Autonomní mobilní roboti jsou více než jen automatizovaná manipulace s materiálem
Zebra Technologies, výrobce nástrojů pro digitalizaci a automatizaci pracovních postupů, již posílila přední pracovníky v mnoha průmyslových odvětvích o své snímače čárových kódů a ruční mobilní zařízení. počítače. Přidání autonomních mobilních robotů (AMR) do své nabídky prostřednictvím akvizice Fetch Robotics vypadalo jako dobrý další krok.
Když byla akvizice v roce 2021 uzavřena, Zebra, Lincolnshire, Illinois, získala dvě fermeže, zahrnující jak svaly, tak mozek.
Na jednom konci spektra nyní nabízí technologii, která dokáže plnit těžké úkoly s hrubou silou, jako je zvedání, přenášení a tahání těžkých věcí. Po naprogramování mohou Fetch a další AMR používané ve výrobě samostatně vykládat nákladní vozy v doku, odvážet materiály na sklad a ukládat je na polici, přenášet komponenty na výrobní linku, stát se virtuální součástí stejné linky a dokonce vynést odpadky.
Autonomie AMR vyvolává srovnání se samořídícími auty, ale tito roboti již mají zavedeny bezpečnostní standardy, aby bylo zajištěno, že se mohou bezpečně pohybovat kolem lidí.
Na druhém konci spektra mohou mít AMR sofistikované softwarové „mozky“ schopné aplikovat umělou inteligenci na řízení logistiky. Jejich aplikace dokážou analyzovat úlohy, které je třeba provést, a spárovat jednotlivé úkoly s dostupnými prostředky pro provedení práce.
"To je přesně naše zaměření, orchestrace," řekl Daniel Theobald, zakladatel a CIO společnosti Vecna Robotics, Waltham, Massachusetts. "Je to jako být velmistrem v šachu."
Jak ve svém zařízení dosáhnete nejlepší propustnosti bez ohledu na to, že je dynamické a nepředvídatelné? Kamiony přijíždějí pozdě, lidé se nedostavují do práce a části zařízení se porouchají. Theobald uvedl, že použití samotného orchestračního softwaru Vecna Pivotal zdvojnásobilo propustnost v expedičním zařízení bez jakýchkoli dalších zdrojů, když bylo použito k tomu, aby pomohl zjistit nejlepší zadání v reálném čase.
„To zní pravděpodobně neuvěřitelně, ale důvod, proč to funguje tak dobře, je ten, že propustnost zařízení je v každém okamžiku omezena kvůli jedinému úzkému hrdlu,“ řekl Theobald. „A lidské bytosti nejsou dobré v tom, aby zjistily [v reálném čase], kde je toto úzké hrdlo. V tom je umělá inteligence dobrá, když se dívá na systém jako celek a bere v úvahu tisíce proměnných.“
Proč je to všechno důležité? Jednoduše řečeno, AMR umožňují strojům a lidem dělat to, co umí nejlépe.
Stroje dokážou dobře dodávat tlačenku potřebnou k provedení práce. To není případ lidí, jejichž těla trpí, když se snaží dělat fyzické úkoly nad jejich schopnosti. U strojů lze inženýrství použít k přizpůsobení se většímu zatížení. Když se jim vybijí baterie, lze je dobít. Pokud se něco rozbije, lze díl opravit nebo nainstalovat nový.
Rozšířená inteligence pro plánování
Lidé bohužel také nejsou dobří v zohlednění všech faktorů, které ovlivňují výkon v továrně, ale to je to, co software s umělou inteligencí běžící na firemním serveru nebo v cloud je opravdu dobrý.
Cloudový robotický software FetchCore společnosti Fetch Robotics má schopnost nejen optimalizovat roboty nebo optimalizovat lidské pracovníky, ale dokáže je společně optimalizovat vysoce produktivním a efektivním způsobem, řekl Jim Lawton, viceprezident a generální manažer. automatizace robotiky ve společnosti Zebra Technologies/Fetch Robotics.
„Ve společnosti Zebra jsme schopni optimalizovat AMR i lidi,“ řekl Lawton. „Pokud tedy potřebuji udělat konkrétní věc, mohu je oba zkoordinovat tak, aby se osoba a robot objevili ve stejnou dobu, na stejném místě a dělali, co potřebují. Poté je osoba navedena k tomu, jaký je její další úkol, a robot je naveden ke svému dalšímu úkolu a vy neustále běžíte mnohem optimalizovanějším způsobem.“
Tato efektivita a optimalizace jsou zásadní ve výrobě, kde chronický nedostatek pracovních sil existoval ještě před Velkou rezignací, která začala v roce 2021 během pandemie. Efektivní provoz může také uvolnit čas pro zvyšování kvalifikace, které je potřeba k udržení pracovníků v zapojení a potřebě ve světě, kde je automatizace ponechána doslova na těžkou práci.
Mohou se AMR stát součástí montážní linky?
Flex Ltd., globální smluvní výrobce v hodnotě 24 miliard USD se sídlem v San Jose v Kalifornii, začal používat AMR asi před 10 lety a nyní má více než 300 autonomní manipulátory s materiálem na svých více než 100 místech. Jejich roboti se používají v provozech, továrnách, skladech, logistice, servisních skladech, opravnách a skladech materiálu.
„Hlavním prvkem AMR je, že nám pomáhá s bezpečností a ergonomií a také podporuje naše operace v Průmyslu 4.0, kde jsou věci propojené,“ řekl Murad Kurwa, viceprezident pro pokročilé výrobní inženýrství.
Podle údajů poskytnutých společností Flex dosáhl díky použití AMR přibližně 20 000 pracovních hodin zvýšení produktivity.
„Automatizované mobilní roboty jsou pro Flex víc než nutnost,“ řekl Kurwa. „AMR využíváme v mnoha oblastech k podpoře pohybu surovin, výrobních zásob, přinášení hotového zboží na nakládací stanici k přepravě a různým dalším povinnostem, které uvolňují naši lidskou kapacitu, abychom se mohli soustředit na kvalifikovanější úkoly při transformaci produktů. a abychom splnili očekávání našich zákazníků.“
Flex však vidí v budoucnosti širší roli pro své AMR, a to doslova i obrazně.
Společnost se začala zabývat konektivitou 5G pro AMR a provedla několik zkušebních prací a zkušebních verzí.
„5G jako náhrada současné Wi-Fi/LTE poskytuje širší spektrum signálu se soukromou sítí, což umožňuje přijímačům, jako jsou AMR, nepřetržitě pracovat na delší vzdálenost bez poklesu signálu nebo latence, což může způsobit zastavení AMR, “ řekl Kurwa.
Vezměte si například majitele továrny, který nahradí vysokozdvižné vozíky, které dříve řídili lidští dělníci, za vysokozdvižné vozíky bez řidiče a pokračuje ve své práci jako obvykle. Ignorují skutečnost, že zařízení bez řidiče má celou sadu atributů – nedělá přestávky, neunaví se, může běžet celé směny, jeho rozvrh je koordinován a plánován pomocí AI – které se liší od a překročit limity lidských pracovníků.
"Obecně to není správný přístup," řekl Theobald. "Často se vyplatí přehodnotit své pracovní postupy."
Variabilita dává AMR šanci zazářit
Jakmile budou mít lidští pracovníci AMR, chtějí, aby bylo snadné jej nasadit.
„Lidé chápou své procesy opravdu dobře,“ řekl Lawton. „Nepotřebují nutně rozumět robotice. Vyvinuli jsme tedy technologii, aby lidé mohli velmi jednoduše definovat svůj prostor, svůj pracovní postup.“
Historicky trvalo programování robota 300 hodin, ale Fetch Robotics AMR může být v provozu za den, řekl. Programování AMR obecně znamená jízdu po továrně. S Fetch Robotics používají uživatelé k nastavení softwaru FetchCore metodu přetažení.
„Musíte být schopni uvést něco do provozu v zařízení opravdu rychle a musí být schopno přizpůsobit se běžným variabilitám, které vidíte v typickém prostředí,“ řekl. "To je místo, kde AMR skutečně září."
Továrna může mít nakonec heterogenní flotilu AMR, všechny s vlastním softwarem pro správu vozového parku. Co tedy dělat, aby spolupracovali?
Pokud jsou někteří z vašich robotů z Vecny, jste připraveni. Je to proto, že jeho Pivotal software je agnostický vůči typu zdroje ve scénáři správy úloh. „Může to být člověk, může to být náš robot, může to být robot od jiného dodavatele, může to být kus ručně ovládaného zařízení,“ řekl Theobald. "Má schopnost přiřadit úkoly komukoli z nich na základě jejich schopností, umístění a dostupnosti."
Mezitím MassRobotics v Bostonu, neziskové inovační centrum pro robotiku a připojená zařízení, které Theobald spoluzaložil, vydalo standard interoperability MR Interop pro hlášení správy mezi roboty a vozovým parkem. Je také v procesu vytváření další verze standardu, která umožní přidělování úkolů robotům. MassRobotics také pracuje na standardu interoperability pro nabíječky.
„Doufáme, že v budoucnu bude software pro správu vozového parku od jakékoli společnosti moci používat pouze MR Interop a nebude se muset přímo integrovat s těmito dalšími roboty,“ řekl. „MR Interop je standard, který tento proces usnadňuje.“
Standard interoperability již působí. Společnosti jako FedEx řekly, že nebudou kupovat roboty, které neodpovídají standardu interoperability MassRobotics, řekl Theobald. FetchCore má schopnost flotilově spravovat heterogenní skupinu AMR od různých dodavatelů, ale zatím tak neučinil, řekl Lawton.
Pokud jde o Flex, i když používá stovky robotů od tří dodavatelů, žádný z nich se nemíchá ve stejném zařízení, řekl Kurwa.
Mít AMR, které lze připojit a hrát společně, pomáhá nejen uživatelům. Má také vliv na růst samotného odvětví. "Odvětví se nerozšiřují, dokud se tato interoperabilita nevyřeší, a tak jsme se rozhodli vzít stránku z počítačového průmyslu nebo průmyslu mobilních telefonů," řekl Theobald. "Dalo by se mluvit o videokazetovém průmyslu, o celé věci VHS vs. beta." Bývají to velmi chaotické procesy, které někdy trvají desítky let a skutečně zpomalují přijetí těchto typů nástrojů zákazníky.“
Růst AMR vytváří příslušenství, software třetích stran
S tím, jak roste používání autonomních mobilních robotů, roste i potřeba softwaru pro řízení flotil AMR od různých dodavatelů a příslušenství na nejvyšší úrovni používat s nimi.
Jeden výrobce AMR, Mobile Industrial Robots (MiR), Odense, Dánsko, záměrně vytvořil robota s otevřenou platformou.
„Představte si nás jen jako základního robota se 48voltovou lithium-iontovou baterií a umožňujeme lidem postavit si na robota, co chtějí,“ řekl Matt Charles, obchodní ředitel pro Středozápad a Kanadu. "Můžete dát robotickou ruku nahoru a ta by odpojila naši baterii a komunikovala tam a zpět s naším robotem, kdy se pohnout, kdy jít."
I když je možné použít robotické rameno, tři nejvyšší moduly horního vozíku pro MiR AMR jsou dopravníková plošina, připevňovací systém pro připevnění vozíků a zvedací plošina, řekl Charles.
ROEQ (vyslovováno RO-eek a jehož jméno je zkrácenou verzí „robotického vybavení“), Vissenbjerg, Dánsko, je předním dodavatelem špičkového příslušenství pro MiR. Ve skutečnosti byla společnost vytvořena speciálně za účelem výroby modulů horního vozíku pro MiR AMR, včetně vozíků, horních válečků, zvedáků a regálů. Spoluzakladatelé ROEQ Michael E. Hansen a Benni S. Lund byli povoláni do MiR ve své předchozí funkci konzultačních inženýrů a viděli příležitost, která je vedla k vytvoření společnosti.
„Právě tam objevili mezeru na trhu v tom smyslu, že mají skvělou technologii, skvělou platformu pro přesun věcí, ale celý ekosystém musel být kompletní se správnými nástroji, aby bylo možné vyzvednout a odevzdat a přenášet materiály,“ řekla Shermine Gotfredson, globální obchodní ředitelka ROEQ. "A to byl ten chybějící článek."
Jejich prvním produktem byl TMC 300, horní regál, který se stále vyrábí. Nejnovějšími novinkami od ROEQ jsou TMS-C500 Ext a S-Cart500Ext, které jsou navrženy tak, aby spolupracovaly. Nová kombinace modul/vozík efektivně zdvojnásobuje užitečné zatížení MiR 250 AMR z 250 kg na 500 kg. Vrchní modul TMS-C500 Ext také umožňuje přepravu nákladů až do délky 1,2 m, aniž by byla ohrožena bezpečnost.
Zatímco ROEQ dosud spojovalo své podnikání s roboty MiR, majitelé továren nemusí být tak loajální. I když výrobci poskytují software pro správu svých AMR, dosažení interoperability s flotilou heterogenních robotů je složitější. "To je běžná výzva, kterou mají výrobci, a existuje velký tlak na interoperabilitu a interflety, které se mohou prolínat a spolupracovat," řekl Charles. "To je něco, na čem pracujeme, a existují i další společnosti, které vyvíjejí řešení."
Jednou z těchto společností je AWS (Amazon Web Services Inc.)
I když může být možné upravit jeden řídicí software AMR tak, aby fungoval jako správce vozového parku pro roboty od různých dodavatelů, společnost AWS vytvořila AWS IoT RoboRunner, který poskytuje infrastrukturu pro integraci mobilních robotů od vybraných dodavatelů se systémy řízení práce a stavební robotiky. aplikace pro správu vozového parku. Začátkem tohoto roku byl RoboRunner ve zkušební verzi v laboratorním prostředí a očekávalo se, že bude brzy poté uveden do produkčního prostředí.
Kromě poskytování infrastruktury pro vytváření aplikací pro správu vozového parku poskytuje AWS IoT RoboRunner dvě softwarové knihovny – knihovnu správce úloh a knihovnu brány vozového parku – spolu s ukázkovými aplikacemi, což vývojářům usnadňuje stavět jejich aplikace pro správu robotiky. vrchol AWS IoT RoboRunner.
Navíc AWS IoT RoboRunner eliminuje potřebu četných integrací mezi různými řídicími systémy robotů a systémem řízení práce v továrně. Místo toho se všechny systémy integrují s AWS IoT RoboRunner a služba automaticky propojí všechny integrované systémy.
AWS IoT RoboRunner také usnadňuje vývojářům vytváření aplikací pro správu pomocí vývojové knihovny správce úloh. Tato knihovna je také dodávána s ukázkovou aplikací pro orchestraci úloh, která zahrnuje funkci správy sdíleného prostoru. Vývojáři mohou tuto ukázkovou aplikaci použít jako výchozí bod pro urychlení vývoje svých aplikací.
„Stále více zákazníků ve výrobě, logistice a spotřebním zboží používá ve svých operacích robotiku a autonomní systémy, ale má potíže se správou těchto systémů pro organizování složitých robotických úkolů, jako je vybírání předmětů a kontrola ve skladech napříč flotilami nebo roboty,“ řekl Eric Anderson, generální ředitel, robotika a autonomní systémy, AWS. „S AWS IoT RoboRunner zákazníkům usnadňujeme začleňování, správu a organizování robotiky do jejich operací a činíme jejich autonomní systémy chytřejšími na základě stejné technologie, která se používá v logistických a distribučních centrech Amazonu.“
