Systemy AGV/AMR

Roboty mobilne — czym są systemy AGV/AMR?

Automatyzacja transportu wewnętrznego w magazynach, czy halach fabrycznych staje się coraz powszechniejsza, a jej systemy cały czas się rozwijają. Systemy AGV/AMR oparte na flocie robotów mobilnych i współpracujących z nimi urządzeń stają się swoistymi symbolami czwartej rewolucji przemysłowej, mającej na celu uprawnienie wewnętrznych procesów logistycznych.

Pierwsze AGV (Automated Guided Vehicle), czyli automatyczne wózki, wprowadzono do użytku już w połowie XX wieku. Ich pomysłodawcą i pionierem w tej dziedzinie był Arthur Mac Barrett, który nazywał je pojazdami bez kierowcy. To on w roku 1953 zamienił zwykły ciągnik holowniczy, wykorzystywany w magazynie sklepu spożywczego, na innowacyjny pojazd sterowany sygnałem z… przewodu umieszczonego na suficie. Później powstały kolejne tego typu urządzenia, tym razem sterowane przewodami zainstalowanymi w podłodze. Takie są początki wózków samojezdnych AGV.

Obecnie na bazie tej technologii powstają inne systemy automatycznego transportu różniące się sposobem podejmowania ładunku, przewożenia, a także nawigacji. Samojezdne roboty AMR (Autonomous Mobile Robots) są tego najlepszym przykładem. Często nazywa się je inteligentnymi, gdyż nie wymagają fizycznie wyznaczonej ścieżki transportowej i poruszają się po dowolnej trasie. Te autonomiczne roboty mobilne korzystają z nawigacji naturalnej. Wyposażone w skanery 2D i kamery 3D tworzą mapę terenu z naturalnie występującymi przeszkodami, takimi jak ściany, czy inne maszyny. Dzięki temu robot transportowy sam identyfikuje przeszkody i je omija. Mając wyznaczony punkt, do którego ma dotrzeć, sam sobie wyznacza optymalną trasę. Jest do tego wyposażony w cały system bezpieczeństwa, dzięki czemu pracuje elastycznie i bezkolizyjnie. Mimo że ludziom na pierwszy rzut oka roboty mobilne wydają się nieprzewidywalne, dobrze z nimi współpracują, jasno informując ich za pomocą komunikatów świetlnych i dźwiękowych o wykonywanych manewrach. Ze względu na elastyczność pracy i szybkość wdrożenia są doskonałymi rozwiązaniami w automatyzacji firmy.

Wózki AMR a wózki AGV

Wózki AGV to pojazdy sterowane automatycznie, które od kilku dziesięcioleci są ważnym elementem codziennego funkcjonowania wielu przedsiębiorstw. AMR to w pełni autonomiczne roboty mobilne. Różnica między nimi polega na tym, że wózek samojezdny AGV porusza się po wcześniej wyznaczonej trasie (wykrywa ją dzięki układom laserowym lub przewodowym), z kolei roboty autonomiczne AMR poruszają się trasą według bieżących wytycznych otrzymywanych z otoczenia. Wykorzystywana jest do tego sztuczna inteligencja.

Gdy wózki typu AGV napotkają na wyznaczonej wcześniej trasie jakąś przeszkodę, zatrzymują się i czekają na jej usunięcie. Z kolei pojazdy AMR na bieżąco modyfikują trasę według potrzeb. Oba typy wózków zawsze poruszają się po określonym, zamkniętym obszarze. Zasadniczo w sytuacji, gdy wózek ma się poruszać po stałej trasie i przewóz jest powtarzalny, najlepszym rozwiązaniem będzie samojezdny wózek AGV. Z kolei tam, gdzie potrzebna jest większa elastyczność i zwinność, lepiej sprawdzają się roboty bazujące na systemie AMR.

Według danych, w 2021 r. liczba wózków AGV na świecie wynosiła 165 tys. Wskaźnik ten tak dynamicznie rośnie, że według szacunków w 2025 r. będzie ich 273 tys. Jeszcze szybszy rozwój czeka prawdopodobnie urządzenia AMR – w 2027 r. mają one stanowić 80% transportowych robotów mobilnych w przemyśle! (źródło). Trzeba podkreślić, że roboty AMR można znaleźć już nie tylko w dużych zakładach, ale coraz częściej pojawiają się również w  średnich i małych firmach. 

Autonomiczne roboty AMR – zastosowanie

Roboty mobilne mają niezwykle szerokie spektrum zastosowań. Można je wykorzystać w wielu dziedzinach przemysłu i logistyki. Przydatne okazują się wszędzie tam, gdzie występuje transport wewnątrzzakładowy. Zastosowane w halach produkcyjnych dostarczają komponenty do produkcji, odbierają gotowe wyroby i odpady, dowożąc je do wybranych stref. Mogą doskonale sprawdzić się w branży meblarskiej, elektronicznej, tekstylnej i wielu innych.

Robot autonomiczny świetnie poradzi sobie również w pracach magazynowych, transportując towary z i do magazynu. Pomagają w rozładunku i kompletowaniu zamówień. Przemysł i logistyka nie są to jedyne dziedziny, gdzie sprawdzą się roboty AMR. Doskonale poradzą sobie bowiem także na lotniskach do transportu bagażu, a także w szpitalach do rozwożenia posiłków, czy zabierania odpadów. Są na tyle uniwersalne, że mogą okazać się pomocne w wielu innych przedsięwzięciach.

Roboty mobilne AGV/AMR od projektu po wdrożenie

Sprawnie działający system intralogistyczny to nie tylko roboty mobilne, ale dobrze zaprojektowana, w oparciu o istniejącą infrastrukturę zakładu, automatyzacja transportu wewnętrznego. Infrastruktura uzupełniająca  to urządzenia współpracujące z robotami takie jak: automatyczne windy palet, rolotoki, doki napędowe do załadunku i rozładunku palet i inne. Aby wewnątrzzakładowy transport przebiegał efektywnie, a przestrzeń była dobrze wykorzystana, ważny jest dobry projekt całego systemu i jego adaptacja pod istniejące warunki z uwzględnieniem bezpieczeństwa. W projekcie można wykorzystać roboty mobilne AGV/AMR różnych typów.

Ważnym elementem projektu systemu jest dokładne rozeznanie i identyfikacja kluczowych potrzeb klienta. Odbywa się to na drodze analizy przedwdrożeniowej.

Podstawowe typy robotów mobilnych

Roboty mobilne często różnią się pomiędzy sobą budową mechaniczną, która jest zależna od sposobu pobierania, odkładania i transportowania ładunków. Wśród nich wyróżnić można:

Roboty mobilne przewożące ładunek na sobie – tzw. żółw, pobieranie i odkładanie ładunku odbywa się z odpowiednich doków lub przenośników. Często na tego typu robotach zainstalowane są inne urządzenia wykonawcze typu: rolotoki, manipulatory, przenośniki, podesty, regały itp.
Roboty mobilne paletowe – przystosowane do unoszenia ładunków z posadzki, najczęściej zastępujące wózki paletowe.
Roboty mobilne widłowe – roboty z przeciwwagą podnoszące z posadzki na znaczną wysokość, często zastępują tradycyjne wózki widłowe.
Roboty mobilne holujące – przystosowane do ciągnięcia kilku wagoników i koszy na kołach.
Roboty mobilne podczepiające się– roboty, które zaczepiają się pod ładunkiem (np. koszem na kołach) i ciągną go w wybrane miejsce.
Roboty mobilnej sortująco magazynowe – roboty przystosowane do operacji magazynowej pobierające i odkładające wiele ładunków na regały lub przenośniki.

Odpowiedzią na podstawowe typy AMR jest marka IntraBot, którą stanowi seria inteligentnych robotów transportowych przeznaczona do realizacji powyższych funkcji.

IntraBot Flat
IntraBot Lift
IntraBot Fork
IntraBot Pull
IntraBot Cart
IntraBot Picker

W zależności od potrzeb zakładu dobiera się odpowiednie typy robotów oraz urządzenia współpracujące z nimi. Przed zaprojektowaniem całego systemu konieczna jest analiza przedwdrożeniowa.

Systemy intralogistyczne AGV/AMR – najważniejsze atuty rozwiązania

Wykorzystanie wózków samojezdnych AGV to wiele korzyści i funkcjonalnych rozwiązań. Przede wszystkim przynosi optymalizację procesów logistycznych w przedsiębiorstwie, zwiększenie wydajności i obniżenie kosztów logistyki wewnętrznej. Zapewniają bezpieczeństwo przewożonych materiałów oraz znajdujących się w pobliżu pracowników, brak przestojów produkcyjnych, przejazd możliwie najkrótszą i najszybszą trasą. Gdy człowiek zostaje dzięki tym pojazdom odciążony, może zająć się innymi, ważnymi pracami, co również znacząco wpływa na jakość  funkcjonowania przedsiębiorstwa.

Roboty mobilne – jak wygląda analiza przedwdrożeniowa?

W celu rozpoznania konkretnych potrzeb klienta przeprowadzana jest analiza przedwdrożeniowa, aby móc zaprojektować mu optymalny system automatyzacji transportu wewnętrznego, którego częścią są roboty mobilne.

Głównym celem analizy przedwdrożeniowej jest ocena procesów i infrastruktury logistycznej klienta. Kolejnym krokiem jest zaproponowanie koncepcji realizacji transportu ładunków za pomocą pojazdów AMR lub AGV. Analiza przedwdrożeniowa pomaga w podjęciu decyzji o wdrożeniu, przedstawia poziom wymaganych inwestycji, a także korzyści dla klienta po wprowadzeniu zrobotyzowanego systemu intralogistycznego.

Roboty autonomiczne – jak wygląda wdrożenie systemu?

Na początku instalowana jest niezbędna infrastruktura systemu taka jak: ładowarki, serwery, doki, oznakowania. Po takim przygotowaniu na hali pojawiają się pierwsze autonomiczne roboty mobilne. Następuje ich uruchomienie, po czym zeskanowana zostaje trasa przejazdu w celu stworzenia mapy obszaru z punktami logistycznymi.

Jednocześnie uruchamia się system IntraFleet wraz z integracją z funkcjonującymi już systemami IT do zarządzania produkcją, czy magazynem lub maszynami zautomatyzowanymi. Następnie integruje się roboty autonomiczne z systemem nadrzędnym oraz przeprowadza testy wstępne. Testowany jest każdy punkt logistyczny, a także każdy robot transportowy. W dalszej kolejności testowany jest system pod kątem wydajnościowym i przeprowadza się końcowy audyt bezpieczeństwa. Po nieprzerwanej dwutygodniowej pracy podpisuje się protokół SAT (Site Acceptance Testing).

Wózki autonomiczne AGV i AMR – jaki ciężar mogą przewozić?

Wózki autonomiczne AMR i AGV, w zależności od modelu, mogą przewozić ładunki na paletach o masie od 500kg do 2000 kg. Do przewożenia cięższych ładunków, o masie 2500kg,  wykorzystuje się roboty typu Pull lub Cart. Do robota ciągnącego podczepia się kosze logistyczne na kółkach i transportuje je jak wagoniki.

Wózek AGV – cena

Koszty wdrożenia systemu intralogistycznego zależą od wielu czynników. Zasadniczo cena samego wózka AGV lub AMR zaczyna się od kilku tysięcy euro. Jednak sam wózek nie rozwiązuje problemu automatyzacji procesów intralogistyki.  Na system intralogistyczny składa się infrastruktura pomocnicza jak doki, serwery, wózki AGV lub AMR, stacje ładujące i system zarządzający. Dobrze zaprojektowany system transportu wewnętrznego, skrojony na miarę potrzeb, przekłada się na duże oszczędności. Ale cena takiej inwestycji jest nie zawsze jest zależna od ceny pojedynczego wózka.

Autonomiczne roboty mobilne a bezpieczeństwo

Istotnym i niezwykle ważnym czynnikiem zakłócającym środowiska robotyczne może być człowiek. W związku z tym, że na halach pracują ludzie, a roboty mobilne mają im w tej pracy pomagać, Etisoft Smart Solution bardzo wysoko stawia problem bezpieczeństwa ludzi wśród robotyki mobilnej. To właśnie z tego względu przede wszystkim przeprowadza się najpierw dwuetapową analizę przedwdrożeniową, połączoną z symulacjami różnych zdarzeń i ryzyka, a następnie podczas procesu wdrażania następuje dokładne testowanie.

Wszystkie roboty magazynowe wyposażone są w podzespoły o najwyższej jakości i niezawodności renomowanych marek, co bezpośrednio przekłada się na bezpieczny transport. Nadrzędny system IntraFleet zapewnia automatyczną wymianę danych w czasie rzeczywistym z systemami klienta i gwarantuje bezpieczeństwo funkcjonowania wszystkich procesów. Niezależnie od tego oferowane tu autonomiczne roboty mobilne spełniają wymagane normy bezpieczeństwa, spośród których najważniejszą jest norma PN-EN 3691-4, a firma Etisoft to istniejące od 25 lat dojrzałe technologicznie przedsiębiorstwo z dużym doświadczeniem, któremu można zaufać.

Roboty transportowe – co jeszcze warto wiedzieć?

Roboty AMR mogą być wykorzystywane w wielu branżach. Jedynie w takich ekstremalnych warunkach jak bardzo niska lub wysoka temperatura, duże zapylenie, czy zawilgocenie wymagane jest zastosowanie innego osprzętu energoelektrycznego, w który wyposażone są roboty mobilne AGV/AMR.

Kolejną istotną kwestią jest możliwość wprowadzania zmian w funkcjonującym już systemie AGV/AMR ze względu na rozbudowę firmy, czy zmiany w działalności. Wiele ważnych kwestii rozwojowych uwzględniane jest już na etapie projektowania systemu. Konieczne zmiany w systemie lub w trasach przejazdu można wprowadzić bardzo szybko, nawet w ciągu jednego dnia. Roboty autonomiczne będą potrzebowały w takim przypadku ponownego zmapowania terenu. Z racji zachowania szeroko pojętego bezpieczeństwa Etisoft bierze na siebie odpowiedzialność wprowadzania zmian i poprawnego działania transportu autonomicznego.

Współpraca z zaufanym i doświadczonym partnerem, który pomoże w wyborze, zaplanowaniu, wdrożeniu i ewentualnej naprawie systemów AGV/ AMR jest kluczową kwestią, by zastosowanie tych technologii mogło faktycznie przynieść przedsiębiorstwu wymierne, szybkie efekty. Indywidualne podejście i dobór spersonalizowanych rozwiązań są tym, co od lat oferuje swoim partnerom Etisoft.