基于風險的叉車AGV 檢驗技術研究

趙 凱 王小燕 宋來軍 楊安定 曹欽華

（南京市特種設備安全監督檢驗研究院 南京 210000）

TSG 81—2022《場(廠)內專用機動車輛安全技術規程》（簡稱新規程）相較于以往的規程，重要的一個變化就是場(廠)內專用機動車輛的定義有了更加明確的規定：機動工業車輛（指叉車），是可由司機直接操縱(含遙控)，通過門架和貨叉來起升載荷的自行式車輛，包含平衡重式叉車、前移式叉車、側面式叉車等共六類叉車。新規程通過操作方式的明確，將配置自動和人員操作“雙模”模式的叉車，如具有“雙模”模式的自動導引式(Automated Guided Vehicle，AGV)叉車（簡稱叉車AGV），納入特種設備實施目錄管理。

相比傳統的人工操作，叉車AGV 在降低司機勞動強度、改善工作環境、提高作業效率及設備利用率方面有很大的優勢[1，2]。隨著科學技術的發展，伴隨著與定制化、標準化智能工廠、智能倉庫、智能物流的深度結合，叉車AGV 在智能化、柔性化、可復制化等方面都有了很大的提升，應用場景得到不斷的推廣和普及，其安全性能成為檢驗機構關注的重點。本文以一托盤堆垛車融合激光和視覺導航AGV 為例，開展基于風險的安全性能專項檢驗，在現行設計、制造、檢驗相關標準不完善的情況下，開展危險源分析，有針對性地進行風險評估和風險評定，經與制造單位、使用單位溝通，制定專項檢驗項目，明確檢驗要求和檢驗方法[3]。

1 叉車AGV 導引技術簡述

叉車AGV 采用先進的運動控制和導航定位算法，單車運行速度快，轉彎效率高，可以很好地用于高節拍的生產任務和配送，即使多臺叉車AGV 同時使用也可以高效協同作業，現已實現不停車避讓，輕松應對受管控的人車、車車混行工作場景，在未來的無人工廠、無人碼頭等工作環境下將有更加廣闊的應用空間。叉車AGV 常見的導引方式有磁條導引、二維碼導引、激光導引、視覺導引等，伴隨著人工智能技術的快速發展，視覺加慣性導引、視覺加激光導引等復合導引方式現已成為主流發展方向[4]。

2 危險源與風險應對

基于風險的檢驗技術研究，需要對危險源進行正確的識別與評價，進而有針對性地采取管控措施。危險源是指可能造成人員、設備、工作環境的傷害與損傷的一種或多種根源、狀態，分為第一類危險源和第二類危險源。第一類危險源是指工作環境中客觀存在，這類危險源在叉車AGV 設計階段時應充分考慮和避免。第二類危險源主要指正常情況下不會發生事故，但一旦發生時，就會產生危險或風險，叉車AGV 在使用過程中應重點考慮第二類危險源[5，6]。

2.1 危險源及可能導致的后果

●2.1.1 檢驗活動

存在的危險源主要有：未按照作業指導文件進行檢驗，現場檢驗時記錄不完整、不規范，檢驗項目有錯漏檢現象，檢驗結論不正確。

可能導致的后果：項目的檢驗結果不準確，單位作業文件得不到落實，檢驗報告引起相關單位異議或投訴。

●2.1.2 環境因素

涉及的危險源主要有：有毒有害物質、易燃易爆物質、放射源、機械傷害、物體打擊、部件纏繞、擠壓和跌絆、重要環境因素和重要危險源評價不合理、重要環境因素和危險源崗位人員不知道。

可能導致的后果：環境管理或職業健康安全管理不符合標準要求。

●2.1.3 應急準備與響應

涉及的危險源主要有：未識別應急情況、應急預案未培訓、未進行應急演習或應急預案未開展驗證。

可能導致的后果：發生事故導致損失、導致事故后果更嚴重、導致管理風險。

●2.1.4 環境、安全運行檢查

涉及的危險源主要有：未編制檢查計劃、未開展檢查、未按照運行文件進行檢查、檢查結果保存不完整。

可能導致的后果：可能導致管理或者認證方面的風險。

2.2 風險應對措施

在準確分析危險源及可能導致的后果后，應及時采取風險應對措施，降低風險發生的概率或者減輕風險發生后帶來的損失。具體的措施主要有：

●2.2.1 預防風險措施

主動采取措施預防風險。如：落實安全管理、責任制度；加強對檢驗人員的安全技術培訓以及考核；采取視頻抽查、隨機抽查等監督方式強化單位內部管理制度落實情況；提前與使用單位人員聯系確認現場環境情況，避免將普通叉車的檢驗現場設置在易燃易爆場所；定期開展應急演練，提升檢驗人員現場應急知識水平等。

●2.2.2 減輕風險措施

通過及時采取措施減少風險發生后所帶來的不利后果。如：針對項目的檢驗結果不準確的情況，在檢驗報告引起相關單位異議或投訴時及時采取補救、確認措施，確實有誤時應采取及時收回報告等更正措施；檢驗時發現現場不具備檢驗條件時，按內部流程及時中止檢驗，避免風險的發生。

●2.2.3 分擔風險措施

檢驗人員在檢驗工作過程中，應主動告知使用單位落實相應的安全主體責任制度，重視叉車各個環節的管理。如：叉車投入使用前的管理、叉車操作人員管理、叉車作業時現場環境或安全警示標志的管理和設置、叉車使用過程的管理、叉車維護保養及改造、修理的管理、報廢管理等。

檢驗機構應充分發揮對監察機構的技術支撐作用。在監察機構對特種設備的使用狀況進行現場監督檢查、對設備超期未檢或檢驗不合格的狀況進行現場排查或者在通過媒體、發放資料等形式開展叉車安全宣傳工作時做好服務支持。

3 叉車AGV 專項檢驗項目的要求和方法

在參考制造單位出廠資料、GB/T 30029—2023《自動導引車 設計通則》等標準的基礎上[7，8]，結合設備實際情況（見圖1），制定專項檢驗方案。除了常規的叉車檢驗項目外，本次叉車AGV 專項檢驗項目主要有電氣及控制系統檢查、行駛性能測試、制動性能測試、加速性能測試、遠程控制功能測試、避障急停功能測試、運動精度測試等。特別注意的是，測試項目均在空載狀態下進行，檢驗過程中若發現叉車AGV存在安全隱患，應及時停止并處理。

圖1 叉車AGV 實物圖

3.1 設計文件檢查

檢驗要求：系統功能需求、技術說明書、電氣原理圖、液壓原理圖、企業標準或行業標準等內容齊全。

檢驗方法：檢查設計文件是否齊全、正確，符合現場實際。

3.2 出廠資料檢查

檢驗要求：系統的合格證明文件、出廠檢驗文件、安裝調試說明書、使用維護說明書等齊全。

檢驗方法：核對出廠資料是否齊全，核對叉車AGV 銘牌信息與出廠合格證信息是否一致，使用維護說明書與設備型號是否匹配。

3.3 手柄上電

檢驗要求：叉車AGV 總電源開關與手柄上電源開關都處于通電情況下才允許遠程手動操作整車運行。

檢驗方法：將總電源開關和手柄上電源開關兩者任一開關置于斷開（未通電）狀態下，觀察手柄是否能夠操縱整車運行，不能運行則符合要求。將叉車AGV 總電源開關與手柄上電源開關都處于通電情況下，觀察手柄是否能夠操縱整車運行，能運行則符合要求。

3.4 電氣及控制系統檢查（充電性能）

檢驗要求：電池每次充滿電應保證至少連續工作8 h。

檢驗方法：結合1 個或多個循環運行試驗中所耗電量，計算充滿電情況下整車連續工作的續航時間，判定充電性能是否符合要求。

3.5 行駛性能測試（運行功能測試）

檢驗要求：叉車AGV 在導引路線上運動時，遠程加速、直線勻速行駛、行進中轉向、遠程停止功能可靠，停止后整車所有零部件、線束、管路固定可靠，管路無泄漏現象。

檢驗方法：手動操作叉車AGV 由靜止加速至額定速度后，勻速行駛設定距離，在行進過程中轉向；遠程操作手柄停止按鈕，觀察叉車AGV 能否可靠制停，整車所有零部件、線束、管路是否固定可靠，管路是否無泄漏現象。

3.6 行駛性能測試（速度測試）

檢驗要求：叉車AGV 以額定速度在導引路線上運動時，其速度偏差值最大不允許超過±10%。

檢驗方法：手動操作叉車AGV 以額定速度勻速通過直線上一段區間（≥5 m），通過秒表測出通過該區間的時間，計算出實際運行速度，測試進行3 次取平均值。

3.7 制動性能測試（行車制動）

檢驗要求：叉車AGV 以額定速度在導引路線上運動，行車制動系統能夠實現行車制動，叉車AGV停止后，制動器保持閉合狀態。

檢驗方法：手動操作將叉車AGV 加速至額定速度，人為操縱制動按鈕，行車制動系統應能使叉車AGV減速直至停車，停止后觀察制動器開閉狀態。

3.8 制動性能測試（駐車制動）

檢驗要求：叉車AGV 在任何載荷狀態、運行方向下，在坡度≤5%的道路上，駐車制動裝置可實現斷電后駐車有效制動。

檢驗方法：任何載荷狀態下，叉車AGV 上行和下行兩個方向，斷開電源開關，觀察此時駐車制動裝置是否有效、可靠。

3.9 制動性能測試（制動距離）

檢驗要求：制動距離符合設計或者新規程要求。

檢驗方法：手動操作將叉車AGV 加速至額定運行速度，使用場內車輛綜合性能檢測儀測量制動距離，測試3 次取平均值。

3.10 加速性能測試

檢驗要求：叉車AGV 從靜止至額定速度過程中的加速度值應在0.5 ～1.5 m/s2范圍內或符合制造單位設計標準。

檢驗方法：手動操作將叉車AGV 加速至額定速度，使用場內車輛綜合性能檢測儀測出加速度值，測試3次取平均值。

3.11 遠程控制功能測試（遙控距離）

檢驗要求：叉車AGV 以額定速度在導引路線上運動時，在其前、后、左、右4 個方向上的遙控距離不應小于設計標準。

檢驗方法：分別在其前、后、左、右4 個方向一定距離處將叉車AGV 啟動運行至額定速度，觀察遙控距離是否不小于設計標準。

3.12 避障急停功能測試（避障急停）

檢驗要求：當運行方向軌跡上探測到有人員活動或障礙物時，障礙物進入叉車AGV 路徑范圍且距離小于設計值時，應能自動觸發急停功能，使叉車AGV減速制停。

檢驗方法：正常運行時，人為移動障礙物進入行車路徑，障礙物與叉車AGV 距離小于設計值時，觀察叉車AGV 避障檢測裝置能否自動觸發急停功能，使叉車AGV 減速制停。

3.13 避障急停功能測試（停障距離）

檢驗要求：以額定速度行駛時，當運行方向軌跡上探測到有人員活動或障礙物時，叉車AGV 應能自動觸發急停功能，使叉車AGV 減速制停，停止點離障礙物的距離應不小于設計值。

檢驗方法：人為將靜止的障礙物擺放在叉車AGV運行軌跡距離上，以額定速度自動運行時，觀察叉車AGV 避障檢測裝置能否檢測到障礙物并自動觸發停車功能，并減速制停，使用場內車輛綜合性能檢測儀測量停障距離，測試3 次取平均值。

3.14 運動精度測試

檢驗要求：無載狀態下，前進和后退(無后退功能除外)運動精度的測試結果符合設計要求。

檢驗方法：在指定直線導引軌跡區間內，事先在地面貼好網格標尺刻度紙。當叉車AGV 以額定速度在導引路線上運行或停止時，目視讀出偏離基線的最大值。

4 總結與展望

本文提出了一種基于風險的叉車AGV 檢驗技術，并結合現場實際，制定專項檢驗方案，為進一步制定相關標準提供方法支撐和數據支撐。在當前相關標準尚不完善的情況下，檢驗機構應與設計單位、制造單位、使用單位、監管部門緊密聯系，制定或完善相應的標準或安全技術規范，共同促進叉車AGV 產業的安全發展。