Dołącz do czytelników
Brak wyników

WEWNĘTRZNY TRANSPORT

13 maja 2022

NR 2 (Kwiecień 2022)

Wózki autonomiczne. Wózkowa autonomia

0 103

Od kilku lat szybko rośnie zainteresowanie rozwiązaniami z zakresu automatycznego transportu wewnętrznego i magazynowania, a pandemia jeszcze zintensyfikowała to zjawisko. Efektem jest rozwój mniej lub bardziej zawansowanych, automatycznych wózków magazynowych. Przedsiębiorstwa są zainteresowane pojazdami typu AGV (Automated Guided Vehicle), coraz szerzej w magazynową logistykę wkraczają też rozwiązania typu AMR (Autonomous Mobile Robot) pomagające nie tylko w przemieszczaniu materiałów czy komponentów z punktu A do B, ale również wspierające inne czynności obsługowe.

Inwestycje w pojazdy autonomiczne do zastosowania w magazynach i centrach logistycznych uzasadniane są głównie oszczędnościami kosztów robocizny oraz możliwością pracy właściwie bez przerwy. Stanowią swoistą „konkurencję” dla tradycyjnych wózków widłowych, nie wymagają obsługi przez człowieka. Sterowane automatycznie wózki mogą realizować międzyoperacyjny transport w intensywnych środowiskach magazynowych, np. przy dostarczaniu części do kompletacji. Chodzi też o miejsca, w których warunki higieniczno-sanitarne, mikrobiologiczne lub temperaturowe nie zapewniają pełnej ochrony operatorów. Sprawdzają się nie tylko w obiektach zamkniętych, ale i na terenie otwartym. Kluczowe obawy wynikają z braku pewności, że pojazd autonomiczny nie spowoduje wypadku, pracując tam, gdzie pracują również ludzie. Dostawcy AGV rozwiewają te wątpliwości. 

Automatyzację czas zacząć

Automatyczne wózki widłowe są najbardziej ekonomiczne wówczas, gdy trzeba obsługiwać dużą ilość towarów lub wielokrotnie wykonywać te same zadania logistyczne. Nie ma gotowych „recept” na to, od czego zacząć automatyzację. To zależy od konkretnego podmiotu i jego sytuacji. Z analiz STILL wynika, że wprawdzie wraz ze wzrostem rynku automatycznych rozwiązań logistycznych poszerza się oferta dostępnych na nim produktów, jednak skomplikowane technologicznie innowacje nie zawsze są uzasadnione ekonomicznie (kwestia długofalowej opłacalności oraz początkowych nakładów inwestycyjnych). W opinii specjalistów STILL sposobem na upowszechnienie rozwiązań automatyzacyjnych, np. w zakresie środków transportu wewnętrznego, jest uświadamianie, jak różne są te rozwiązania.  – Automatyzacja ma wiele oblicz, od instalowanej w wózkach systemowych VNA nawigacji iGo Pilot, samodzielnie kierującej wózek wraz z operatorem do konkretnego, wskazanego przez WMS miejsca paletowego, przez funkcjonujących niezależnie od innych systemów, autonomicznych, podążających za operatorem partnerów kompletacji jak OPX iGo neo, aż po całościowe systemy, w których z oprogramowaniem i ze sobą nawzajem komunikują się jednostki AGV zdolne omijać przeszkody i pieszych, pobierać i odkładać palety, ładować baterie itd. – mówi Rafał Pańczyk, advanced applications manager, STILL Polska.
Wózki typu AGV oferuje coraz więcej dostawców, w przypadku Linde Material Handling jest to seria MATIC. Zaawansowane technologicznie widlaki mogą pracować bez operatora zarówno jako pojedyncze maszyny, jak i we flocie oraz praktycznie we wszystkich aplikacjach. Pomocna jest inteligentna technologia nawigacji i bezpieczeństwa opracowana przez specjalistę w dziedzinie robotyki – firmę Balyo. Wózki umożliwiają łatwe przejście ze sterowania automatycznego w tradycyjną obsługę manualną. Automatycznymi wózkami Linde steruje system geonawigacji. Maszyny rejestrują swoje otoczenie, dzięki czemu mogą bezpiecznie współpracować z człowiekiem jako tzw. coboty (cooperative robots). W wersji standardowej system stanowią cztery optyczne czujniki laserowe, które badają otoczenie we wszystkich kierunkach w odległości do 30 m. Zdarzenia wokół wózka są obserwowane też przez kamerę 3D, zamontowaną w najwyższym punkcie maszyny. Pochodzące z obu systemów rejestracji dane są przetwarzane centralnie, dzięki czemu każdy wózek może zostać skoordynowany z innymi autonomicznymi wózkami. Do orientacji i sterowania nie jest konieczna infrastruktura zewnętrzna, np. znajdujące się w podłożu szyny lub specjalne reflektory. Gdy wózki znajdą się w nowym otoczeniu, np. w innym magazynie, ich zasięg działania zostanie zmapowany od nowa. Mogą też komunikować się np. z bramami w hali lub aplikacjami zakładowymi, takimi jak WMS (system zarządzania magazynem) i ERP (system wspomagania zarządzania zasobami). Maszyny mogą współpracować bezpośrednio z człowiekiem, a za pomocą wyłączników awaryjnych można je w każdej chwili dezaktywować. Bardzo czuły system lokalizacji rozpoznaje bezpośrednie otoczenie i na nie reaguje, lokalizowani są ludzie (nie tylko stojący w miejscu, ale też poruszający się) oraz pojazdy. Rejestrowane są również nagle pojawiające się przeszkody, np. pozostawione palety (sterownik wyhamowuje wózek tylko do takiego stopnia, do jakiego jest to potrzebne w chwili zablokowania drogi przejazdu, po usunięciu przeszkody urządzenia mogą samodzielnie kontynuować pracę). 
Jungheinrich ma z kolei EKS 215a, automatyczny wózek transportowy AGV stworzony na bazie akumulatorowych maszyn do kompletacji pionowej. Przy pomocy EKS 215a można „obsługiwać” ładunki o wadze do 700 kg, podnosząc na wysokość 6 m. 
Można zautomatyzować procesy ręczne, które wcześniej wykonywano głównie z wykorzystaniem widlaków z przeciwwagą i wózków wysokiego składowania. Wózek EKS z karetką wideł jest elastyczny, nadaje się np. do transportu specjalnych nośników ładunku oraz palet. Konstrukcja pojazdu bazuje na kompaktowym podwoziu AGV. Odporne na uszkodzenia i zajmujące mało miejsca skanery bezpieczeństwa są instalowane pod podłogą pojazdu. W prowadzeniu wózka pomaga nawigacja laserowa, na trasie przejazdu urządzenia montowane są specjalne odbłyśniki. Automatyczny system transportowy może być stosowany w mieszanym środowisku pracy, razem z tradycyjnymi wózkami widłowymi. Producent podkreśla, że EKS 215a nadaje się zarówno do integracji z istniejącą infrastrukturą, jak i w budynkach nowych. Procesy załadunku są zautomatyzowane. Operator na bieżąco może nadzorować pracę wózka, a w przypadku ewentualnej awarii otrzymuje na monitorze opis problemu, w postaci zwykłego tekstu oraz konkretne zalecenia dotyczące działań zaradczych. 

Moc nawigacji

Tomasz Uliasz, inżynier techniczno-handlowy, Sherpa Mobile Robotics w jednej z wypowiedzi prasowych przypominał, że klasyczne systemy AGV wykorzystują do nawigacji metodę pętli indukcyjnej, magnetycznej lub linii refleksyjnej. Takie rozwiązania sprawdzają się tylko w przypadku stałych środowisk, gdzie raz zaprojektowane trajektorie wózków funkcjonują przez długi czas. Modyfikacja trajektorii lub dodanie kolejnych punktów tras wiąże się z koniecznością zmiany infrastruktury. Wiele firm decyduje się jednak integrację wózków autonomicznych (nie wymagają dedykowanych ścieżek, a nawigacja odbywa się metodą laserową). Dzięki temu wózki mogą omijać przeszkody, a zmiana czy dodanie kolejnych punktów tras ogranicza się tylko do edycji misji robota i nie wymaga zmiany infrastruktury.
W każdym przypadku dobór odpowiedniego sposobu nawigacji zależy od rodzaju aplikacji oraz środowiska w którym wózki mają działać. Systemy nawigacyjne obejmują zazwyczaj taśmę magnetyczną (to najłatwiejszy i najtańszy sposób nawigacji AGV), nawigację laserową jak również coraz bardziej obecnie popularną nawigację naturalną (skanowanie otoczenia w czasie rzeczywistym). Dla niektórych z projektów wykorzystuje się system hybrydowy (aktywne przełączanie się pomiędzy poszczególnymi systemami nawigacji). Praktyka pokazuje, że z reguły stosowane są wózki poruszające się po taśmie magnetycznej, po szynach lub kodach QR umieszczonych w podłodze obiektu. Są wady takich rozwiazań, np. krótka żywotność markerów na posadzce lub utrudnienia w ruchu jakie stanowią szyny. To w przypadku robotów mobilnych zazwyczaj, do mapowania używa się nawigacji laserowej. LIDAR (Light Detection and Ranging) pozwala na mapowanie obszaru magazynu lub hali. Robot nawiguje się po stałych elementach takich jak ściany czy filary. Roboty można też doposażyć w system wizyjny, który pozwala na nawigowanie po lampach sufitowych, które rzadko zmieniają swoje położenie.
Zaawansowane rozwiązania wspierane są dodatkowymi systemami lokalizacyjnymi, które umożliwiają monitorowanie innych pojazdów, w tym wózków widłowych oraz ludzi na terenie zakładu. W miejscach, które wykluczają zastosowanie taśmy, można przełączyć się tryb nawigacji laserowej lub nawigację naturalną, przełączanie zachodzi w sposób płynny i pozwala na korzystanie z kilku systemów nawigacji jednocześnie. Rodzimym przykładem jest Autonomy@Work, platforma automatycznego transportu działająca w oparciu o autonomiczne jednostki transportowe Versabot. To przykład wózka, w którym algorytmy nawigacji (technologii True Autonomy) umożliwiają bezpieczne poruszanie się wśród stałych i ruchomych przeszkód, pojawiających się na trasie. Wyróżnikiem jest to, że do obliczeń ruchu platformy uwzględniane są również informacje o dynamice i prędkościach innych przeszkód oraz zmianach w otoczeniu (mapa otoczenia jest stale aktualizowana). Nad całością działania systemu wielu maszyn czuwa manager floty, który dystrybuuje i koordynuje wykonywanie zadań procesowych, dba o to, aby nie występowały blokady czy zatory podczas planowania tras tych jednostek. API systemu Autonomy@Work umożliwia integrację np. z WMS. Dodatkowym narzędziem, szczególnie przydatnym podczas projektowania procesu transportu, jest symulacja, zakończona analizą wydajności, kosztów i wizualizacją cykli transportu. – VersaBox opracował narzędzie symulacyjne Virtual Factory™, dzięki któremu klient jest w stanie zobaczyć w wirtualnej rzeczywistości nawigujące AMR na korytarzach swojego przedsiębiorstwa, z uwzględnieniem historycznych danych procesowych oraz ruchu na korytarzach – mówą przedstawiciele VersaBox.
 

STILL MX-X iGo – automatyczne wózki do pracy w wąskich korytarzach roboczych (fot. STILL)


Oni już wypróbowali 

SEW-Eurodrive, producent techniki napędowej (mototoreduktory, serwomotory oraz przekładnie przemysłowe), w łódzkim zakładzie uruchomił swego czasu linię przenośników, w skład której wchodzi automatyczny pojazd transportowy AGV, oparty na technologii zasilania przy pomocy superkondensatorów oraz pętli indukcyjnej. Praca pojazdu jest zdalnie kontrolowana (zarządzanie pracą wózka lub miejscami, w których się znajduje), monitorowany jest stan naładowania, tryb pracy (czy jest w trakcie jazdy, czy też w trakcie pobierania lub oddawania transportowanej jednostki ładunkowej), a wszystko odbywa się bezobsługowo. Istnieje możliwość bezkontaktowego (indukcyjnego) i samoczynnego doładowywania podczas jazdy lub na stacjach docelowych. Walorem jest zdalny monitoring, dzięki możliwościom sterowników MoviPLC zabudowanych na wózku oraz zewnętrznego, nadrzędnego sterowania stanu pracy wózka (monitorowane poprzez sieć WLAN). Pojazd to dzieło inżynierów Europa Systems. 
Dachser prowadzi właśnie testy wózków AGV w dwóch magazynach. Zadania można przydzielać w dowolnym momencie, wózki same wyznaczą sobie trasę. Sprawdzane jest m.in. to, w jakim stopniu zautomatyzowane pojazdy bezzałogowe mogą współpracować z tymi sterowanymi ręcznie. W magazynach w Langenau i Vaihingen pracuje po jednym pojeździe sterowanym automatycznie. Przewidziano również tes...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy