Roboty mobilne

» Roboty mobilne

Roboty mobilne

Roboty mobilne (Automated Guided Vehicles, AGV), choć popularyzują się obecnie równie szybko jak omawiane w poprzednim rozdziale coboty, są od nich o wiele starsze. Pierwsze tego typu pojazdy użytkowane były już w latach 50. zeszłego wieku, zaś od tego czasu przeszły szereg innowacyjnych zmian.

Wykorzystywane są one do przewozu różnych komponentów oraz innych ładunków i, podobnie jak roboty współpracujące, mają dzisiaj transformacyjny wpływ na przemysł. Pozwalają na zmiany procesów w obszarze intralogistyki oraz magazynowym i stają się coraz bardziej dostępne kosztowo.

Przemysł produkcyjny i logistyka magazynowa

Najpopularniejsze w kraju zastosowania robotów mobilnych

Roboty mobilne występują w wielu rodzajach, jeżeli chodzi o sposób transportowania ładunków, nośność, możliwości manewrowania czy metody nawigacji. Generalnie wyróżnić tu można AGV pojedynczego załadunku, które mają postać platformy, na której umieszcza się paletę, pojemnik lub bezpośrednio transportowany towar, a także pojazdy holownicze.

O ile te pierwszej są zwrotniejsze, bardziej kompaktowe i sprawdzają się na krótkich i średnich dystansach, o tyle wersje holujące transportować mogą wiele przyczep i na większe odległości - w dużych magazynach, pomiędzy budynkami, itd. Występują też odmiany łączące obydwa rodzaje transportu.

Główne zastosowanie AGV jest jasno zdefiniowane - jest nim automatyczny transport towarów. Tego typu aplikacja może być rozszerzona o automatyczne pobieranie i odkładanie towarów (pojemników, palet, itd.), zaś transport odbywać się może w obrębie magazynu lub pomiędzy magazynem a obszarem produkcji.

W ostatnim z przypadków można mówić o typowym wdrożeniu intralogistycznym. Wymienione zastosowania stanowią przeważającą grupę aplikacji AGV w kraju. W statystyce jako osobne wyróżniono też: aplikacje poza przemysłem i zastosowania w laboratoriach, przy czym dotyczą one najczęściej mniejszych gabarytowo wózków.

Warto dodać, że prawdopodobnie najpopularniejszym sposobem wdrażania AGV jest metoda "najpierw wypróbuj, później rozbudowuj". Ma ona dwuetapowy przebieg - najpierw odbiorca decyduje się na wdrożenie pilotażowe, gdzie sprawdza działanie AGV w realnych warunkach, tj. we własnych procesach, później podejmuje decyzję o rozbudowie posiadanego parku robotów.

Tak dzieje się szczególnie w firmach mniejszych oraz tych, które wcześniej nie korzystały ze zautomatyzowanego transportu. Z drugiej strony blisko 40% odbiorców podczas planowania wdrożeń od razu stawia na system złożony z wielu wózków AGV. Przykładem jest branża automotive, która roboty mobilne zna i ma bardzo konkretne potrzeby intralogistyczne z nimi związane. Czasami też sama aplikacja wymaga wdrożenia od razu kilku wózków, które zastępują tradycyjne przenośniki.

Jakie AGV i za ile?

Odpowiedzi na pytanie o to, jak w Polsce kupowane są i wdrażane AGV

Asortyment dostępnych na rynku robotów mobilnych jest coraz szerszy, zaś u dostawców AGV znajdziemy wózki o nośności od kilkudziesięciu kilogramów do 1 tony i większe. Jakie wersje są u nas w kraju najpopularniejsze? Na pytanie to nie ma jednoznacznej odpowiedzi, bowiem w redakcyjnym badaniu rynku pojawiły się zarówno wskazania: "poniżej 100 kg", "w granicach 200-500 kg", jak też "raczej do 1 tony".

Jeden z respondentów stwierdził: "najczęściej odbiorców interesuje zakres od 200-500 kg, ale 1 tona cieszy się także dużym zainteresowaniem". Z kolei cytując innego: "popularne są roboty mobilne o udźwigu 100 i 200 kg, ale w logistyce magazynowej [jest to] bliżej 1000 kg". Ostatni z komentarzy stanowi ważne wskazanie, bowiem rzeczywiście rodzaj stosowanego robota jest silnie powiązany z aplikacją, a pośrednio też z branżą.

Przykładowo w zastosowaniach w farmacji, przemyśle lekkim, wdrożeniach w centrach logistycznych - typowe nośności będą nieduże. Inaczej jest w przemyśle metalowym i generalnie przemyśle ciężkim, a także często motoryzacji, gdzie zazwyczaj stosowane są większe roboty mobilne.

Ceny AGV są bardzo zróżnicowane, zależnie od nośności, parametrów technicznych, marki i innych czynników. Przykładowo Weasel firmy SSI Schäfer kosztuje od 10 tys. euro netto, Formica 1 marki Aformic to wydatek około 40 tys. euro, zaś AVG firmy KUKA kosztuje 90 tys. euro. Z kolei wózek mobilny ES Smart polskiej firmy Europa Systems to wydatek od 130 tys. zł. Innymi słowy, początkiem zakresu jest około 50 tys. zł, zaś końcem - 500 tys. zł lub więcej.

Przemysław Degórski

WObit

Jakie zmiany wprowadzają w przedsiębiorstwach roboty mobilne? Jakie są korzyści z ich stosowania?

Pierwszą, niekwestionowaną zaletą jest nieporównywalnie większa elastyczność, jaką daje transport za pomocą wózków AGV. W zależności od potrzeb można w łatwy i szybki sposób zmienić trasy przejazdu robota, co jest niemożliwe w przypadku podajników stacjonarnych. Roboty AGV umożliwiają kontynuację transportu automatycznego również poprzecznie do ciągów komunikacyjnych, bez konieczności stosowania np. wind.

Trzecim aspektem jest przestrzeń, która w przypadku robotów samojezdnych zostaje uwolniona, a nie ograniczona, jak ma to miejsce przy przenośnikach montowanych na stałe. Roboty mobilne umożliwiają realizację dostaw bezpośrednio do gniazd produkcyjnych w ilościach dostosowanych do bieżącego zapotrzebowania na materiały.

Innowacja, jaką powoduje wprowadzenie wózków AGV w jednym obszarze produkcji czy w magazynie, prowadzi do zmiany myślenia o logistyce wewnętrznej całego przedsiębiorstwa. Firmy uświadamiają sobie, że mogą usprawnić procesy w wielu obszarach, i zarządzać nimi automatycznie, lepiej wykorzystywać swoje zasoby - np. przeszkolić pracowników, o których obecnie tak trudno, do obsługi złożonych zadań.

Które z branż stosują AGV najczęściej? Gdzie jest największy potencjał?

Nie jest zaskakujące, że na pierwszym miejscu wymienię branżę motoryzacyjną, co wynika z dużego nakładu środków na wdrażanie innowacji technologicznych, które zwiększą opłacalność produkcji masowej. Co istotne, producenci aut, wychodząc naprzeciw potrzebom rynku starają się jak najbardziej personalizować swoje produkty, w związku z tym wdrażają technologie, które im to umożliwiają.

Zakres zastosowań AGV jest bardzo szeroki, można tu wskazać transport półproduktów o rozmaitych gabarytach i masie zarówno pomiędzy różnymi obszarami produkcyjnymi, jak ich dostarczanie z magazynu do poszczególnych stanowisk. Równie duży potencjał i zapotrzebowanie na samojezdne wózki transportowe dostrzegają już dziś takie branże jak FMCG, AGD, producenci elektroniki czy logistyka magazynowa. Biorąc pod uwagę uniwersalność tego rozwiązania, jestem przekonany, że mobilne roboty transportowe znajdą zastosowanie w niemalże każdej branży.

AGV w kontekście Industry 4.0

Popularne w kraju marki robotów mobilnych – zestawienie nie odzwierciedla udziałów firm w rynku

Na robotach mobilnych montowane są różnego rodzaju adaptery, podajniki rolkowe czy przenośniki, które pozwalają na pobieranie i odkładanie detali, przenoszenie palet i generalnie automatyczną współpracę robota z magazynem i linią produkcyjną. Na AGV można też zamontować cobota lub wręcz kupić tego typu gotowy system, co stanowi bardzo uniwersalne rozwiązanie produkcyjno-logistyczne.

AGV, po kilkudziesięciu latach ich rozwoju, to nowoczesne, "inteligentne" i często też autonomiczne maszyny. Ich producenci wyposażają je w zaawansowane czujniki (skanery laserowe, kamery), co, w połączeniu z odpowiednim układem sterowania, zapewnia nawigację w rzeczywistym, zmieniającym się środowisku oraz możliwość dynamicznej rekonfiguracji i zmian profilu ruchu. Respondenci wskazywali też na wykorzystanie rozwiązań sztucznej inteligencji, które de facto służą głównie zwiększaniu autonomizacji ruchu.

Roboty mobilne zapewniają wreszcie możliwość śledzenia produkcji i zadań logistycznych. Ich dostawcy oferują zazwyczaj oprogramowanie do zarządzania zautomatyzowanym transportem z wykorzystaniem floty wózków. Taki software często też ma interfejs do systemu nadrzędnego - np. WMS (Warehouse Management Systems) czy MES/ERP (Manufacturing Execution System / Enterprise Resource Planning).

Takie połączenie zapewnia automatyczną kontrolę wykonywania zadań, a także elastyczność w ich ustalaniu, zależnie od potrzeb i bieżących priorytetów. Wpisuje się ono też w koncepcję Przemysłu 4.0, która zakłada wymianę danych oraz integrację systemów produkcyjnych i zarządzania.

Jacek Zduniak

SSI SCHÄFER

Jak roboty mobilne zmieniają logistykę magazynową oraz zakładową?

Choć swoją wydajnością wózki AGV nie mogą dorównać przenośnikom, to zalety z ich stosowania czynią je bardzo interesującą alternatywą dla sztywnych tradycyjnych rozwiązań. Roboty mobilne wyróżnia brak fizycznych barier w obszarze swojej pracy, dzięki czemu nie ograniczają one dostępu do maszyn czy stanowisk montażowych, a skrzyżowania z ciągami pieszymi i drogami komunikacyjnymi są łatwiejsze do organizacji i mają większą przepustowość.

Wózki autonomiczne to również duża elastyczność - modyfikacje systemu zazwyczaj nie wymagają tak dużej ingerencji w "hardware" jak w przypadku przenośników taśmowych. Często wystarcza jedynie przeprogramowanie już istniejącej floty, a co za tym idzie zmiany mogą być implementowane w znacznie krótszym czasie i nieomalże bez zaburzania normalnej pracy firmy. Cechy te dają przedsiębiorstwom możliwości, niedostępnej do niedawna szybkiej adaptacji do bieżących potrzeb, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi.

Gdzie dokładniej stosowane są AGV? Jakie są ograniczenia z nimi związane?

Głównym miejscem do stosowania jest produkcja, zwłaszcza obszary, gdzie staramy się ograniczyć udział ludzi - np. w farmacji. Produkcja to miejsce, gdzie często większe znaczenie ma nie prędkość, a regularność i pewność dostawy/odbioru. Zastosowania mogą być różnorakie: od odbioru produktu gotowego, półproduktów, transportu detali pomiędzy gniazdami produkcyjnymi i montażowymi, zasilanie w komponenty.

Poza rachunkiem ekonomicznym dużą rolę podczas rozmów o AGV odgrywa obawa o bezpieczeństwo. Wózki te wyposażane są w różnego rodzaju systemy bezpieczeństwa, dodatkowo mają ograniczoną prędkość poruszania, jednak najważniejszym aspektem jest odpowiednie zaplanowanie stref pracy.

Należy pamiętać, że roboty mobilne nie tworzą fizycznych barier w zakładzie, ale mimo to należy im wyznaczyć ścisłe strefy pracy odseparowane od innych stref. Ma to znaczenie nie tylko w aspekcie bezpieczeństwa, ale wpływa znacząco na wydajność systemu.

Obawy dotyczące bezpieczeństwa i niezawodności

Dostawcy robotów mobilnych (AGV)

Pomimo wielu korzyści, wdrożenia robotów mobilnych mają też minusy. Obawy pracowników dotyczące AGV są pokrewne tym cytowanym w rozdziale dotyczącym cobotów. W odpowiedziach ankietowych najczęściej wymieniane były kwestie bezpieczeństwa.

Wózki samojezdne wyposaża się w czujniki i inne zabezpieczenia, w części przypadku poruszają się one też po ustalonych trasach. Pomimo to oraz pomimo jak najlepszego przygotowania całej koncepcji systemu, nie można wykluczyć wpływu wydarzeń losowych - pojawiania się na trasie ludzi, przedmiotów i innych pojazdów.

Nieodzowną cechą AGV jest ingerencja w przestrzeń magazynu czy hali fabrycznej, stąd też bezpieczeństwo zawsze będzie jednym z głównych tematów podejmowanych przez dostawców w rozmowach z klientami.

Roboty mobilne są daleko bardziej krytycznymi elementami instalacji produkcyjnych niż coboty, bowiem odpowiadają za dostarczanie komponentów, odbiór produktów i inne zadania intralogistyczne. Ich nieplanowane zatrzymania mogą negatywnie wpływać na wydajność produkcji, stąd też wiele obaw odbiorców dotyczy właśnie kwestii awaryjności - znalazła się ona na drugim miejscu!

"Czy AGV są niezawodne i można liczyć na długie okresy ich pracy bez konieczności serwisowania?" - to kolejne z pytań odbiorców, które cytuje jeden z naszych respondentów. Dodatkowo dochodzi tu możliwość wystąpienia kolizji - np. z powodu najechania przez wózek widłowy. W tym przypadku powstaje zaś pytanie: jak szybko i jakim kosztem wózek może być naprawiony?

We wcześniejszych rozdziałach porównywaliśmy AGV z tradycyjnymi przenośnikami. O ile wielu respondentów stwierdziło, że roboty "z powodzeniem zastępują tradycyjne systemy transportowe", o tyle pojawiły się też głosy, że "nie są tak wydajne jak przenośniki".

Jak to zwykle bywa w praktyce - to zależy. Zależy od aplikacji, od przenoszonego towaru, zależy od zakładu. W odpowiedziach wybrzmiały również uwagi dotyczące "zabierania miejsc pracy", czyli redukcji zatrudnienia w obszarze magazynów i produkcji.

Pojawiły się też kwestie problemów z wdrożeniem, czego przykładem jest pytanie jednego z odbiorców "czy będziemy umieli to wdrożyć i czy dostaniemy support techniczny od producenta?". Można sądzić, że ten rodzaj problemów rozwiązywany jest przez inżynierów wsparcia samego dostawcy, których obecność jest obowiązkowa podczas wdrażania projektów z robotami mobilnymi.

Jesper Sonne Thimsen

Mobile Industrial Robots

Jakie możliwości mają roboty mobilne, jeżeli chodzi o wdrażanie intralogistyki w zastosowaniach Przemysłu 4.0?

Przemysł 4.0 i Logistyka 4.0 potrzebują rozwiązań, które skutecznie połączą poszczególne fazy produkcji. Istnieją pewne zasady projektowania robotów przemysłowych stosowanych w Przemyśle 4.0. Po pierwsze - interoperacyjność, czyli zdolność robotów (lub innych urządzeń) do łączenia i komunikowania się ze sobą poprzez Internet Rzeczy.

Ponadto - przejrzyste informacje, a zatem zdolność systemów informacyjnych do tworzenia wirtualnych kopii świata fizycznego w oparciu o cyfrowe modele fabryki i dane z czujników. Roboty powinny także wspierać pracowników poprzez wizualizowanie i agregowanie informacji. Od cyberfizycznych systemów wymaga się też samodzielnego podejmowania decyzji i realizowania zadań w maksymalnie autonomiczny sposób.

Roboty mobilne MiR są z natury bardzo dobrze przystosowane do potrzeb Przemysłu 4.0 - można je podłączyć do innych robotów lub systemów; tworzą także rzeczywiste mapy obiektów, które są zawsze dostępne za pomocą przyjaznego użytkownikowi interfejsu. Roboty mobilne są autonomiczne, co sprawia, że mogą działać bez ingerencji ze strony człowieka - a to właśnie jest istotą Przemysłu 4.0.

Gdzie stosowane są roboty mobilne? Jakie towary transportują?

Obserwujemy wykorzystanie robotów m.in. w przemyśle motoryzacyjnym i elektronicznym, spożywczym, farmaceutycznym oraz metalowym i wyrobów plastikowych. W Polsce jest także wiele bardzo dużych magazynów - to idealne środowisko dla robotów mobilnych MiR.

Podstawowe ich zastosowanie to transport wewnętrzny ładunków i palet o masie do 1 tony, a zatem w rzeczywistości AMR mogą być użyteczne we wszystkich firmach, w których przemieszczane muszą być materiały lub produkty. Sektor opieki zdrowotnej jest kolejnym ważnym segmentem, także logistyka i e-commerce mogą skorzystać na wdrożeniu robotów mobilnych i zwiększyć efektywność procesów.

AGV w polskich realiach

Najbardziej perspektywiczne branże będące odbiorcami robotów mobilnych

W ocenie badanych przez nas dostawców branżowych krajowy rynek AGV jest zróżnicowany, jeżeli chodzi o dostępne roboty mobilne i popularność konkretnych marek. Bazując na odpowiedziach ankietowych (przy czym nie należy ich traktować jako informacji o udziałach firm w rynku czy też liczbie sprzedawanych jednostek), najpopularniejszym u nas producentem jest duński Mobile Industrial Robots.

W zestawieniu praktycznie ex aequo znalazły się też: rodzimy producent robotów mobilnych i innego rodzaju systemów robotycznych oraz mechatronicznych, którym jest WObit, oraz japoński Omron. Ten ostatni, po przejęciu kilka lat temu firmy Adept Technologies, systematycznie rozszerza ofertę w zakresie AGV, regularnie prezentując swoje roboty mobilne również na targach branżowych w Polsce.

Omawiane zestawienie zawiera również kilka innych popularnych marek - m.in. KUKA Roboter, SEW-Eurodrive (prawdopodobnie jako jedyna firma wytwarza wózki mobilne zasilane bezprzewodowo), a także polską markę RB Poland. Warto tutaj również wskazać innych polskich producentów AGV, takich jak VersaBox, Octant oraz Myzer.

Jakie krajowe branże są najbardziej perspektywiczne dla dostawców robotów mobilnych? Bez wątpienia kluczowy jest sektor automotive. To właśnie tam potrzeby w zakresie intralogistyki są duże, zaś sektor inwestuje w nowe rozwiązania - takie jak AGV.

Drugim ze wskazań było: ogólnie zastosowania w magazynach i logistyce. Branże wymieniane rzadziej, ale wyróżniające się na tle pozostałych, to: produkcja elektroniki, sektor spożywczy i napojowy oraz FMCG. Liczba wskazań z nimi związanych była jednak kilkakrotnie mniejsza niż dla motoryzacji czy magazynów.