Wózki AGV w halach przemysłowych – rodzaje i stosowanie

Wózki AGV – czym się charakteryzują?

Wózki AGV (ang. Automated Guided Vehicle) to automatycznie prowadzone pojazdy bezzałogowe przeznaczone do transportowania ładunku. Mogą pracować w trybie automatycznym, wykorzystując nawigację pasywną (w postaci metalowych taśm umieszczanych na podłożu), aktywną (sterowanie zapewniają elektryczne przewody układane w posadzce) lub laserową (bazującą na systemie głowic i luster).

Wózki AGV stosowane są głównie w celu zautomatyzowania transportu w halach produkcyjnych bądź magazynowych, co pozwala zarówno ograniczyć koszty eksploatacyjne, jak i rozwiązać problemy kadrowe dotyczące trudności z pozyskaniem wykwalifikowanych pracowników.

Rodzaje wózków AGV

Rodzaje wózków AGV do zastosowań przemysłowych dostępne na rynku to przede wszystkim modele holownicze (ang. Towing Vehicles), pojedynczego załadunku (ang. Unit Load Vehicles) wyposażone w platformę transportową, a także widłowe (ang. Fork Vehicles).
Ponadto, wózki AGV ze względu na przeznaczenie można podzielić na dwie główne grupy pojazdów:

• wózki AGV do kompletacji – dostarczają ładunki do stanowisk kompletacyjnych i pracują najczęściej w zamkniętych wydzielonych strefach; platformy unoszą ładunek na niewielką wysokość, a ich głównym zadaniem jest transportowanie ładunków między dwoma wyznaczonymi punktami; tego typu rozwiązania stosowane są w obsłudze realizacji zamówień (zwłaszcza w gwałtownie ostatnio rozwijającym się rynku e-commerce), a także w działaniach związanych z przygotowaniem elementów niezbędnych w procesie produkcji,
• wózki AGV do transport ładunków między stanowiskami i obsługi składowania – pracują najczęściej w strefach, w których występuje interakcja z ludźmi i/lub innymi maszynami; są to przede wszystkim rozwiązania wykorzystywane w czynnościach związanych z przyjęciem ładunku do magazynu (transport z pól odkładczych do strefy regałowej) oraz obsługą regałów (łącznie z wysokim składem) i linii produkcyjnych.

Platforma AGV firmy Grenzebach, fot. LOGIS

Wózki AGV wykorzystywane w drugiej grupie to m.in.:

• platformy transportowe AGV – mogą być wyposażone w przenośniki, unoszone stoły, specjalne chwytaki oraz inne wyposażenie ułatwiające odbieranie, transport i przekazywanie ładunków,
• wózki widłowe AGV typu stacker – wyposażone w maszt pozwalający na wyniesienie ładunków na wyższe poziomy składowania, mogą być wyposażone w przesuw boczny, pozycjoner, podwójne widły, zaciski z przeciwwagą lub widłami teleskopowymi,
• wózki widłowe AGV wysokiego unoszenia – umożliwiają wynoszenie ładunków do wysokości od kilku do kilkunastu metrów.

Wózki AGV wysokiego unoszenia, fot. LOGIS

Wspomniane wózki AGV wyposażone są w moduły autonomicznej nawigacji oraz komunikacji z systemem zarządzającym flotą, co pozwala, np. całkowicie samodzielnie obsługiwać regały niskiego czy wysokiego składowania. Ponadto, dzięki zainstalowanym czujnikom mogą rozpoznawać innych uczestników ruchu i ewentualne przeszkody, a także dostosować swoją prędkość pracy do warunków otoczenia.

W jaki sposób działają wózki autonomiczne (AGV)?

Wszystkie wózki autonomiczne łączy sposób funkcjonowania. Użytkownik określa potrzebne ładunki i otrzymuje je na żądanie. Jest zwolniony z konieczności monitorowania oraz zarządzania strefami magazynu czy hali produkcyjnej obsługiwanymi przez wózki AGV. W uproszczeniu system autonomicznego transportu w magazynie działa następująco:
1. Ładunek jest dostarczany do punktu styku z magazynem obsługiwanym przez wózki AGV. Dostawa może być realizowana przez człowieka, przenośnik lub pojazd AGV. Następnie wysyłany jest sygnał wyzwalający (przez nadrzędny system WMS lub MES, sterowniki PLC przenośników bądź przycisk zlokalizowany przy miejscu przekazania ładunku) do systemu zarządzającego flotą pojazdów AGV. Można również wykorzystać systemy wizyjne lub stanowiska z tabletami dla obsługi, z których wydawane będą dyspozycje.
2. Wózki AGV pobierają ładunek i transportują go do strefy składowania.
3. Wózki AGV odstawiają ładunek na regały (w przypadku zakładów produkcyjnych dostarczają je do gniazd produkcyjnych), w zależności od wymagań technicznych mogą to być te samy pojazdy, które transportują ładunki. Po załadowaniu zostaje wysłany komunikat do systemu nadrzędnego (np. WMS lub MES)
4. W dowolnym momencie, kiedy składowany ładunek jest potrzebny zostaje wygenerowane na niego zapotrzebowanie w systemie nadrzędnym i przesłane do systemu zarządzającego flotą AGV.
5. Następnie jest realizowany proces odwrotny – system zarządzający flotą AGV wysyła odpowiednie wózki AGV, które pobierają ładunek i transportują go do punktu styku z zewnętrzną strefą magazynową.
6. Ładunek zostaje przekazany w punkcie styku i tak jak poprzednio może to być miejsce na posadzce, przenośnik lub specjalnie zaprojektowane stanowisko.
7. Po wykonaniu zadania system AGV powiadamia o tym fakcie system nadrzędny.

Kiedy warto zastosować wózki AGV?

Wózki AGV, w przeciwieństwie do np. linii przenośników, nie wymagają wykonania instalacji stałej infrastruktury na drogach komunikacyjnych. Mając to na uwadze będą one optymalnym rozwiązaniem tam, gdzie istnieje konieczność zasilania linii produkcyjnej/montażowej lub skomunikowania stref magazynowych z gniazdami kompletacji. W takich przypadkach często występuje dużo krzyżujących się dróg, więc wózki AGV pozwalają uniknąć konfliktów komunikacyjnych. Ma to również duże znaczenie w przypadku hal wynajmowanych, ponieważ cały system można dość łatwo przenieść przy zmianie obiektu.

Wózki AGV będą szczególnie efektywnym rozwiązaniem w procesach realizowanych w systemie dwu- lub trzyzmianowym. Te same pojazdy mogą pracować choćby przez trzy zmiany, a system monitorowania i automatycznego ładowania baterii zadba o maksymalną ich dostępność.

Kolejnym istotnym czynnikiem związanym z zastosowaniem wózków AGV jest lokalizacja punktów, które należy skomunikować – im większa odległość między nimi, tym wykorzystanie pojazdów AGV staje się bardziej uzasadnione ekonomicznie.

Dobór systemu autonomicznego transportu wewnętrznego

Każdy projekt autonomicznego transportu wewnętrznego wymaga bardzo dokładnego rozpoznania potrzeb inwestora i precyzyjnego określenia wymagań stawianych systemowi AGV. Należy tu przeanalizować rodzaje ładunków przeznaczonych do transportu, charakterystykę stanowisk przekazania, rodzaje i parametry regałów oraz sposób wymiany danych czy generowania zamówień. Informacje te pozwolą dobrać odpowiednie wózki AGV, charakteryzujące się wymaganym udźwigiem, wysokością unoszenia czy prędkością działania. Ponadto analiza pozwoli określić niezbędną wydajność systemu AGV, w celu zapewnienia dostawy ładunku zgodnie z oczekiwaniami.

Pojazdy AGV, fot. LOGIS

Wózki AGV – wymagania dla hal przemysłowych związane z ich wykorzystaniem

Rodzaj zastosowanego systemu transportu wewnętrznego (np. AGV) wpływa na parametry hali magazynowej czy produkcyjnej. Przykładowo w strefie, gdzie będą operowały jedynie wózki AGV można zmniejszyć jasność oświetlenia, a co za tym idzie – ograniczyć koszty energii elektrycznej. Ponadto, takie rozwiązanie eliminuje konieczności doświetlania obiektu świetlikami, co może pozwolić na obniżenie kosztów inwestycji w przypadku realizacji nowej hali.

Z drugiej strony wózki AGV wymagają dobrej jakości posadzki, przede wszystkim musi być równa i zapewniać odporność na wymagane przez system AGV obciążenia. o ile jest rozważana budowa dodatkowego piętra, to warto wcześniej zaprojektować konstrukcję podestu, aby uwzględnić wzmocnienia posadzki w miejscach, gdzie będą instalowane słupy podestu. Dzięki temu nie będzie ona ograniczać przeznaczenia podestu, który powstanie w przyszłości.

Aby wózki AGV i cały system działały poprawnie niezbędne jest także zapewnienie odpowiedniego zasięgu sygnału Wi-Fi w całej przestrzeni ich pracy. Ponadto, trzeba uwzględnić również doprowadzenie zasilania do stanowisk automatycznego ładowania wózków AGV oraz dla stanowisk kompletacji (jeżeli występują), a zapotrzebowanie na moc uwzględnić w branżowym projekcie instalacji elektrycznej.

Przeszkody w stosowaniu wózków AGV

Istotną przeszkodą ograniczającą wykorzystanie systemów AGV w obiekcie są wąskie drogi komunikacyjne lub chaotycznie ustawiane na nich ładunki. Wprawdzie wózki AGV są wyposażone w skanery analizujące przestrzeń wokół nich, jednak przy zbyt małych odległościach od przeszkód pojazdy będą często zwalniać lub choćby zatrzymywać się, co znacznie obniży wydajność ich działania.

Problematyczne mogą być również słabej jakości nośniki ładunków. Często mają one nienormowane wymiary lub ich konstrukcja jest uszkodzona, co uniemożliwia prawidłową pracę pojazdów AGV. Ponadto, wózki AGV są najefektywniejsze w procesach powtarzalnych, obejmujących określony zakres typów ładunków. Zbyt duża ich różnorodność czy nietypowe wymiary mogą wykluczać zasadność wykorzystania pojazdów AGV.

Przeszkodą w realizacji wdrożeń autonomicznego transportu wewnętrznego może być również czynnik ludzki. Wynika to z faktu, iż automatyzacja procesów logistycznych często jest postrzegana jako przyczyna redukcji etatów. Systemy AGV należy jednak traktować bardziej jako drogę do zwiększenia wydajności produkcji czy sprzedaży bez konieczności zwiększenia zatrudnienia w firmie.

Koszty i opłacalności wdrożenia systemu AGV

Systemy AGV zapewniają obniżenie kosztów funkcjonowania magazynu lub zakładu produkcyjnego, natomiast, aby sprawdzić czy ich wdrożenie jest opłacalne należy przeanalizować koszty istniejącego rozwiązania oraz alternatywnych, wynikające z nich korzyści oraz czas zwrotu z inwestycji.

Doświadczenia wskazują, iż systemy AGV charakteryzują się szybkim zwrotem z inwestycji w przypadku pracy trzyzmianowej, ale w dwuzmianowej wskaźnik ROI przez cały czas znajduje się na rozsądnym poziomie.

Ponadto systemy AGV to bardzo elastyczne rozwiązania, które pozwalają na adoptowanie układu transportowego do zmieniających się potrzeb przedsiębiorstwa, bez ingerencji w sam obiekt czy posadzkę. Są w pełni skalowalne, co umożliwia łatwą rozbudowę systemu o dodatkowe urządzenia i zwiększenie wydajności w kolejnych latach użytkowania.

Systemy AGV z firmą Logis

Logis Sp. z o.o. już od 24 lat pomaga rozwijać logistykę wewnątrzmagazynową w wielu firmach. Wieloletnie doświadczenie spółki oraz jej sprawdzonych partnerów – niemieckiej firmy Grenzebach oraz szwedzkiej MAX-AGV jest gwarancją optymalnego przygotowania systemu, zarówno w zakresie jego funkcjonalności użytkowej, jak i przystępności finansowej. Ponadto, szeroka oferta wózków i platform AGV zapewnia adekwatny dobór rozwiązań, dopasowanych indywidualnie do wymagań każdego klienta niezależnie od branży.