Autonomiset mobiilirobotit ovat muutakin kuin automatisoitua materiaalinkäsittelyä
Työnkulkujen digitalisointiin ja automatisointiin tarkoitettuja työkaluja valmistava Zebra Technologies on jo lisännyt etulinjan työntekijöitä monilla aloilla viivakoodiskannereillaan ja kädessä pidettävillä mobiililaitteilla. tietokoneita. Autonomisten mobiilirobottien (AMR) lisääminen sen tarjontaan Fetch Roboticsin hankinnan kautta näytti hyvältä seuraavalta askeleelta.
Kun yrityskauppa päättyi vuonna 2021, Zebra, Lincolnshire, Ill., sai kaksinkertaisen palkkion, joka sisälsi sekä lihakset että aivot.
Toisessa päässä se tarjoaa nyt teknologiaa, jolla voidaan suorittaa painavia, raakoja tehtäviä, kuten raskaiden tavaroiden nostamista, kantamista ja vetämistä. Ohjelmoinnin jälkeen Fetch ja muut valmistuksessa käytetyt AMR:t voivat toimia itsenäisesti ja purkaa kuorma-autoja telakalla, viedä materiaalit varastoon ja laittaa ne hyllylle, kuljettaa komponentteja valmistuslinjalle, tulla virtuaaliseksi osaksi samaa linjaa ja viedä jopa roskat pois.
AMR:ien autonomia mahdollistaa vertailun itseohjautuviin autoihin, mutta näillä roboteilla on jo turvallisuusstandardit, joilla varmistetaan, että ne voivat toimia turvallisesti ihmisten lähellä.
Toisessa päässä AMR:illä voi olla kehittyneitä ohjelmisto-aivoja, jotka pystyvät soveltamaan tekoälyä logistiikan hallintaan. Niiden sovellukset voivat analysoida tehtäviä töitä ja yhdistää yksittäiset tehtävät työn tekemiseen käytettävissä oleviin resursseihin.
"Täsmälleen tämä on koko painopisteemme, orkestrointi", sanoi Daniel Theobald, Vecna Roboticsin perustaja ja tietohallintojohtaja, Waltham, Mass. "Se on kuin shakin suurmestari."
Miten saat laitoksesi parhaan suorituskyvyn huolimatta siitä, onko se dynaaminen ja arvaamaton? Kuorma-autot tulevat myöhässä, ihmiset eivät ilmesty töihin ja laitteet hajoavat. Theobald sanoi, että Vecnan Pivotal-orkesteriohjelmiston käyttö yksinään kaksinkertaisti kuljetuslaitoksen suorituskyvyn ilman lisäresursseja, kun sitä käytettiin parhaiden toimeksiantojen selvittämiseen reaaliajassa.
"Se kuulostaa luultavasti uskomattomalta, mutta syy siihen, että se toimii niin hyvin, johtuu siitä, että laitoksen kapasiteetti on lopulta rajoitettu milloin tahansa yksittäisen pullonkaulan vuoksi", sanoi Theobald. "Ja ihmiset eivät ole hyviä selvittämään [reaaliajassa], missä tuo pullonkaula on. Siinä tekoäly on hyvä, kun tarkastellaan järjestelmää kokonaisuutena ottaen huomioon tuhansia muuttujia."
Miksi tämä kaikki on tärkeää? Yksinkertaisesti sanottuna AMR:t antavat koneiden ja ihmisten tehdä sitä, mitä he osaavat parhaiten.
Koneet ovat hyviä tuottamaan töiden suorittamiseen tarvittavat lihasvoimat. Näin ei ole ihmisten kohdalla, joiden kehot kärsivät, kun he yrittävät tehdä fyysisiä tehtäviä, jotka ylittävät kykyjensä. Koneilla voidaan soveltaa suunnittelua raskaampien kuormien vastaanottamiseen. Kun niiden akut tyhjenevät, ne voidaan ladata uudelleen. Jos jokin menee rikki, osa voidaan korjata tai asentaa uusi.
Lisätty älykkyys suunnittelua varten
Ihmiset eivät valitettavasti myöskään osaa ottaa huomioon kaikkia suorituskykyyn vaikuttavia tekijöitä tehtaalla, mutta juuri sitä ohjelmistot, joissa tekoäly toimii yrityksen palvelimella tai pilvi on todella hyvä.
Fetch Roboticsin pilvipohjaisella FetchCore-robottiohjelmistolla ei ole kykyä vain optimoida robotteja tai ihmistyöntekijöitä, vaan se voi optimoida ne yhdessä erittäin tuottavalla ja tehokkaalla tavalla, sanoi Jim Lawton, varatoimitusjohtaja ja toimitusjohtaja. robotiikan automaatiosta Zebra Technologies/Fetch Roboticsissa.
"Se, mitä voimme tehdä Zebralla, on optimoida AMR:t ja ihmiset", Lawton sanoi. "Joten jos tarvitsen tietyn asian, voin koordinoida ne molemmat, jotta henkilö ja robotti ilmestyvät samaan aikaan, samaan paikkaan ja tekevät mitä heidän tarvitsee tehdä. Sitten henkilöä ohjataan hänen seuraavaan tehtäväänsä, ja robotti ohjataan seuraavaan tehtäväänsä ja juoksette jatkuvasti paljon optimoidummin."
Tehokkuus ja optimointi on kriittistä teollisuudessa, jossa kroonista työvoimapulaa oli jo ennen vuonna 2021 alkanutta suurta eroa pandemian aikana. Tehokkaat toiminnot voivat myös vapauttaa aikaa ammattitaidon kehittämiseen, jota tarvitaan työntekijöiden pitämiseen sitoutuneina ja merkityksellisinä maailmassa, jossa automaatio jää kirjaimellisesti raskaiden nostojen hoitamiseen.
Voiko AMR:istä tulla osa kokoonpanolinjaa?
Flex Ltd., 24 miljardin dollarin maailmanlaajuinen sopimusvalmistaja San Josessa, Kaliforniassa, aloitti AMR:n käytön noin 10 vuotta sitten, ja sillä on nyt yli 300 itsenäiset materiaalinkäsittelijät yli 100 paikkakunnalla. Heidän robottejaan käytetään operatiivisissa, tehtaissa, varastoissa, logistiikassa, huoltovarastossa, korjauksessa ja materiaalin säilytysasetuksissa.
"AMR:n pääelementti on se, että se auttaa meitä turvallisuudessa ja ergonomiassa sekä tukee toimintojamme Teollisuus 4.0:ssa, jossa asiat liittyvät toisiinsa", sanoi Murad Kurwa, edistyneen valmistustekniikan johtaja.
AMR:n käytön ansiosta Flex on saavuttanut noin 20 000 työntekijätuntia tuottavuuden kasvun yrityksen toimittamien lukujen mukaan.
"Automaattiset mobiilirobotit ovat enemmän kuin välttämättömyys Flexille", Kurwa sanoi. "Käytämme AMR:iä monilla alueilla tukemaan raaka-aineen liikkumista, työstämään prosessivarastoa, tuomaan valmiita tuotteita lastausasemalle lähetystä varten ja erilaisissa muissa tehtävissä, mikä vapauttaa ihmisen kykyä keskittyä ammattitaitoisempiin tehtäviin tuotteiden muuntamisessa. ja vastaamaan asiakkaidemme odotuksiin."
Flex näkee AMR:illään olevan laajempi rooli tulevaisuudessa, sekä kirjaimellisesti että kuvaannollisesti.
Yhtiö on alkanut tutkia 5G-yhteyksiä AMR:ille ja on tehnyt jonkin verran konseptityötä ja pilotteja.
"5G nykyisen Wi-Fi/LTE:n korvaajana tarjoaa laajemman signaalispektrin yksityisen verkon kanssa, jolloin AMR-vastaanottimien kaltaiset vastaanottimet voivat työskennellä jatkuvasti pitemmällä etäisyydellä ilman signaalin heikkenemistä tai latenssia, mikä voi aiheuttaa AMR:n pysähtymisen. "Kurwa sanoi.
Yksi Flexin AMR:n mahdollisuus on tulla virtuaaliseksi osaksi kokoonpanolinjaa, jolloin tuotantolattiasta tulee joustavampi ja se voidaan muuntaa erilaisiin projekteihin. Yritys tutkii myös AMR:ien käyttöä kytkeäkseen kuljetuksia askelmien välillä liikkuvassa linjassa, jossa on monumentti (esim. uuni), jota ei voida siirtää.
"Lineaarisen virtauksen sijaan AMR voi noutaa osan ja kiertää sen muistomerkin ja liittyä seuraavaan vaiheeseen käyttämällä AMR:n päällä olevaa kuljetinta", Kurwa sanoi.
Suurin virhe olisi se, että AMR:n ominaisuuksia ei hyödynnetä täysin, Theobald sanoi.
"Osa taikuutta tässä on se, mitkä ovat ensimmäiset tehtävät, jotka tällä tekniikalla selviää parhaiten, koska olemme vielä alkuvaiheessa tuon käyttöönottokäyrän kanssa", hän sanoi. "Tiedät, että oikeiden ensimmäisten tehtävien valitseminen voi vaikuttaa valtavasti."
Ajatellaan esimerkiksi tehtaan omistajaa, joka korvaa työvoiman käyttämät trukit ilman kuljettajaa ja jatkaa toimintaansa normaalisti. He jättävät huomiotta sen tosiasian, että kuljettajattomassa laitteessa on joukko ominaisuuksia – se ei pidä taukoja, se ei väsy, se voi toimia kokonaisia vuoroja, sen aikataulu on koordinoitu ja suunniteltu tekoälyn kanssa – jotka eroavat ja ylittää ihmistyövoiman rajat.
"Yleensä se ei ole oikea lähestymistapa", Theobald sanoi. "Usein kannattaa miettiä työnkulkuja uudelleen."
Vaihtelevuus antaa AMR:lle mahdollisuuden loistaa
Kun työntekijöillä on AMR, he haluavat sen olevan helppo ottaa käyttöön.
"Ihmiset ymmärtävät prosessinsa todella hyvin", sanoi Lawton. "Heidän ei välttämättä tarvitse ymmärtää robotiikkaa. Olemme siis kehittäneet teknologiaa, jonka avulla ihmiset voivat yksinkertaisesti määritellä tilansa ja työnkulkunsa."
Historiallisesti robotin ohjelmointi on kestänyt 300 tuntia, mutta Fetch Roboticsin AMR voi olla käytössä päivässä, hän sanoi. AMR:n ohjelmointi tarkoittaa yleensä sen ajamista tehtaalla. Fetch Roboticsin avulla käyttäjät määrittävät FetchCore-ohjelmiston vetämällä ja pudottamalla.
"Sinun on kyettävä saamaan jotain käyntiin laitoksessa todella nopeasti ja sen on kyettävä mukautumaan tyypillisessä ympäristössä näkemiinne normaaleihin vaihteluihin", hän sanoi. "Tässä AMR todella loistaa."
Lopulta tehtaalla voi olla heterogeeninen AMR-kanta, joilla kaikilla on oma kalustonhallintaohjelmisto. Mitä sitten tehdä, jotta ne toimisivat yhdessä?
Jos osa roboteistasi on kotoisin Vecnasta, kaikki on valmista. Tämä johtuu siitä, että sen Pivotal-ohjelmisto on agnostinen resurssityypin suhteen tehtävänhallintaskenaariossa. "Voisi olla ihminen, voisi olla meidän robottimme, voisi olla robotti toiselta myyjältä, voisi olla käsikäyttöinen laite", Theobald sanoi. "Sillä on mahdollisuus määrittää tehtäviä mille tahansa niille heidän kykyjensä, sijainnin ja saatavuuden perusteella."
Sillä välin MassRobotics, Boston, voittoa tavoittelematon robotiikan ja yhdistettyjen laitteiden innovaatiokeskus, jonka Theobald oli perustamassa, on julkaissut yhteentoimivuusstandardin, MR Interop, robottien välistä hallintaraportointia varten. Se on myös luomassa uutta standardin versiota, joka mahdollistaa tehtävien määrittämisen roboteille. MassRobotics kehittää myös laturien yhteentoimivuusstandardia.
"Toivomme, että tulevaisuudessa minkä tahansa yrityksen kalustonhallintaohjelmistot voivat vain käyttää MR Interopia eikä niitä tarvitse integroida suoraan muiden robottien kanssa", hän sanoi. "MR Interop on standardi, joka helpottaa tätä prosessia."
Yhteentoimivuusstandardilla on jo vaikutusta. FedExin kaltaiset yritykset ovat sanoneet, etteivät he aio ostaa robotteja, jotka eivät ole MassRobotics-yhteentoimivuusstandardin mukaisia, Theobald sanoi. FetchCore pystyy hallitsemaan heterogeenista AMR-ryhmää eri toimittajilta, mutta se ei ole vielä tehnyt niin, Lawton sanoi.
Mitä Flexiin tulee, vaikka se käyttää satoja robotteja kolmelta toimittajalta, yksikään niistä ei sekoitu samassa laitoksessa, Kurwa sanoi.
Yhdessä kytkettävät AMR:t eivät auta vain käyttäjää. Se vaikuttaa myös itse toimialan kasvuun. "Toimialat eivät skaalaudu ennen kuin nämä yhteentoimivuusjutut on selvitetty, joten päätimme ottaa sivun pois tietokoneteollisuudesta tai matkapuhelinteollisuudesta", Theobald sanoi. ”Voisi puhua videonauhateollisuudesta, koko VHS vs. beta -jutusta. Nämä ovat yleensä hyvin sotkuisia prosesseja, jotka vievät joskus vuosikymmeniä ja todella hidastavat asiakkaiden omaksumista tämäntyyppisten työkalujen käyttöön.
AMR:ien kasvu tuo mukanaan lisävarusteita, kolmannen osapuolen ohjelmistoja
Kun autonomisten mobiilirobottien käyttö lisääntyy, kasvaa tarve ohjelmistoille, jotka hallitsevat eri toimittajien ja ostoskorin lisävarusteiden AMR-kantoja käyttää niiden kanssa.
Yksi AMR-valmistaja, Mobile Industrial Robots (MiR), Odense, Tanska, loi tarkoituksella avoimen alustan robotin.
"Ajattele meitä vain perusrobottina, jossa on 48 voltin litiumioniakku, ja annamme ihmisten rakentaa mitä tahansa robotin päälle", sanoi Matt Charles, Keskilännen ja Kanadan myyntijohtaja. "Voit laittaa päälle robottikäsivarren, joka sammuttaisi akkumme ja viestiisi edestakaisin robotillemme, milloin liikkua, milloin mennä."
Vaikka robottikäsivarsi on mahdollista, MiR:n AMR-laitteiden kolme parasta kärrymoduulia ovat kuljetin, kiinnitysjärjestelmä kärryjen kiinnittämiseen ja lavanostin, Charles sanoi.
ROEQ (lausutaan RO-eek, ja jonka nimi on lyhennetty versio sanasta "robottivarusteet"), Vissenbjerg, Tanska, on MiR:n johtava huipputarvikkeiden toimittaja. Itse asiassa yritys luotiin erityisesti rakentamaan kärryjen yläosan moduuleja MiR AMR:ille, mukaan lukien kärryt, ylärullat, nostimet ja telineet. ROEQ:n perustajat Michael E. Hansen ja Benni S. Lund kutsuttiin MiR:iin aiemmissa konsulttiinsinööreissään, ja he näkivät mahdollisuuden perustaa yrityksen.
"Siellä he havaitsivat aukon markkinoilla siinä mielessä, että heillä on loistava tekniikka, loistava alusta asioiden siirtämiseen, mutta koko ekosysteemin piti olla täydellinen oikeilla työkaluilla, jotta ne voisivat noutaa ja jättää pois. ja siirtää materiaaleja", sanoi Shermine Gotfredson, ROEQ:n globaali myyntijohtaja. "Ja se oli se puuttuva lenkki."
Heidän ensimmäinen tuotteensa oli TMC 300, kärryteline, joka on edelleen tuotannossa. ROEQ:n viimeisimmät uudet tarjoukset ovat TMS-C500 Ext ja S-Cart500Ext, jotka on suunniteltu toimimaan yhdessä. Uusi moduuli/kärryyhdistelmä kaksinkertaistaa tehokkaasti MiR:n 250 AMR:n hyötykuorman 250 kilosta 500 kiloon. TMS-C500 Ext top -moduuli mahdollistaa myös jopa 1,2 metrin pituisten kuormien kuljetuksen turvallisuudesta tinkimättä.
Vaikka ROEQ on toistaiseksi linjannut liiketoimintansa MiR-robottien kanssa, tehtaiden omistajat eivät välttämättä ole niin uskollisia. Vaikka valmistajat tarjoavatkin ohjelmistoja AMR:ien hallintaan, yhteentoimivuuden saavuttaminen heterogeenisten robottien kanssa on monimutkaisempaa. "Se on valmistajien yhteinen haaste, ja yhteentoimivuuteen ja yhteentoimivuuteen ja yhteentoimivuuteen vaaditaan paljon", Charles sanoi. "Se on asia, jonka eteen teemme töitä, ja on muitakin yrityksiä, jotka kehittävät ratkaisuja."
Yksi näistä yrityksistä on AWS (Amazon Web Services Inc.)
Vaikka yhden AMR:n ohjainohjelmistoa voi olla mahdollista muokata toimimaan eri toimittajien robottien kaluston johtajana, AWS on luonut AWS IoT RoboRunnerin tarjoamaan infrastruktuurin valittujen toimittajien mobiilirobottien integroimiseksi työnhallintajärjestelmiin ja robotiikan rakentamiseen. kalustonhallintasovellukset. Aiemmin tänä vuonna RoboRunner oli esikatselussa laboratorioympäristössä, ja sen odotettiin siirtyvän pian tuotantoasetuksiin.
Sen lisäksi, että AWS IoT RoboRunner tarjoaa infrastruktuurin kalustonhallintasovellusten rakentamiseen, se tarjoaa kaksi ohjelmistokirjastoa – tehtävänhallintakirjaston ja kaluston yhdyskäytäväkirjaston – sekä mallisovelluksia, mikä helpottaa kehittäjien robotiikan hallintasovellusten rakentamista AWS IoT RoboRunnerin kärjessä.
Lisäksi AWS IoT RoboRunner eliminoi tarpeen tehdä lukuisia integraatioita eri robotin ohjausjärjestelmien ja tehtaan työnhallintajärjestelmän välillä. Sen sijaan kaikki järjestelmät integroituvat AWS IoT RoboRunneriin, ja palvelu yhdistää kaikki integroidut järjestelmät automaattisesti.
Lisäksi AWS IoT RoboRunner helpottaa kehittäjien hallintasovellusten rakentamista tehtävähallinnan kehityskirjaston avulla. Tämän kirjaston mukana tulee myös esimerkkitehtävien organisointisovellus, joka sisältää jaetun tilanhallintaominaisuuden. Kehittäjät voivat käyttää tätä esimerkkisovellusta lähtökohtana nopeuttaakseen sovellusten kehitystä.
"Yhä useammat valmistus-, logistiikka- ja kulutushyödykkeiden asiakkaat käyttävät robotiikkaa ja autonomisia järjestelmiä toiminnassaan, mutta heillä on vaikeuksia hallita näitä järjestelmiä monimutkaisten robotiikkatehtävien, kuten esineiden keräilyn ja tarkastuksen järjestämiseksi eri laivaston tai robottien varastoissa", sanoi Eric Anderson, johtaja, robotiikka ja autonomiset järjestelmät, AWS. "AWS IoT RoboRunnerin avulla helpotamme robottien sisällyttämistä, hallintaa ja organisointia toimintoihinsa ja teemme heidän autonomisista järjestelmistään älykkäämpiä saman teknologian pohjalta, jota käytetään Amazonin logistiikka- ja toimituskeskuksissa."
