當前業界普遍以MTBF（MeanTimeBetweenFailure）來表征機器人的運轉可靠性水平，似乎產品“好不好”的重要指標之一是MTBF時長，自2014年起，ABB機器人便在公開材料中提及可達MTBF50,000小時；KUKA新型KRQUANTEC機器人MTBF400,000個運行小時。

此前工信部曾在《工業機器人行業規范條件》以及“十三五”規劃中，明確提出了“可靠性、環境適應性和耐久性水平接近國外同類產品水平，平均無故障時間(MTBF)不低于50000小時的規范條件；到2020年，工業機器人平均無故障時間達到80000小時”的目標要求，但遺憾的是，我國工業機器人廠家沒有一家公開宣稱能達到這一目標要求。

2021年12月28日，工信部同國家發展改革委等共十五個部門，聯合印發了《“十四五”機器人產業發展規劃》（以下簡稱《規劃》）。《規劃》提出，到2025年，中國成為全球機器人技術創新策源地、高端制造集聚地和集成應用新高地。

業內人士分析，過去中國機器人行業要解決的問題是“產品的從無到有”，而現在《規劃》明確提到目前是要解決的是“產品好不好”的問題。

1 MTBF認證有多難？

平均無故障時間（MTBF）是衡量產品可靠性的重要指標，也是體現產品在規定時間內保持功能的一種能力。其度量方法為：在規定的條件下和規定的期間內，產品壽命單位總數與故障總次數之比。一般用來表征可修復產品。MTBF越長，代表著產品越穩定。

“MTBF其實并不是一個新的概念，主要規范的是為了達到一定的可靠性其設計階段的技術方案及采取的部件的設計標準。”艾利特機器人研發副總裁蔡嵩林指出。

據了解，MTBF在上個世紀50年代已開始應用于軍工設備等可靠性水平的測驗，現該認證在軍工、航天等行業已得到廣泛認可。但在機器人領域，MTBF認證——“可靠性證書”主要依照《GB/T39590.1-2020機器人可靠性第1部分：通用導則》等內容進行實施，其內容規定了機器人可靠性的指標體系，預測和運行監測方法、失效和分析方法、產品加速試驗方法等。

據節卡機器人專家邵工介紹，可靠性本質上是一個泛化的概念，是多種因素綜合后的一種具體表現形式。MTBF認證不單單是機器人產品正常工作多長時間才會出現一次故障的評判，更多是對于企業工藝水平、生產質量管理水平等因素的綜合認定。

具體來說，機器人企業要生產出可靠性高的產品，首先在研發設計階段就需要先選擇更為合理的總體結構，定義各個模塊間的接口以及每個子模塊也應帶有可靠性冗余的設計等等都需要采取嚴標準嚴要求；在產品樣機研發完成后，更需要考慮批量制造時的可生產性，對產線的工藝裝備精確性提出更高要求。

例如，機器人在產品設計完成后，對生產來料、生產過程進行了更嚴苛的管控，同時下線測試采取更加嚴格的標準，實現更優秀的一致性，從而保證了產品出廠的MTBF達到較高值，即保證產品批量化后的可靠性。

“產品可靠性的測試分析是一項系統性的工作，其基礎理論復雜，涉及到材料、核心元器件、電子電路、環境等各個領域，實驗設備投入成本高，機器人企業想要大幅提升產品MTBF需要投入大量資源。”華數機器人產品經理張建華說道。

那么，機器人企業要實現“MTBF達到80000小時”到底有多難？

相信很多人認為“平均無故障時間達到80000小時”便是持續工作80000小時無故障，這種理解是錯誤的。根據《T/CEEIA558—2021工業機器人可靠性測試與評定》，機器人測驗是通過加速測驗的方法將數萬小時MTBF工程指標縮短至2~3月完成。

以“平均無故障時間(MTBF)不低于50000小時”的行業規范條件為例，根據計算公式，50000小時平均無故障時間，相當于5.8年，故障率為17%。表面上看，17%的概率似乎挺大，但實際上已經很嚴格。“四大家族”的機器人產品MTBF也就在7.5萬小時到10萬小時之間，也就是每年的故障率在8.7%到11.3%之間。因此，這對于機器人企業而言，要想再實現“MTBF達到8萬小時”的難度更是不言而喻。

同時，工業機器人作為一個綜合性的系統產品，由機械系統和電氣系統組成，其MTBF值測試非常考驗各硬件環路的可靠性和軟件整體的魯棒性，對于機器人減速器、電機和線纜等零部件選型、裝配工藝以及相應軟件都有較高要求。

2 國產機器人迎難而上

隨著下游應用需求的增長，工業機器人在制造業的各個細分領域得到廣泛應用，機器人產品的運行可靠性水平，逐漸受到機器人研制方與使用方的關注。

“近年來，國產機器人雖取得了一定的長足發展，但是在高端制造領域和對產線穩定性要求高的應用中，目前依然是國外機器人為主流，在沒有應用案例的情況下如果國產機器人想要有進入相關領域的機會，就必須證明產品的質量和穩定性，這時能夠證明產品故障率和可靠性的第三方認證成為了一種剛需，導致很多企業愿意為這個證書買單。”張建華指出。

據公開信息，自2021年以來，節卡機器人、新時達、廣州數控、埃夫特、中科新松、越疆科技、匯川技術等企業先后披露通過MTBF20000小時測評，其中，節卡機器人已率先實現30000小時、50000萬小時MTBF認證。

“節卡協作機器人在汽車整車和零部件工廠大批量應用后發現，可靠性是客戶選擇的最重要依據之一。”節卡機器人CTO許雄表示：“節卡機器人愿意去做第一個吃螃蟹的人，在借此打破企業對于外資品牌的盲目信賴的同時，也希望行業追求更高的可靠性，避免協作機器人這個全新門類陷入惡性競爭。”

據沃德檢測CEO劉明漢介紹，目前做MTBF認證的企業主要以協作機器人為主，傳統的四六軸工業機器人數量很少，主要還是基于成本因素的考量。在機器人領域，MTBF認證主要集中在20000-30000小時，僅有小部分企業通過50000小時的測評。

埃夫特副總經理曾輝透露，目前埃夫特也正在積極準備50000小時的MTBF值認證。埃夫特在整機的可靠性提升方面積累了很多經驗和改善目標，通過FMEA、故障樹等質量工具的應用，以及在概念設計階段采用多種可靠性預計方法來提升新產品開發過程中的可靠性設計。據了解，2021年10月29日，埃夫特ER15-1400型工業機器人順利通過MTBF20000小時測評。

除埃夫特外，目前華數機器人、艾利特機器人、卡諾普、大族機器人、配天機器人、伯朗特、六環傳動、本末科技等10多家機器人企業的產品已先后與上海機器人產業技術研究院等第三方檢測機構進行了標準驗證合作。

3 MTBF認證是剛需？

隨著越來越多的國產機器人企業加入MTBF認證行列，機器人行業釋放出了一個積極的信號，即國產機器人企業愈加重視其產品工藝、壽命、質量等多方面的指標，這對于建立國產品牌信任度和市場開拓有著重要的意義。

但同時，行業內對于“MTBF認證”看法褒貶不一。首先，從文件發布時間來看，目前國內對于工業機器人MTBF認證尚處于行業早期階段。

據了解，目前包括上海機器人產業技術研究院在內的第三方測評機構的《T/CEEIA558—2021工業機器人可靠性測試與評定》方案，是通過對可靠性平臺建設、國家標準制定、實施方案的研究，在按照GB/T39590.1-2020《機器人可靠性第1部分：通用導則》以及起草的《工業機器人可靠性評價指南》基礎上，形成的MTBF測試與評定能力。

“嚴格來講，GB/T39590.1-2020標準正式發布于2020年12月14日，但在2021年后半年開始有相關企業發布其20000小時或50000小時可靠性認證證書，如何在短短的半年多的時間里加速模擬機器人運行5年的使用場景，這個對實驗過程的設計、加速模型、故障的定義和積累等都有很高的要求，需要經驗積累和技術共識的達成。”張建華解釋道。

其次，在測評指標上，蔡嵩林認為，目前的MTBF認證維度比較單一，單純的測試存在較多的偶然性及以偏概全的風險。嚴謹的MTBF認證應該會深入到產品從研發設計，部件選擇，品質管控，生產制程及檢測等方方面面。

中科新松副總經理許小剛指出，MTBF可靠性的測評數據獲取需要有多個樣本積累，是一個統計學意義上的經驗值。而實際使用MTBF的值，跟用戶的使用工況、是否有常規維護保養，是否有人員誤操作導致碰撞過等等情況都有關系。

總而言之，國產機器人企業需辯證的看待MTBF認證，無需過分沉迷于MTBF認證本身。MTBF標準雖對于提升產品質量、穩定性，和對提升客戶信任度有一定幫助，但更重要的是通過MTBF的理念帶動行業可靠性設計方面的發展。從目前來看，國產機器人要實現“MTBF達到80000小時”的目標仍任重而道遠，但機器人企業仍需注重于產品可靠性技術的長足積累，逐步構筑國產品牌技術護城河。