3. 虚拟验收的工程依据

虚拟验收不是“在软件里跑一遍动画就算通过”，它必须能回答一个工程问题：这台机器人工作站，依据什么判定它安全、合规、可用？答案来自标准。ISO 10218（工业机器人安全）、ISO/TS 15066（协作机器人）和 GB 11291（中国机器人安全标准）共同构成了虚拟验收的“判据来源”。本节的任务，是把这些标准条款从文字转化为虚拟验收场景中可检查、可量化、可判定的工程条目。

一、三套标准在验收中的分工

ISO 10218 分为两部分：ISO 10218-1 针对机器人本体，ISO 10218-2 针对机器人系统与集成，工作站验收主要落在 10218-2。它规定了风险评估、安全防护、使能装置、急停、安全相关控制系统性能等级（PL）等要求。ISO/TS 15066 是协作机器人补充规范，核心是功率与力限制以及准静态接触与瞬态接触的疼痛阈值。GB 11291 系列与 ISO 10218 高度对应，其中 GB 11291.1 对应机器人本体，GB 11291.2 对应系统与集成，是国内项目验收的法定依据。

三者的关系可以概括为：ISO 10218 给出“必须做到什么”，ISO/TS 15066 给出“协作场景下力与速度的量化边界”，GB 11291 给出“在中国项目中的合规落地口径”。虚拟验收时，三者不是并列罗列，而是按场景分层调用。

二、条款解读：从“标准语言”到“工程语言”

标准条款通常写得抽象，例如 ISO 10218-2 要求“安全相关控制系统应达到所需的性能等级（PL）”。这句话在虚拟验收中不能直接检查，必须转化。转化路径是：确定风险等级 → 查 PL 要求 → 映射到具体安全功能 → 在仿真中验证该功能的响应。

以急停功能为例。假设某工作站风险评估结果为“中等风险”，按 ISO 13849-1 要求安全功能达到 PL d。虚拟验收时，我们不是去“看”急停按钮，而是检查：急停信号从触发到机器人进入安全停止状态的仿真时间是否满足设计值。示例参数：设计响应时间 ≤ 250 ms，仿真中在 t=0 触发急停，记录机器人 TCP 速度从 800 mm/s 降至 0 的时间。若仿真结果为 210 ms，则判定通过；若为 300 ms，则需检查安全回路或减速曲线。

再以 ISO/TS 15066 的力限制为例。标准给出人体各部位（如手部、胸部）的准静态接触力阈值。虚拟验收时，需要把阈值转化为仿真中的接触力检查点。示例：手部准静态接触力阈值约 140 N，仿真中在共享工作空间设置接触检测，记录人机接触瞬间的力值。若仿真峰值力为 110 N，则通过；若为 160 N，则需调整速度或增加力限制策略。

三、转化方法：建立“条款—参数—判据”映射表

虚拟验收的核心交付物之一，是一张可执行的映射表。它把标准条款、工程参数和仿真判据三者对应起来，使验收过程可追溯、可复现。下表给出一个示例片段（参数为教学示例，非实测值）：

这张表的价值在于：它把“标准说了什么”变成“仿真里查什么”。虚拟验收报告中的每一条结论，都应能回溯到表中的某一行。

四、实操要点：在仿真中落地判据

以安全距离判据为例，具体操作过程如下。首先，在仿真环境中建立机器人模型、末端工具模型和人员模型。人员模型按标准中的人体尺寸建立，例如身高 1750 mm、臂展 700 mm。其次，定义共享工作空间和危险区域。然后，运行机器人典型轨迹，记录每个时间步的人机最近距离。最后，提取最小值并与 d_min 比较。

示例数据：仿真时长 12 s，采样步长 10 ms，共 1200 个采样点。记录到的最小距离出现在 t=7.3 s，值为 520 mm。由于 520 mm ≥ 500 mm，判定通过。若最小距离为 470 mm，则需调整轨迹或增加隔离措施，并重新仿真。

五、常见误区与检查清单

实践中，虚拟验收容易陷入两个误区。一是只查条款不查参数：报告里写“符合 ISO 10218”，却没有给出具体参数和仿真结果。二是参数来源不明：使用了阈值但未说明来自哪条标准、哪个部位、哪种接触状态。为避免这些问题，建议在验收前完成以下检查：

• 每条判据是否对应到具体标准条款编号？
• 每个参数是否有明确的来源和单位？
• 仿真结果是否可复现（模型、轨迹、采样步长是否记录）？
• 不通过项是否有整改措施和复验记录？
• GB 11291 与 ISO 10218 的对应关系是否在报告中说明？

把标准条款转化为虚拟验收判据，本质上是把“合规”从一句结论变成一组可测量、可判定、可追溯的工程数据。只有这样，虚拟验收才能真正替代或补充现场验收，成为机器人工作站交付的可信依据。