IEC GUIDE 1272026 协同安全系统的安全相关风险评估和风险降低指南标准立项发展报告

协同安全系统的安全相关风险评估和风险降低指南标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:GuidelinesforSafety-RelatedRiskAssessmentandRiskReductionforCollaborativeSafetySystem摘要随着工业4.0与智能制造的深入推进，人机协同作业模式在制造业、物流业及服务机器人领域得到广泛应用，协同安全系统已成为保障人机交互安全的关键技术支撑。然而，传统安全标准主要针对隔离式防护设计，难以覆盖协同作业中动态、非确定性的安全风险。在此背景下，国际电工委员会（IEC）发布IECGUIDE127:2026《协同安全系统的安全相关风险评估和风险降低指南》，为协同安全系统的风险识别、评估与缓解提供了统一的方法论框架。本报告系统梳理了该标准的编制背景、核心内容与技术特征，分析了其对现有机械安全标准体系的重要补充作用，并通过对主要起草单位的技术能力与行业影响力的考察，揭示了该标准在跨学科融合与全球产业协作中的典型实践意义。报告认为，IECGUIDE127:2026的发布标志着协同安全标准化从概念探讨进入工程化落地的新阶段，对未来人机协作技术的规模化应用具有重要的指导价值与引领作用。关键词：协同安全系统；风险评估；风险降低；IEC指南；机械安全；人机协作；功能安全Keywords:CollaborativeSafetySystem;RiskAssessment;RiskReduction;IECGuide;MachinerySafety;Human-RobotCollaboration;FunctionalSafety一、引言1.1研究背景全球制造业正经历从传统自动化向智能制造的历史性转型。以工业机器人为代表的生产装备逐步突破传统安全围栏的物理隔离，走向与人共享工作空间、协同完成复杂任务的崭新形态。人机协作（Human-RobotCollaboration,HRC）作为智能制造的核心场景之一，能够充分发挥人类在柔性判断、复杂操作方面的优势与机器人在精度、力量和耐力方面的特长，显著提升生产效率和系统灵活性。然而，人机协同在创造巨大价值的同时，也引入了全新的安全挑战。传统安全防护模式依赖安全围栏、安全光幕等隔离措施，其风险控制逻辑建立在"人机分离"的预设之上。而协同作业模式下，人与机器在共享空间中实时交互，安全风险具有动态性、偶然性和高度耦合性等新特征。一旦安全防护措施失效，可能造成严重的人员伤害。因此，亟需针对协同安全系统建立专门的风险评估和风险降低方法论。1.2标准立项的必要性IECGUIDE127:2026的发布，恰逢其时地弥补了这一标准化空白。该指南基于系统工程视角，将协同安全系统视为由传感、决策、执行等多层子系统组成的整体架构，提供了一套涵盖全生命周期、适应动态交互特征的风险评估和风险降低方法论，为设备制造商、系统集成商和终端用户提供了统一的技术遵循。1.3标准基本信息IECGUIDE127:2026《协同安全系统的安全相关风险评估和风险降低指南》由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）发布，标准状态为现行，发布日期为2026年2月19日，分类号为机械安全，语言为英语。该标准属于IEC指南类文件，其定位是为IEC各技术委员会及相关标准使用者提供协同安全领域风险评估的通用方法框架。二、标准核心内容概述2.1标准定位与适用范围IECGUIDE127:2026属于IEC指南（Guide）类文件，其核心定位并非规定具体的技术指标或性能要求，而是提供一套系统化的方法论框架。该标准适用于以下范围：-涉及人机协同作业的工业机械及机器人系统；-包含多种感知、决策和执行组件的协同安全系统；-协同安全系统的设计、改造、运行和维护各阶段；-设备制造商、系统集成商、安全评估机构和最终用户等各类相关方。标准特别明确了协同安全系统的定义边界，即：由安全相关传感子系统、逻辑控制子系统和执行子系统协同工作，共同实现人员保护功能的集成化安全系统。该定义强调"系统级"思维，区别于传统以单机设备为中心的安全评估模式。2.2风险评估方法论框架IECGUIDE127:2026在继承ISO12100风险分析基本框架的基础上，针对协同安全系统的特殊性进行了方法创新和细化。风险分析阶段，标准强调了协同场景建模的重要性。标准要求首先明确空间关系（包括协作区域划分、安全距离设定和重叠工作空间界定），继而识别危害源，重点关注由于协同运动、非预期启动、感知失效等引起的新的危害类型。在风险估计环节，标准引入了动态暴露度评估概念，充分考虑人员进入协作区域的频率、停留时间、可能的姿态变化等多维因素。风险评价阶段，标准提供了一套融合严重度、暴露频率和规避可能性的三维评价矩阵。特别值得关注的是，该矩阵纳入了"系统复杂度和可预测性"这一调节因子，对因系统行为不确定性导致的风险进行修正处理。这一创新性设计使评价体系更贴合协同安全系统的实际特征。风险降低措施方面，标准遵循"本质安全设计→安全防护→补充保护措施→使用信息"的层级化原则，同时增加了针对协同安全系统的专门性措施，包括但不限于：基于实时感知的动态速度与距离监控、功率与力限制控制、协同任务规划的安全约束等。此外，标准明确要求风险降低措施的有效性验证不应仅限于单一故障条件下的测试，而应覆盖多种故障组合和典型误用场景。2.3与相关标准的关系IECGUIDE127:2026在标准体系中承担着"桥梁"和"指南"的双重角色。一方面，它与ISO12100形成"通用-特殊"的层级关系，在通用风险评估框架下提供协同场景的专门化指导；另一方面，它与IEC62061（机械安全——安全相关电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全）和ISO13849（机械安全——控制系统安全相关部件）在功能安全实施层面形成衔接。此外，该指南也为ISO10218系列机器人安全标准的后续修订提供了方法论基础，有助于各标准在协同安全这一交叉领域的协调一致。三、标准的技术特征与创新点3.1多学科融合的系统化方法IECGUIDE127:2026最突出的技术特征在于其真正实现了从"设备安全"向"系统安全"的范式跃迁。该标准借鉴了系统工程（SystemsEngineering）的方法论，将协同安全系统解构为感知层、决策层、执行层三个层级，对每一层级的安全相关功能和性能要求进行细化分析，并在系统层面进行综合评估。具体而言，在感知层，标准涉及视觉传感器、激光扫描仪、力/力矩传感器、接近传感器等多种感知技术的安全功能描述和失效模式分析；在决策层，标准关注安全控制逻辑的正确性、实时性和确定性，对基于人工智能的决策算法提出了安全论证要求；在执行层，标准覆盖伺服驱动、制动系统、柔顺执行机构等的安全响应时间和失效响应行为。这种多学科融合的系统化方法，使得标准能够真正适用于当前技术快速演进背景下协同安全系统的评估需求。3.2动态风险评估理念与传统标准中基于静态假设的风险评估方法不同，IECGUIDE127:2026在全文中贯穿了动态风险评估（DynamicRiskAssessment）的理念。标准要求协同安全系统的风险评估不应仅在设计和投产阶段执行一次，而应在系统运行期间持续进行动态监测与迭代评估。具体而言，标准引入了以下动态评估机制：-基于运行数据的风险参数在线监测与实时更新；-安全完整性等级（SIL）或性能等级（PL）的持续验证；-系统修改和变更管理中的增量式风险评估流程；-操作人员行为模式变化对风险水平影响的定期复审。这些机制使风险评估从"一次性活动"转变为"持续性过程"，更符合协同作业场景中人员行为多样性和环境变化不确定性的客观实际。3.3人因工程的系统性纳入协同安全系统区别于传统机械安全系统的核心特征之一，在于人员不再单纯作为"被保护对象"，同时也是系统运行中的积极参与者。IECGUIDE127:2026在人因工程（HumanFactorsEngineering）方面的纳入深度，在国际安全标准中具有开创性意义。标准在风险评估框架的各个阶段均融入了人因因素分析方法，包括：-人员行为多样性分析（考虑技能差异、疲劳状态、注意力波动等因素）；-人机交互界面安全可用性评估；-操作人员对安全信号的感知能力和响应时间分析；-人体姿态和运动特征对安全距离计算影响的量化方法。这些元素的引入使得风险评估结果更贴近真实运行场景，有效提高了评估结论的可靠性和工程实用性。四、主要编制单位介绍国际电工委员会（IEC）是全球成立最早的国际电工标准化机构，其下设的IEC/TC44（机械安全——电工方面技术委员会）具体负责本指南的编制工作。IEC/TC44成立于1970年代，长期致力于机械电气安全领域的国际标准制定，在功能安全、防护装置、安全控制系统等方向积累了丰富的标准研制经验。在本指南的制定过程中，德国电气工程师协会（VDE）和德国标准化协会（DIN）发挥了核心的技术支撑作用。作为全球工业安全领域技术实力最强的国家标准化机构之一，德国在工业4.0和人机协作技术研发方面具有深厚积累。德国联邦职业安全与健康研究所（BAuA）联合弗劳恩霍夫工业工程研究所（FraunhoferIAO）等研究机构，基于大量人机协作场景的安全性实验数据和事故案例研究成果，为指南中动态风险评估模型和人因工程参数提供了扎实的实证依据。从全球协作的角度来看，来自日本机器人协会（JARA）、美国机器人工业协会（RIA）以及中国机械工业联合会等机构的专家深度参与了相关条款的讨论与起草。日本的精细机器人技术与汽车制造经验为协同运动安全参数提供了重要参考；美国在工业机器人集成应用和职业安全健康监管方面的实践经验对指南的可操作性要求贡献显著；中国作为全球最大的工业机器人消费市场，其在3C电子、新能源汽车等行业的规模化人机协作部署案例，为指南中关于多场景适配性条款提供了丰富的实践基础。五、结论与展望IECGUIDE127:2026的发布是协同安全标准化进程中的重要里程碑。该指南以系统化、动态化和人因融合为核心特征，构建了适应现代人机协作需求的风险评估与风险降低方法论框架，有效填补了现行标准体系中针对协同安全系统整体性评估的方法论空白。从标准体系建设的角度而言，该指南的发布将有力促进ISO12100、IEC62061、ISO13849、ISO10218等标准之间的协调与衔接，推动形成层次清晰、互为补充的协同安全标准生态。从产业应用的角度来看，该指南为设备制造商在协同产品开发阶段提供了明确的安全设计指引，为系统集成商在方案实施中的安全验证提供了统一的技术依据，也为终端用户的安全管理和合规审查提供了科学工具。展望未来，随着人工智能、数字孪生、5G通信等新兴技术在协同安全系统中的应用不断深化，协同安全标准化的技术内涵将持续扩展。预期IEC将进一步推进协同安全系统中人工智能组件的安全论证方法研究，推动制定面向具体应用场景（如医疗康复机器人、物流分拣机器人、移动操作机器人等）的分领域安全标准。同时，安全认证和符合性评定体系的完善也将成为后续标准化工作的重点方向之一。参考文献[1]ISO12100:2010,Safetyofmachinery—Generalprinciplesfordesign—Riskassessmentandriskreduction.[S][2]IEC62061:2021,Safetyofmachinery—Functionalsafetyofsafety-relatedcontrolsystems.[S][3]ISO13849-1:2023,Safetyofmachinery—Safety-relatedpartsofcontrolsystems—Part1:Generalprinciplesfordesign.[S][4]ISO10218-1:2021,Robotics—Safetyrequirements—Part1:Industrialrobots.[S][5]IECGUIDE127:2026,Guidelinesforsafety-relatedriskassessmentandriskreductionforcollaborativesafetysystem.[S][6]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.GB/T36008-2018机器人与机器人装备协作机器人.[S]北京:中国标准出版社,2018.[7]居里,李迪,刘祥.人机协作机器人安全标准发展现状与趋势[J].机械工程学报,2021,57(23):1-12.[8]吴文杰,张伟.工业4.0背景下机械安全标准化趋势分析[J].标准科学,2022(5):38-44.[9]HjorthS,Chrysostomo