RAS人形机器人产业正迎来属于它的“汽车功能安全时刻”
VisualPro
人形机器人产业正迎来属于它的“汽车功能安全时刻”
ISO 10218:2025 · ISO 25785-1 时代的机器人安全分析——VisualPro FMEA · FTA · STPA
产品:VisualPro | 适用对象:人形机器人及机器人零部件开发者 | 日期:2026年7月21日
ISO 10218:2025ISO 25785-1FMEA · FTA · STPA动态稳定性 · AI控制MCP集成
01机器人安全标准的剧变已经开始(TL;DR)
作为工业机器人安全基础的ISO 10218时隔约8年进行了全面修订(ISO 10218-1/-2:2025),面向足式机器人和人形机器人的新标准ISO 25785-1也正在ISO TC299制定之中。15年前,ISO 26262使功能安全分析(FMEA、FTA)成为开发流程中的强制关口,汽车行业由此经历的那场变革,如今正在人形机器人产业重演。
VisualPro将其在汽车功能安全与网络安全设计中久经验证的FMEA·FTA·STPA·TARA集成分析平台直接引入机器人领域。在标准定稿之前率先建立安全分析体系和安全案例的企业,将在标准定稿后的认证竞争中占据领先。
标准正在制定之中,而市场不会等待标准——率先积累安全案例的企业将赢得认证竞争。
02为什么是现在——重塑人形机器人安全的三大变化
① 标准的全面改版——ISO 10218:2025与ISO 25785-1标准
ISO 10218的2025年修订版引入了Class I / Class II风险分类,并首次在工业机器人基础标准中纳入网络安全要求。安全相关控制功能必须证明其达到与IEC 62061(SIL)和ISO 13849-1(PL)相协调的水平。此外,针对通过主动控制保持稳定的机器人的ISO 25785-1,正由人形机器人领域的先行企业主导制定。
② 人形机器人特有的风险——跌倒,以及神经网络中的安全功能新型危害
当电源或控制失效时,人形机器人并不会简单地停止——它会跌倒。一台重达数十公斤的机器在人身旁倾倒,这本身就是一类新的危害。当安全功能被嵌入神经网络内部而非专用安全控制器时,传统的SIL/PL证明方法难以直接沿用——而且人形机器人并非在防护栏内运行,而是在人们工作的空间中央运行。
③ 抢先应对法规,就是抢占市场先发优势
如果等到标准定稿后才开始合规工作,就只能把安全要求硬塞进已经冻结的设计中——ISO 26262早期的重新设计成本就是明证。现在积累的危害分析和安全案例,日后将成为认证证据,也将成为整个机器人及零部件供应链中的信任资产。
03汽车功能安全 vs. 人形机器人安全——哪些可以沿用,哪些发生了变化?
汽车功能安全与人形机器人安全采用相同的分析方法——不同的是危害定义和参考标准。
| 对比项 | 汽车(ISO 26262) | 人形机器人(ISO 10218:2025 · 25785-1) |
|---|---|---|
| 核心标准 | ISO 26262、ISO 21448(SOTIF) | ISO 10218-1/-2:2025、ISO 13482、ISO 25785-1(制定中) |
| 风险分级 | ASIL A–D | Class I/II,以及SIL(IEC 62061)/ PL(ISO 13849-1) |
| 领域特有危害 | 功能异常导致的车辆行为 | 动态失稳(跌倒)、人体接触事件、AI控制的不确定性 |
| 网络安全 | ISO/SAE 21434(独立标准) | ISO 10218:2025首次纳入基本要求 |
| 分析方法 | FMEA · FTA · HARA · STPA | 适用相同方法——仅将危害定义扩展至机器人领域 |
其启示十分明确:分析方法本身已在汽车领域发展成熟。所需要的是将分析体系扩展到机器人领域的危害(跌倒、抓取失败、人体接触、AI误判)——这是迁移成熟工具的问题,而不是发明新工具的问题。
04人形机器人安全分析的三层结构——FMEA · FTA · STPA
只有同时覆盖零部件失效(FMEA)、事件组合(FTA)和交互缺陷(STPA),才能看清人形机器人风险的全貌。三种方法相互补充,而非相互替代。
| 方法 | 在机器人领域中的作用 |
|---|---|
| FMEA (失效模式与 影响分析) | 通过层级结构分析关节执行器、减速器、编码器、电池等零部件级失效如何传播至上层功能(行走、抓取、平衡)。利用噪声因子库(温度、振动、磨损等)系统地导出失效原因 |
| FTA (故障树分析) | 从“机器人倾倒”“非预期的人体接触”等顶事件出发,定量分析基本事件的组合。用于量化Class II机器人的残余风险 |
| STPA (基于系统理论的 过程分析) | 分析在没有任何零部件失效的情况下发生的事故——AI控制器的不安全控制行为、传感器–控制器–执行器之间有缺陷的交互。是论证基于神经网络的控制安全性的最适用方法 |
05VisualPro如何支持人形机器人安全分析?
单一数据库,一条数字主线Digital Thread
FMEA、FTA、STPA和TARA在同一个数据库中关联。结构(零部件)↔ 功能 ↔ 失效 ↔ 风险 ↔ 对策实现1:1追溯,每次设计变更时自动同步。像跌倒这样的单一危害,可以作为FTA的顶事件、FMEA的失效影响和STPA的损失进行一致管理。
基于噪声因子库的失效导出试点验证
将应力因素库(温度、湿度、振动、磨损、EMI等)与零部件功能进行交叉比对,系统地导出失效模式。在一个实际的驱动系统电机DFMEA试点中,AI智能体利用该库导出了34项零部件级失效、54项噪声因子匹配和25条因果网络关联——全部通过对话完成。
基于MCP的AI智能体集成MCP
Claude等AI智能体通过MCP(Model Context Protocol)与VisualPro直接通信,执行FMEA、FTA和STPA分析。分析人员将导出工作交给AI,专注于验证。在机器人这类零部件数量多、分析积累少的新领域,这种加速效果最为显著。
韩英双语报告自动化自动化
分析结果可导出为可直接用于审核和客户应对的双语报告——这对于履行海外认证、客户审核等全球供应链义务必不可少。
06常见问题(FAQ)
Q1具有汽车FMEA经验的团队能否转向机器人安全分析?
可以——这是最有利的起点。方法论的骨架完全相同:结构–功能–失效层级分析、风险评估以及对策管理。发生变化的是危害定义(车辆行为 → 跌倒、接触、AI误判)和参考标准(ISO 26262 → ISO 10218 / 25785-1)。VisualPro的分析体系正是为这类领域扩展而设计的。
Q2ISO 25785-1尚未定稿——我们现在应该准备什么?
先准备标准必然会要求的内容。无论最终文本如何,危害识别与风险评估、安全相关控制功能的定义以及可追溯的安全案例都必不可少。现在积累的FMEA、FTA和STPA交付物,在标准发布后即可直接作为认证证据。
07立即开始(Next Step)
人形机器人安全标准正在制定之中——而市场不会等待标准。借助凝聚成熟汽车功能安全经验的VisualPro,抢在标准之前构建您的安全分析体系。
从零部件失效到AI控制,贯穿一条数字主线——借助VisualPro开展人形机器人安全分析。
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