Autonomiczne pojazdy AMR w magazynach i halach produkcyjnych

Jednym z wiodących trendów rozwoju produkcji i magazynów stały się w ostatnim czasie samojezdne wózki transportowe, które znacząco podnoszą wydajność realizowanych tam procesów. Przyszłością branży intralogistycznej będą zapewne autonomiczne roboty mobilne AMR (autonomous mobile robots), które dodatkowo zapewniają większą elastyczność tych procesów.

Spis treści

1. Samojezdne wózki transportowe - rodzaje
2. Pojazdy AGV czy AMR – podstawowe różnice
3. Jak poruszają się pojazdy AMR?
4. Korzyści ze stosowania pojazdów AMR
5. Przyszłość pojazdów AMR

Samojezdne wózki transportowe - rodzaje

Wózki transportowe są niezbędnym elementem wyposażenia magazynów czy większości zakładów przemysłowych. Służą do przewozu różnorodnych produktów: od gotowych wyrobów do komponentów czy materiałów niezbędnych do produkcji. W większości przypadków (przy dużej wadze i dużych gabarytach przewożonego ładunku) są niezastąpione, jednak również w przypadku mniejszych ładunków podnoszą one wydajność transportu wewnętrznego, a przy tym odciążają pracowników od wykonywania uciążliwych i powtarzalnych zadań.

Najnowszym trendem w branży intralogistycznej są samojezdne wózki transportowe, które nie wymagają bezpośredniego kierowania przez operatora i są w stanie samodzielnie dowieźć ładunek z punktu A do punktu B. W tej kategorii pojazdów transportowych można wyróżnić dwa ich rodzaje: pojazdy AGV (automated guided vehicles) i ich bardziej zaawansowaną odmianę AMR.

Pojazdy AGV czy AMR – podstawowe różnice

Wózki AGV i AMR wyglądają identycznie, mają do zrealizowania takie same zadania, a przy tym są pojazdami w pełni zautomatyzowanymi. Różni je właściwie jedna istotna cecha, a mianowicie sposób sterowania czy też nawigowania nimi.

Pojazdy AGV są pod tym względem dużo mniej elastyczne, gdyż do samodzielnego poruszania się potrzebują dodatkowego oznakowania w hali magazynowej bądź produkcyjnej. Wózki AGV poruszają się bowiem tą samą trasą, która musi zostać wcześniej ściśle wytyczona. W tym celu stosuje się różne znaczniki, które są na stałe umieszczone w posadzce bądź w innych elementach konstrukcyjnych hali.

Sterowanie może odbywać się np. przy użyciu pętli indukcyjnej, czyli wtopionego w podłogę przewodu. Przepływający przez niego prąd wytwarza pole magnetyczne, na podstawie którego jednostka sterująca AGV wie, w którą stronę ma się poruszać. Podobnie wygląda sterowanie przy użyciu pętli magnetycznej. Naklejona np. na posadzkę taśma magnetyczna jest wykrywana przez czujniki znajdujące się na wózku, które następnie przesyłają odpowiednie sygnały do układu sterującego. Metody refleksyjna i optyczna wykorzystują natomiast namalowane na podłodze linie, które umożliwiają układowi sterującemu, dzięki wbudowanym laserom lub kamerom, ustalenie pozycji i wskazują trasę przejazdu. Analogicznie wygląda sterowanie w przypadku specjalnych znaczników. Różnica polega jedynie na tym, że nie są one umieszczone w podłodze, a np. w wyznaczonych punktach na ścianach lub kolumnach.

Wadą tego typu rozwiązań jest konieczność odnawiania co jakiś czas niektórych rodzajów znaczników (np. namalowanych linii lub naklejanych na podłogę taśm). Jeśli na wytyczonej trasie przejazdu pojawi się jakaś przeszkoda, wówczas AGV będzie czekał aż zostanie ona usunięta. Problemy mogą wystąpić również wraz ze zmianą miejsca dostarczenia towaru bądź przebudową hali. Będzie się to wiązało z koniecznością wytyczenia nowej trasy przejazdu, czyli również z wykonaniem pewnych zmian w infrastrukturze hali oraz z umieszczeniem nowych znaczników.

Pod tym względem pojazdy AMR są bardziej efektywne. Ewentualna przeszkoda na trasie nie jest dla nich żadnym problemem, gdyż autonomiczne roboty mobilne są w stanie ją ominąć bez konieczności interwencji ze strony operatora (jeśli oczywiście będzie miejsce na taki manewr). Najbardziej zaawansowane pojazdy AMR są w stanie na bieżąco zmieniać trasę przejazdu, aby była ona optymalna. Również większe zmiany w obiekcie czy też konieczność dostarczenia ładunku w inne miejsce nie stanowią większego problemu. W większości przypadków wystarczy bowiem drobna zmiana w jednostce sterującej, aby mobilny robot mógł kontynuować swoją pracę.

Jak poruszają się pojazdy AMR?

Powyższa przewaga wózków AMR nad AGV wynika z posiadania przez niego pierwiastka autonomiczności. Mobilne roboty wykorzystują bowiem do nawigowania wgraną wcześniej mapę obiektu. Możliwe jest także wykonanie tzw. mapowania hali, czyli dokładnego odwzorowania jej układu podczas przejazdu testowego.

Mając taką dokładną mapę terenu, w którym AMR będzie się poruszał, jednostka sterująca może na bieżąco analizować otoczenie i wybierać za każdym razem inną trasę przejazdu. Z tego względu pojazdy AMR są szczególnie polecane w tych halach, w których porusza się dużo innych wózków transportowych, na trasie przejazdu mogą pojawiać się różnego rodzaju przeszkody i stosunkowo często dochodzi do zmian w obiekcie.

• Zobacz galerię: Największe hale przemysłowe powstające w Polsce

Zobacz galerię 13 zdjęć

Korzyści ze stosowania pojazdów AMR

Procesy intralogistyczne, podobnie jak i inne procesy zachodzące w zakładach produkcyjnych i w magazynach, podlegają stałym ulepszeniom. Dzięki temu przedsiębiorstwa gwarantują sobie płynność dostaw i zmniejszają niepotrzebne koszty związane z nieplanowymi przestojami, a tym samym zwiększają wydajność i podnoszą swoją konkurencyjność rynkową, a jednocześnie zwiększają poziom bezpieczeństwa.

Poza wspomnianym wzrostem efektywności transportu, autonomiczne roboty mobilne są również doskonałą receptą na występowanie typowych problemów, z jakimi mogą się mierzyć zarządzający różnymi halami. Do typowych problemów należą:

• wymagające warunki pracy,
• braki kadrowe,
• błędy ludzkie.

Choć nie jest to problem, jaki może pojawić się w każdej hali, to jednak w niektórych sytuacjach wymagające środowisko pracy może skutecznie utrudniać wykonywanie zadań przez ludzi. W halach o bardzo wysokiej lub niskiej temperaturze, o dużym zapyleniu bądź hałasie długotrwałe przebywanie w nich człowieka może się wiązać z określonymi problemami zdrowotnymi. Rozwiązaniem tych zagrożeń mogą być właśnie pojazdy AMR w specjalnych wersjach, tj. dostosowanych do określonych, trudnych warunków pracy.

W zakładach i magazynach, w których procesy transportowe realizują w sposób bardziej bezpośredni operatorzy, ewentualne dłuższe absencje mogą negatywnie wpływać na działalność takiego przedsiębiorstwa. Roboty AMR nie chorują i mogą pracować teoretycznie bez przerwy. Do tego nie wymagają obecności szerokiej i odpowiednio wykwalifikowanej kadry. Jest to szczególnie istotne w tych regionach, gdzie podaż takich pracowników jest niewielka.

Problemy związane z czynnikiem ludzkim nie odnoszą się wyłącznie do braku dostępu do odpowiedniej liczby przeszkolonych operatorów wózków transportowych. Wraz z upływem czasu spada bowiem efektywność pracy człowieka, podczas gdy roboty mobilne mogą pracować przez całą dobę i przez 7 dni w tygodniu. Do tego dużo mniejsze jest ryzyko kolizji w halach, w których za transport odpowiadają pojazdy AMR. Postępujące zmęczenie operatora czy też pośpiech mogą wpływać na spadek jego koncentracji. Następstwem kolizji może być wstrzymanie dostawy i opóźnienie na dalszych etapach procesu produkcyjnego. Do tego dochodzi ryzyko uszkodzenia ładunku, a także zagrożenie zdrowia i życia operatora wózka. Zastąpienie standardowych wózków widłowych pojazdami AMR podnosi ogólny poziom bezpieczeństwa w halach i minimalizuje ryzyko poważnych wypadków.

Przyszłość pojazdów AMR

Pojazdy AMR są stosunkowo nową kategorią pojazdów transportowych, ale już odgrywającą ważną rolę w wielu zakładach produkcyjnych czy magazynach. Można się spodziewać, że wraz z ich dalszym rozwojem, zwiększać się będzie również poziom ich wykorzystania. Autonomiczne roboty mobilne będą jednocześnie ważnym elementem tzw. inteligentnych fabryk, w których większość procesów (w tym intralogistycznych) będzie już w pełni zdigitalizowana, a rola człowieka zostanie ograniczona do niezbędnego minimum.

Wojciech Traczyk