Print

Mobilní roboty pomáhají výrobcům řešit potřebu přizpůsobovat produkty

-- 20.09.17

Zatímco stacionární roboty představují zavedenou a důležitou součást mnoha továren a výrobních zařízení, nedílnou součástí továren budoucnosti se stanou mobilní platformy a manipulátory. Bruno Adam, ředitel evropských mobilních projektů společnosti Omron, vysvětluje, jak se vyvíjejí výrobní procesy a proč jsou továrny vlivem rostoucí potřeby přizpůsobování produktů nuceny přecházet od tradičních lineárních modelů používajících dopravníkové pásy a autonomní naváděná vozidla (AGV) k inteligentnějším typům mobilních robotů.

Jaké jsou podle vás v tomto odvětví nejdůležitější současné trendy?

Jedním z trendů je bezpochyby nárůst automatizace s cílem implementovat strategie Průmyslu 4.0. Většina výrobců si přeje navýšit produktivitu prostřednictvím podrobnějšího sledování procesů a strojů. Vylepšení, která automatizace přináší, pomáhají výrobcům čelit velkému tlaku na zvýšení produktivity ze strany zákazníků i některých vlád. 

Dalším zajímavým trendem je personalizace a přizpůsobování produktů. Výrobci se poučili z úspěchu marketingové kampaně „Poděl se o radost“ společnosti Coca-Cola. Tato kampaň zákazníkům umožnila nakupovat limonády, které měly na obalu jejich jméno. Tento příklad úspěšně následovaly další značky, například Nutella nebo Marmite. I výrobci mimo odvětví rychloobrátkového spotřebního zboží si však uvědomují, že pokud zákazníkům nabídnou širší možnost volby, výsledkem bude vyšší prodej. Aby toho však mohli dosáhnout, musejí změnit způsob své práce. Naštěstí je tu automatizace, která je může k tomuto cíli posunout blíže. 

V jakých ohledech se tato nová metodika liší od té současné?

Filozofie současné výroby je založena na lineárních výrobních linkách. To funguje dobře, pokud potřebujete vyrábět velké šarže identického zboží. Pokud však chcete vyrobit stejný objem zboží, ale zároveň nabídnout širší možnosti volby, výrobní linka nepředstavuje nejúčinnější způsob, jak toho dosáhnout. Někteří progresivní výrobci přecházejí na úsekovou výrobu, která sice umožňuje zvýšit variabilitu nabídky, ale zároveň přináší nové specifické problémy. Dopravníkové pásy jsou ideální pro standardní výrobní linky, ale v nelineárním prostředí příliš dobře nefungují. V komplexnějších výrobních procesech je jedinou skutečnou alternativou dopravníkových pásů ruční manipulace. Úseková výroba pak vede k potřebě zaměstnávat více lidí, kteří polotovary mezi jednotlivými úseky přemisťují pomocí ručních nebo vysokozdvižných vozíků. Tím se samozřejmě stírá efektivita a úspora nákladů, která z principu automatizace vyplývá.   

Jak lze tyto problémy řešit?

Zdá se, že řešením jsou mobilní roboty. První generace mobilních robotů reagovala na fyzické objekty – obvykle sledovaly barevné čáry, magnety nebo speciální značky na zdech. Přesto však měly podobné nevýhody jako dopravníkové pásy, jelikož je bylo možné používat pouze pro přemisťování produktů mezi dvěma nastavenými body. Pokud se tyto body změnily, muselo se změnit také provozní prostředí, což je časově i finančně náročné. 

Pro efektivní provoz úsekové výroby je nutný inteligentní mobilní robot, který zná provozní prostředí a je schopen vypočítat nejlepší trasu mezi různými body. Takové vozidlo nebylo až dosud možné vyrobit ze dvou důvodů. Zaprvé nebyl k dispozici dostatečný výpočetní výkon pro zpracování komplexních algoritmů umělé inteligence potřebných pro autonomní provoz – alespoň ne takový, který by mohl být napájen z dostatečně malé baterie umožňující dosáhnout požadované velikosti robotu. Zadruhé nebyla technologie senzorů LIDAR dostatečně vyspělá, aby robotu umožnila bezpečnou navigaci. Tyto překážky však díky technologickému pokroku posledních let padly. 

Společnost Omron na vývoji autonomních mobilních robotů již nějakou dobu pracuje a nedávno představila autonomní inteligentní vozidla (AIV) řady Omron LD. 

Jak se vozidla AIV značky Omron při pohybu navigují?

Robot nejprve absolvuje jízdu výrobními prostory, při které pomocí hlavního senzoru LIDAR skenuje okolí. Tyto informace následně „slepí“ dohromady a vytvoří kompletní statickou mapu pracoviště ve výšce 200 mm. Tato mapa obsahuje informace o regálech, strojích, stěnách a dveřích. Robot mapu používá pro výpočet nejlepší trasy mezi libovolnými dvěma body. 

Pokud je pro splnění úkolu zapotřebí více vozidel, autonomní inteligentní vozidla nejsou odkázána zcela na sebe – roli plánovače vozidel AIV plní software pro správu vozidel. Jedná se o klíčovou součást provozu, která vypočte polohu nejbližšího robotu vzhledem ke stroji vyžadujícímu obsluhu a odešle jej na příslušnou pozici. Software pro správu vozidel může vozidla AIV také informovat o rušných místech, aby měla k dispozici potřebné informace pro své výpočty. Software musí komunikovat s vozidly AIV i stroji a zároveň sledovat polohu každého autonomního inteligentního vozidla. 

Při provozu autonomního inteligentního vozidla zajišťuje jeho senzor LIDAR zorný úhel 220 stupňů, díky kterému se na trase může bezpečně vyhnout všem překážkám a přizpůsobovat v reálném čase svou rychlost podmínkám prostředí. Hlavnímu senzoru LIDAR asistují vertikální senzory LIDAR po obou stranách vozidla AIV. Tyto dva senzory kontrolují, zda se na trase nevyskytují překážky nebo tekutiny na podlaze, jež by mohly vozidlu AIV bránit, a zároveň hlídají také výše položené překážky, například vidlice vysokozdvižných vozíků nebo otevřené zásuvky. 

Pro průmyslové aplikace neexistují univerzální řešení; lze vozidlo AIV přizpůsobit?

To je pravda. Pokud si jako příklad vezmeme autonomní inteligentní vozidla Omron LD, lze vozidla AIV nastavit různými způsoby. Základna vozidla AIV zůstává stejná, ale vrchní část lze přizpůsobit konkrétní aplikaci. K dispozici jsou tři základní konfigurace, kterými jsou plochá horní část, dopravník a transportér vozíků. 

Vozidla s plochou horní částí pracují semiautonomně a je nutné je nakládat a vykládat ručně, přičemž umožňují také přizpůsobení. V jedné ze zdravotnických aplikací se pro přepravu kontrolovaných látek po budově používá vozidlo s uzamykatelným boxem. Dopravníková vozidla AIV a transportéry vozíků pracují autonomně. Například autonomní inteligentní vozidla s dopravníkem v horní části komunikují se strojem prostřednictvím Wi-Fi nebo optického transpondéru dat, následně potvrdí, že jsou na požadované pozici, a příslušný dopravník stroje naloží nebo vyloží břemena. 

Mimo tyto modely vyvíjejí integrátoři další varianty, například s dopravníky s předním nebo bočním nakládáním, dvojitými dopravníky, válečky či pásy atd. 

Jaká je budoucnost mobilních robotů?

U nové generace autonomních inteligentních vozidel stále zbývá vyřešit několik problémů. Pro práci ve složitých a úzkých prostředích musejí být vozidla AIV schopna počítat komplexní trajektorie, které zohlední celkový tvar vozidla, včetně jeho nákladu. Díky tomu bude například možné zabránit ucpávání úzkých zakřivených průjezdních bodů. Výsledkem drobného pokroku při generování trajektorií může být významné zlepšení propustnosti, protože provoz celé flotily vozidel bude svižnější. 

Další oblastí pro zlepšování autonomních inteligentních vozidel je jejich nosnost. Největší vozidlo AIV současné řady Omron LD má nosnost 130 kg, což je dostatečné pro většinu aplikací. Někteří zákazníci, například z nápojového nebo automobilového průmyslu, by však potřebovali vozidla AIV pro těžší náklady. Větší vozidla AIV podléhají více nařízením a větší roboty musejí také překonávat více překážek v oblasti bezpečnosti. Vše je otázkou času. 

Budoucí generace softwaru pro správu vozidel budou podporovat také složitější výrobní procesy. V současnosti reaguje software na stav výrobní linky – robot musí počkat, než ho plánovací software informuje, že je u stroje připraven náklad k vyzvednutí. U příští generace softwaru bude tento proces inteligentnější. Plánovací software vypočítá jednotlivé kroky vozidla AIV v předstihu nebo jej umístí tak, aby bylo připraveno na dokončení úlohy. Tím se ještě zvýší produktivita a prodlouží provozní doba vozidel AIV. 

Doplňkové funkce také umožní použití autonomních inteligentních vozidel v různých aplikacích. Například čtečky RFID a čárových kódů zvýší inteligenci vozidel AIV a umožní, aby ve skladech plnila více úkolů.

Další informace najdete na stránkách industrial.omron.cz


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Malá automatizace v čele s rebelem Modicon M221
2018-01-17 - 2018-01-17
Místo: webinář
Infotherma 2018
2018-01-22 - 2018-01-25
Místo: Černá louka 3235, Pavilon A, Ostrava
Diago 2018
2018-01-30 - 2018-01-31
Místo: Orea Resort Devět Skal ***, Sněžné - Milovy
Trendy v robotizaci a automatizaci
2018-01-31 - 2018-02-01
Místo: Brno, hotel Avanti
Řízení závislých pohybů aneb Motion Control umí
2018-02-14 - 2018-02-14
Místo: webinář

Katalog

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

Mitsubishi Electric Europe B.V.
Mitsubishi Electric Europe B.V.
Pekařská 621/7
155 00 Praha 5
tel. +420 251 551 470

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Ano, proto se je snažíme minimalizovat
Ne, jsou na odpovídající úrovni
Nejsou vysoké, ale rychle rostou

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2017 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI