Jak system AGV rewolucjonizuje logistykę w magazynach ?

Co to jest system AGV i jak zmienia oblicze magazynowania?

Automated Guided Vehicles (AGV) to akumulatorowe pojazdy sterowane komputerowo, które poruszają się automatycznie w obrębie magazynu bez bezpośredniego nadzoru operatorów.

Dzięki działaniu przez całą dobę bez przerw, AGV zwiększają wydajność procesów logistycznych, pozwalają na transportowanie towarów na wyznaczonych trasach i łączenie operacji magazynowych z halą produkcyjną.

AGV przyczyniają się do zmiany oblicza magazynowania poprzez optymalizację wykorzystania przestrzeni magazynowej, usprawnienie załadunku i rozładunku oraz zwiększenia bezpieczeństwa personelu.

 

Kluczowe elementy składowe systemów AGV

Systemy AGV składają się z pojazdów AGV, Systemu Zarządzania AGV oraz peryferiów, takich jak stacje ładowania i urządzenia komunikacyjne.

Wózki samojezdne AGV wykonują zadania fizyczne, które mogą obejmować podnoszenie materiałów do 12 metrów na regałach lub przemieszczanie wózków i półek w obrębie zakładu.

Systemy Zarządzania AGV to rozwiązania oprogramowania, które zarządzają i koordynują operacje floty pojazdów AGV, oferując funkcje takie jak administracja zleceniami transportu towarów, zarządzanie misjami i kontrola ruchu.

Do peryferiów w systemie AGV należą ekrany, monitory, przyciski interfejsu z operatorem oraz PLC do komunikacji z robotami, drzwiami, przenośnikami itd.

Autonomiczne wózki transportowe AGV - serce systemu

Wózki AGV mogą być wielkości pozwalającej na podnoszenie materiałów nawet do wysokości 40 stóp lub być kompaktowe, szybkie i zwinne do przemieszczania wózków czy półek.

Automatyczne Wózki Kierowane (AGC) to najprostszy typ AGV, które mogą nawigować za pomocą prostego systemu taśm magnetycznych do złożonych systemów sensorowych z wykorzystaniem sztucznej inteligencji.

Automatyczne wózki AGV zaprojektowane są do wykonywania takich samych funkcji jak wózki widłowe obsługiwane przez człowieka, na przykład do transportowania palet, ale działają autonomicznie.

Wózki holujące AGV, znane również jako tuggers, ciągną za sobą jeden lub więcej niezasilanych, ładujących pojazdów i są często używane do transportowania ciężkich ładunków na dłuższe dystanse.

Pojazdy jednostkowe (Unit Load Handlers) to pojazdy sterowane automatycznie AGV transportujące oddzielne ładunki, takie jak indywidualne przedmioty lub pojedyncze jednostki jak np. paleta z wieloma przedmiotami.

Ciężkie Pojazdy Transportowe (Heavy Burden Carriers) to AGV używane do najcięższych ładunków w zastosowaniach takich jak składanie dużych elementów, odlewanie oraz transport produktów tj. cewki i blachy, z niektórymi modelami wyposażonymi w zdolność samodzielnego załadunku oraz różne opcje sterowania.

Różne typy AGV znajdują zastosowanie w różnych branżach i są dostosowane do wielu zastosowań, od transportu palet po bardziej specjalistyczne użycia.

Pojazdy AGV a tradycyjne wózki widłowe

Pojazdy AGV mogą samodzielnie podejmować decyzje o wyborze najlepszej trasy, są zdolne do oceny czy przeszkoda jest stała czy czasowa, pracują nieustannie przez całą dobę poza czasem na naprawy i przeprogramowanie, mogą być ustawione w bardzo wąskich alejkach, i zaprojektowane są do efektywnego wykorzystania energii elektrycznej.

Wózki AGV nie sprawdzają się jednak w magazynach o dużym natężeniu przepływu towarów i są ograniczone ładownością w porównaniu do przenośników paletowych, mają trudności z wykrywaniem uszkodzonych podłóg i inne problemy środowiskowe, wymagają specjalistycznego mapowania i programów technicznych, pracują wolniej niż wózki widłowe i są ograniczone w elastyczności obsługi różnych palet i ładunków.

Tradycyjny personel obsługujący wózki widłowe może być bardziej efektywny w zadaniach niestandardowych i w scenariuszach wymagających szybkiej adaptacji, gdzie autonomiczne wózki widłowe AGV mogą nie być wystarczająco elastyczne.

Systemy AGV są świetną alternatywą do obszarów magazynowych, gdzie warunki mogą być niewygodne dla operatorów wózków widłowych, umożliwiając tym samym lepsze warunki pracy.

Efektywność ekonomiczna systemu AGV

Inwestycje w wózki samojezdne AGV zaczynają się zwracać po około roku od implementacji, przyczyniając się do znaczących oszczędności kosztów. W badaniach przypadków zastosowanie wózków AGV w porównaniu z tradycyjnymi wózkami widłowymi osiąga punkt zwrotu inwestycji w około 12 miesięcy i ROI po 5 latach na poziomie 396%.

Autonomiczne wózki transportowe AGV przyczyniają się do obniżenia kosztów operacyjnych, minimalizując potrzebę pracy ręcznej i koszty pracy. Przez przekwalifikowanie pracowników w wyniku automatyzacji pracy AGV do bardziej wartościowych zadań, realizowane jest jednorazowa inwestycja skalowalna wraz z rozwojem firmy, co przekłada się na oszczędności w zakresie kosztów pracy.

Praca AGV przez całą dobę zwiększa produktywność i przepustowość, co pozwala firmom na wykonanie większej ilości pracy w krótszym czasie, wpływając tym samym na wzrost efektywności. Średnioroczne oszczędności wynikające z użycia AGV w stosunku do kosztów związanych z obsługą wózków widłowych sięgają 60%, dzięki precyzji systemów nawigacyjnych i bezpieczeństwa AGV.

Użycie AGV optymalizuje przepływ pracy i procesy magazynowe, co pozwala na lepsze wykorzystanie zasobów i zmniejszenie przestojów. Nieprzerwana i precyzyjna praca AGV redukuje zatory i opóźnienia w produkcji i logistyce. Modułowa konstrukcja AGV pozwala na szybką rozbudowę systemu w celu obsługi rosnących potrzeb transportowych, zwiększając tym samym elastyczność operacyjną.

Skalowalność systemów AGV umożliwia szybkie dostosowanie do zmieniających się wymagań produkcyjnych, układów lub przepływów pracy.

Regularne prace konserwacyjne i naprawy AGV mogą prowadzić do okresowych przestojów operacyjnych, generując dodatkowe koszty. Wysoki początkowy koszt inwestycji w wózki AGV może stanowić problem dla małych operacji, które nie mają łatwego dostępu do kapitału.

Systemy AGV cechują się wysoką niezawodnością, a czołowi producenci zapewniają dostępność pojazdów na poziomie do 98%, wspierając środowiska o wysokiej przepustowości. Niezawodność AGV pozwala na restrukturyzację siły roboczej, podejście do produkcji szczupłej i zwiększenie wartości dodanej dzięki wysokiej dostępności i przepustowości robotów.

Integracja Big Data i Internetu Rzeczy (IoT) w systemach AGV umożliwia ciągłą analizę i optymalizację procesów łańcucha dostaw oraz zdalne zarządzanie operacjami.

Praktyczne zastosowania systemów AGV

W supernowoczesnej fabryce motoryzacyjnej w Niemczech zautomatyzowane pojazdy sterowane AGV obsługują transport części samochodowych z rampy załadunkowej na linię montażową. Wszystko, od ciężkich silników po kierownice i mniejszą elektronikę, jest ładowane do wózków AGV, które często składają się z kilku wagonów i transportowane do różnych części fabryki. Odległość waha się od 300 do 800 metrów, a transport odbywa się całkowicie automatycznie, bez żadnego udziału człowieka.

 

Aby umożliwić pojazdom AGV znalezienie drogi, potrzebna jest komunikacja między nimi a systemem sterowania. Fabryka musi wiedzieć w każdym momencie, gdzie znajduje się każdy pojazd AGV, co przewozi i jaki jest jego status. Ponieważ okablowanie byłoby niemożliwe dla tego typu rozwiązania, fabryka motoryzacyjna znalazła ofertę Anybus Wireless od HMS Networks.

Maximilian Lichan, M.Sc. Dipl. Ing. (FH) wyjaśnia: "Wcześniej korzystaliśmy z innego rozwiązania bezprzewodowego, ale wykorzystywało ono ręczny roaming za pośrednictwem openTCP i mieliśmy problemy, gdy pojazdy AGV musiały przełączać się z jednego punktu dostępowego do drugiego. Szukaliśmy innego rozwiązania i natknęliśmy się na produkty Anybus Wireless. Potrzebowaliśmy stabilnego i bezpiecznego połączenia z naszym głównym kontrolerem".

 Jak to działa - Modbus TCP przez Bluetooth

Około 40 pojazdów AGV porusza się po fabryce. Każdy AGV jest kontrolowany przez wbudowany programowalny sterownik logiczny (PLC) firmy Siemens lub Schneider Electric. Sterownik PLC zapewnia, że każdy pojazd AGV dotrze do właściwej lokalizacji i nie wpadnie na inny pojazd AGV. Używanym protokołem komunikacyjnym jest Modbus TCP. Aby obsłużyć komunikację między pojazdami AGV a systemem sterowania ruchem, na każdym pojeździe AGV zamontowana jest bezprzewodowy router WiFi/Bluetooth na Ethernet - Anybus Bolt. Łączą się one z około 30 różnymi Access Pointami (Anybus Wireless Bridge) zamontowane na suficie fabryki. Za każdym razem, gdy pojazd AGV znajdzie się poza zasięgiem jednego punktu dostępowego, przełącza się na następny. Ta funkcja - automatyczny roaming - jest niezbędna dla działania fabryki.

Wyniki

"Zauważyliśmy wiele korzyści z przejścia na Anybus Wireless" - wyjaśnia Maximilian Lichan. "Po pierwsze, komunikacja Bluetooth jest bardzo stabilna. Warunki przemysłowe są trudne dla komunikacji bezprzewodowej, ale Anybus Wireless Bolt i Bridge mają niezwykle niezawodne i solidne połączenie radiowe, które można również szybko i łatwo skonfigurować. Istnieje również bardzo dobra koegzystencja z siecią Wi-Fi w fabryce".

Kolejną zaletą jest łatwość wprowadzenia nowego urządzenia lub wymiany uszkodzonego. Niedawno jeden z Anybus Wireless Bolt został uszkodzony w doku załadunkowym. Można go było jednak szybko wymienić na nowy, a AGV służący do transportu towarów mógł wkrótce wrócić do pracy - co jest niezwykle ważne w dobrze zaplanowanym przepływie pracy w fabryce samochodów.

Wymagające wdrożenie

Komunikacja bezprzewodowa w fabryce samochodów działa teraz płynnie, ale proces wdrożenia miał sporo wyzwań. Fabryka była wczesnym użytkownikiem nowego Anybus Wireless Bolt i zmagała się z roamingiem i stabilnością, ale dzięki wsparciu HMS częściej stosowane rozwiązanie dobrze się sprawdziło. "Muszę powiedzieć, że wsparcie ze strony HMS było świetne i udało nam się wspólnie rozwiązać problemy. Teraz mamy aplikację, z której jesteśmy bardzo zadowoleni" - mówi Maximilian Lichan.

Wreszcie, jakie są Twoje wskazówki dla użytkowników, którzy myślą o przejściu na łączność bezprzewodową? "Te urządzenia Anybus Wireless wykorzystujące Bluetooth doskonale nadają się do aplikacji, które wymagają bezprzewodowej wymiany danych, gdzie szybkość i ilość danych połączenia są drugorzędne, a ważniejsza jest stabilność".

Efekty

• Bezprzewodowy dostęp dla zautomatyzowanych pojazdów AGV w fabryce samochodów zapewnia wydajną kontrolę ruchu.

• Przemysłowe wykonanie, stabilne połączenie.

• Możliwość uzyskania informacji o statusie i lokalizacji wszystkich pojazdów AGV.

• Urządzenie Anybus Wireless Bolt jest podłączone do systemów AGV i komunikuje się przez Bluetooth do bezprzewodowego Bridge'a Anybus zamontowanych pod sufitem. Wymieniane dane obejmują m.in. pozycję, ładunek, poziomy energii itp...

• Bezpieczeństwo - pojazdy sterowane automatycznie AGV nie tylko muszą znaleźć właściwą drogę, ale także muszą również uważać na ludzi chodzących po korytarzach i inne pojazdy AGV w fabryce samochodów. Dlatego są one wyposażone w czujnik laserowy z przodu, który zatrzymuje je, jeśli cokolwiek stanie im na drodze.