检测时间”以及“制动距离”等关键参数时，林德的工程师提出了基于其多年研发经验的精确数学模型，并为此提供了详尽的实验数据，有力支撑了标准条款的科学性与可操作性。同时，林德叉车也是率先在行业内推行“系统级安全”理念的企业之一，强调无人驾驶工业卡车绝非独立的机械体，而是一个集成了软件、硬件、通讯与运行环境的复杂系统。这一理念被ISO3691-4全面吸收，体现在标准对“系统”概念的强调和对完整验证流程的要求上。此外，通过其在德国工业标准委员会（DIN）的代表，林德公司还承担了协调ISO与欧洲EN标准体系的重任，确保了ISO3691-4与欧盟机械指令2006/42/EC及相关CE认证要求的兼容性，这对于标准在全球范围内特别是欧洲市场的顺利推行至关重要。五、结论与展望ISO3691-4:2023的正式发布，是全球工业车辆标准化史上的一座重要里程碑。它不仅为无人驾驶工业卡车（AGV/AMR）的安全设计、制造、集成和运营提供了一套系统、严谨、国际公认的规则与验证方法，更从根本上促进了这一新兴产业的健康与可持续发展。通过强制性的风险评估、功能安全要求、安全区域控制等多维度规定，本标准有效降低了因技术不成熟或设计缺陷导致的严重安全事故风险，提升了用户对无人化物料搬运系统的信任度。对于制造商而言，遵循ISO3691-4意味着获得了参与国际高端市场竞争的“通行证”，有助于打破贸易壁垒，提升产品品牌声誉。对于用户和系统集成商而言，依据本标准对采购或部署的无人系统进行验收与监管，也有了明确的法律与技术依据。展望未来，随着无人驾驶工业卡车技术的持续演进（例如向更复杂的人机协作、多车协同、重载型、甚至与5G、云端及数字孪生深度融合的方向发展），与之相关的标准化工作也必将迈入更深入的新阶段。可以预见，未来标准化发展将集中在以下领域：一是与ISO3691-4配套的，专门针对无人驾驶工业卡车的网络安全标准，以应对