4 dni temu
Mobilne wózki autonomiczne AMR a roboty AGV – korzyści i zastosowanie
Pojazdy AGV (ang. Automated Guided Vehicles) i wózki autonomiczne AMR (ang. Autonomous Mobile Robots) to rozwiązania robotyki przemysłowej coraz częściej stosowane w obiektach produkcyjnych i magazynach. Ich wykorzystanie w przemyśle ma mocne, ekonomiczne uzasadnienie. Roboty transportowe mogą z powodzeniem przejąć i zautomatyzować praktycznie każdy typ operacji logistycznych, zapewniając elastyczność procesów i skutecznie minimalizując ryzyko przestojów produkcyjnych. Należy pamiętać, iż ocena systemu przez pryzmat samego robota transportowego to pewnego rodzaju uproszczenie. Ważne są nie tylko roboty, ale także odpowiednio zaawansowany system zarządzania flotą, który pozwoli na głęboką integrację rozwiązania intralogistycznego ze środowiskiem zakładowym i zarządzanie operacjami w czasie rzeczywistym, docelowo z uwzględnieniem hierarchii zadań, jaką budują systemy produkcyjne klasy MES/ERP czy zarządzający magazynem WMS.
Wózki autonomiczne AGV i AMR a operatorowe wózki jezdniowe
Z czego wynika rosnąca w ostatnich latach popularność pojazdów AGV czy AMR? Tradycyjny transport materiałów w zakładach produkcyjnych najczęściej wymaga stosowania operatorowych wózków jezdniowych, np. wózków widłowych. Realizacja tego typu zadań obsługiwanych manualnie wciąż jest obciążona ryzykiem braku dostępności personelu (uwarunkowania rynkowe, stan zdrowia pracowników, okres pandemii i związane z tym regulacje) czy nieterminowych dostaw w różne obszary produkcji, co może prowadzić choćby do zatrzymania procesu produkcji. Wykorzystanie robotów AMR i AGV pozwala pokonać te problemy.
Pojazdy AGV i wózki autonomiczne AMR wdraża się w celu zwiększenia efektywności operacji i odciążenia personelu technicznego od wykonywania powtarzalnych zadań logistyki wewnątrzzakładowej. Roboty te mogą stanowić integralną część procesu produkcyjnego i wchodzić w bezpośrednią interakcję z zakładowymi systemami automatyki oraz systemami informatycznymi. Takie wykorzystanie robotów mobilnych pozwala tworzyć elastyczne scenariusze w zakresie realizacji produkcji, usprawniając w ten sposób samo wytwarzanie i obsługę tego wytwarzania.
Roboty transportowe AGV – możliwości i ograniczenia w zastosowaniu
Intensywny rozwój technologii nawigowania w przestrzeni, identyfikacji obiektów i transmisji danych sprawia, iż rolę pojazdów AGV coraz częściej przejmują wózki autonomiczne AMR. Roboty AGV poruszają się po trasach zdefiniowanych dzięki ścieżek magnetycznych, optycznych lub innych markerów na posadzce. Trudność w utrzymaniu tego typu elementów, a także zmieniające się technologie skutkują malejącym zainteresowaniem rynku pojazdami AGV. Ograniczeniem rozwiązań bazujących na AGV jest także problematyczność wprowadzania szybkich zmian w istniejących trasach. Wynika to z konieczności poprowadzenia taśm na nowych odcinkach jezdnych. W przeciwieństwie do robotów AMR pojazd AGV nie ominie również przeszkody, jeżeli ta pojawi się na tego trasie, co prowadzi do zatrzymania procesu. Jednak ze względu na swoją stabilność pracy systemy AGV dobrze sprawdzają się w stałych, powtarzalnych procesach, np. przy transporcie palet na wyznaczonej trasie lub w środowiskach, gdzie z jakiegoś powodu niemożliwe jest nawigowanie z wykorzystaniem systemów nawigacji naturalnej, np. w dużych otwartych przestrzeniach.
fot. AIUTWózki autonomiczne AMR – zastosowanie i wymagania
Przewagę nad pojazdami AGV zauważalnie zyskują wózki autonomiczne AMR, które są efektem dynamicznego rozwoju systemów nawigacji naturalnej. Roboty tej klasy wykorzystują nawigację laserową wspartą algorytmami SLAM, czyli równoległej lokalizacji i mapowania. Tak rozbudowany system nawigacji swobodnej umożliwia tworzenie wirtualnej mapy środowiska pracy AMR, bieżące skanowanie otoczenia i na tej podstawie określenie parametrów ruchu pojazdu. Równolegle system śledzi ruch w pobliżu AMR i odpowiada za automatyczny wybór optymalnej trasy przejazdu robota, pozwalając na swobodną i bezpieczną pracę personelu lub innych pojazdów w przestrzeni pracy AMR.
Wózki autonomiczne AMR dobrze sprawdzają się w klasycznych środowiskach produkcyjnych, gdzie zmiany w otoczeniu polegają na umiarkowanym stosowaniu różnego rodzaju obiektów ruchomych, np. skrzyń, palet czy regałów, a w których istnieje konieczność częstego rekalibrowania tras: na przykład podczas konieczności obsługi różnych, dynamicznie zmieniających się w czasie i przestrzeni punktów logistycznych lub podczas obsługi skomplikowanych siatek połączeń. Rodzaj branży nie ma tu znaczenia, ważniejszy jest typ realizowanego procesu. Najprostsze i generujące najszybszy zwrot modele osiągane są przy klasycznym, nieskomplikowanym transporcie pomiędzy punktami. Z kolei stosowanie pojazdów AMR do automatyzacji skomplikowanych zleceń transportowych (lub takich, które powodują dużą interakcję z otoczeniem) wymaga odpowiedniego know-how dostawcy. Również wprowadzanie integracji pojazdów z otoczeniem wpływa na stopień złożoności systemu oraz potrzebę zaprojektowania i uruchomienia dedykowanych instalacji, np. automatyki do współpracy z elementami infrastruktury produkcyjnej lub systemów informatycznych zapewniających niezbędną współpracę z systemem kontroli floty pojazdów AMR.
Wózki autonomiczne AGV i AMR – przygotowanie infrastruktury
Zarówno wózki autonomiczne AMR, jak i pojazdy AGV wymagają odpowiedniej nawierzchni: gładkiej i pozbawionej dużych uskoków oraz ubytków. Dla robotów typu AGV konieczne jest zainstalowanie na terenie zakładu elementów umożliwiających im pracę, np. naklejenie i zabezpieczenie taśm magnetycznych i optycznych, rozstawienie odbłyśników lub lokalizatorów.
W przypadku pojazdów AMR wymagane jest zachowanie odpowiedniej liczby elementów stacjonarnych, które nie będą zasłaniane przez obiekty trzecie, aby pojazd mógł je rozpoznać i się do nich odnieść. o ile pojazdy poruszają się po dużej i otwartej przestrzeni, konieczne może być uzupełnienie takiego środowiska dodatkowymi elementami pełniącymi rolę kotwic dla lokalizacji (np. barierek lub słupków), a w przypadku przejazdu wzdłuż długich korytarzy – zainstalowanie luster pełniących rolę dodatkowych znaczników pozycjonujących dla pojazdów. Liczba i rozmiar takich elementów zależą od dokładności systemu nawigacyjnego, odległości pojazdów od badanych obiektów oraz otoczenia, w którym one pracują. jeżeli system nawigacyjny w głównej mierze opiera się na lokalizowaniu przez dopasowanie mapy zapisanej w pamięci urządzenia do skanowanego otoczenia, skuteczność lokalizacji i nawigacji będzie tym większa, im bardziej otoczenie będzie zgodne z mapą. Zgodność ta określana jest jako stopień dopasowania, a ten, o ile spadnie poniżej wartości progowej, uniemożliwi pracę pojazdów. Jednak zmiana otoczenia choćby na poziomie 50% w stosunku do mapy umożliwia skuteczne nawigowanie, natomiast w przypadku całkowicie zmieniającego się otoczenia, np. na terenie magazynów do składowania palet, rekomenduje się stosowanie dodatkowych mechanizmów lokalizacyjnych, przykładowo tych opartych na technologii SLAM.
W przypadku wykorzystania systemów pomocniczych, takich jak systemy automatycznego ładowania akumulatorów lub automatycznego załadunku i rozładunku, niezbędne jest także zaplanowanie miejsca na stacje automatycznego ładowania baterii, a także zaprojektowanie nowej lub dostosowanie istniejącej instalacji automatyki zakładowej do obsługi procesu załadunku lub rozładunku pojazdów.
fot. AIUTNajczęstsze błędy w instalacji i eksploatacji robotów transportowych AMR
Wózki autonomiczne AMR wchodzą w interakcje z otoczeniem i ze sobą nawzajem, co wymaga odpowiedniego przygotowania środowiska, ale też kultury pracy. Producenci rozwiązań przestrzegają przed ingerowaniem w system przez personel na własną rękę (np. przez wymuszanie ręcznych ruchów pojazdów, wyłączanie zasilania, restartowanie zadań transportowych). Wskazują też, iż niewłaściwa eksploatacja pojazdów, związana np. z przeciążaniem ich czy niewykonywaniem wymaganych przeglądów okresowych urządzeń oraz usług serwisowych (do jakich zalicza się m.in. czyszczenie szkieł skanerów laserowych do nawigacji, które w środowiskach zapylonych ulegają zabrudzeniu), może w efekcie prowadzić do pogorszenia parametrów pracy pojazdów. Istnieją także błędy organizacyjne mogące skutkować poważnymi uszkodzeniami pojazdów, np. wykorzystywanie przez personel techniczny duktów transportowych przeznaczonych dla pojazdów AMR.
Wózki autonomiczne AGV i AMR – koszty wdrożenia
Koszty rozwiązania intralogistycznego mogą być bardzo różne i zależą od stopnia skomplikowania pojazdu, zastosowanych na nim systemów pokładowych, złożoności integracji pojazdów z zakładowymi systemami automatyki i informatyki oraz skali i złożoności samego wdrożenia. Pojedyncze sztuki pojazdów AGV nawigowanych dzięki technik śledzenia linii mogą sięgać już 15 000 EUR, podczas gdy skomplikowane i bogato wyposażone pojazdy AMR mogą kosztować od 80 000 EUR za sztukę. Należy jednak pamiętać, iż zastosowanie AGV wymaga niezbędnych modyfikacji infrastruktury zakładu, co zwiększa koszt rozwiązania. W przypadku wykorzystywania więcej niż jednego pojazdu w instalacji konieczne jest stosowanie licencjonowanych systemów zarządzania ruchem i zadaniami transportowymi. Z kolei integracja z systemami zakładowymi typowo traktowana jest przez dostawców i integratorów rozwiązań AGV i AMR jako osobno wyceniany projekt, zależny od indywidualnego charakteru wdrożenia.
