AMR не только новые AGV

Автономные мобильные роботы — это больше, чем автоматизированная обработка материалов

Компания Zebra Technologies, производитель инструментов для оцифровки и автоматизации рабочих процессов, уже расширила ряды работников во многих отраслях с помощью своих сканеров штрих-кодов и портативных мобильных компьютеров. Добавление автономных мобильных роботов (AMR) к своим предложениям путем приобретения Fetch Robotics выглядело как хороший следующий шаг.

Когда в 2021 году сделка была завершена, Zebra, Линкольншир, штат Иллинойс, получила двойную награду, включая и мускулы, и мозги.

С одной стороны, теперь он предлагает технологию, которая может выполнять тяжелые, грубые задачи, такие как подъем, переноска и тяга тяжелых предметов. После программирования Fetch и другие AMR, используемые в производстве, могут действовать самостоятельно, разгружая грузовики в доке, доставляя материалы на склад и размещая их на полке, доставляя компоненты на производственную линию, становясь виртуальной частью этой же линии и т.д. даже выносить мусор.

Автономность AMR вызывает сравнение с беспилотными автомобилями, но у этих роботов уже действуют стандарты безопасности, гарантирующие, что они могут безопасно работать рядом с людьми.

С другой стороны, AMR могут иметь сложные программные «мозги», способные применять искусственный интеллект для управления логистикой. Их приложения могут анализировать задания, которые необходимо выполнить, и сопоставлять отдельные задачи с ресурсами, доступными для выполнения работы.

"Это как раз и есть вся наша цель, оркестровка, – сказал Дэниел Теобальд, основатель и ИТ-директор компании Vecna ​​Robotics, Уолтем, Массачусетс. – Это все равно, что быть гроссмейстером в шахматах".

Как добиться наибольшей пропускной способности вашего предприятия, несмотря на то, что оно динамично и непредсказуемо? Грузовики опаздывают, люди не приходят на работу, ломается оборудование. Теобальд сказал, что использование одного только программного обеспечения для оркестровки Vecna ​​Pivotal удвоило пропускную способность на транспортном предприятии без каких-либо дополнительных ресурсов, когда оно использовалось для определения лучших заданий в режиме реального времени.

«Вероятно, это звучит невероятно, но причина, по которой это работает так хорошо, заключается в том, что пропускная способность объекта в любой момент времени в конечном итоге ограничена из-за одного узкого места», — сказал Теобальд. «И люди не умеют выяснять [в режиме реального времени], где находится это узкое место. Это то, в чем хорош ИИ, когда он смотрит на систему в целом, принимая во внимание тысячи переменных».

Почему все это важно? Проще говоря, AMR позволяют машинам и людям делать то, что у них получается лучше всего.

Машины хорошо снабжают энергией, необходимой для выполнения работы. Это не относится к людям, чьи тела страдают, когда они пытаются выполнять физические задачи, превышающие их возможности. С машинами можно применять инженерию, чтобы выдерживать более тяжелые нагрузки. Когда их батареи разрядятся, их можно будет подзарядить. Если что-то сломается, деталь можно починить или установить новую.

Расширенный интеллект для планирования

Люди, к сожалению, тоже не умеют учитывать все факторы, влияющие на производительность на заводе, но это то, с чем действительно хорошо справляется программное обеспечение с ИИ, работающее на сервере компании или в облаке.

Облачное роботизированное программное обеспечение Fetch Robotics, FetchCore, способно не только оптимизировать роботов или людей-работников, но и коллективно оптимизировать их высокопроизводительным и эффективным способом, сказал Джим Лоутон, вице-президент и генеральный менеджер по автоматизации робототехники. в Zebra Technologies/Fetch Robotics.

«Что мы можем сделать в Zebra, так это оптимизировать как AMR, так и людей», — сказал Лоутон. «Поэтому, если мне нужно сделать что-то конкретное, я могу координировать их обоих, чтобы человек и робот появлялись в одно и то же время, в одном и том же месте и делали то, что им нужно. Затем человек направляется к своей следующей задаче, а робот направляется к своей следующей задаче, и вы постоянно работаете гораздо более оптимизированным образом».

Эта эффективность и оптимизация имеют решающее значение для производства, где хроническая нехватка рабочей силы существовала еще до Великой отставки, начавшейся в 2021 году во время пандемии. Эффективные операции также могут высвободить время для повышения квалификации, которая необходима для того, чтобы сотрудники оставались заинтересованными и актуальными в мире, где автоматизация буквально выполняет тяжелую работу.

Могут ли AMR стать частью конвейера?

Flex Ltd., глобальный контрактный производитель стоимостью 24 миллиарда долларов, базирующийся в Сан-Хосе, Калифорния, начал использовать AMR около 10 лет назад и в настоящее время имеет более 300 автономных обработчиков материалов в более чем 100 местах. Их роботы используются в операциях, на заводах, на складах, в логистике, на сервисных базах, в ремонтных и складских помещениях.

«Главным элементом AMR является то, что они помогают нам с безопасностью и эргономикой, а также поддерживают наши операции в Индустрии 4.0, где все взаимосвязано», — сказал Мурад Курва, вице-президент по передовым технологиям производства.

Согласно данным, предоставленным компанией, благодаря использованию AMR компания Flex увеличила производительность примерно на 20 000 часов.

«Автоматизированные мобильные роботы — это больше, чем необходимость для Flex, — сказал Курва. «Мы используем AMR во многих областях для поддержки движения сырья, незавершенного производства, доставки готовой продукции на станцию ​​​​загрузки для отправки и выполнения различных других задач, что высвобождает наши человеческие ресурсы для сосредоточения на более квалифицированных задачах по преобразованию продуктов. и оправдать ожидания наших клиентов».

Однако Flex видит в будущем более широкую роль своих AMR, как в прямом, так и в переносном смысле.

Компания начала рассматривать возможность подключения 5G для AMR и провела некоторые проверки концепции и пилотные проекты.

«5G в качестве замены нынешнего Wi-Fi/LTE обеспечивает более широкий спектр сигнала с частной сетью, позволяя таким приемникам, как AMR, работать непрерывно на большем расстоянии без ослабления сигнала или задержки, что может привести к остановке AMR», — сказал Курва. .

Одна из возможностей для AMR в Flex — стать виртуальной частью сборочной линии, сделав производственный цех более гибким и способным трансформироваться в различные проекты. Компания также изучает возможность использования AMR для соединения транспортных средств между этапами конвейерной линии, где есть памятник (например, печь), который нельзя переместить.

«Вместо линейного потока AMR может забрать деталь, обойти этот памятник и соединиться со следующим этапом, используя транспортное средство наверху AMR», — сказал Курва.

По словам Теобальда, самой большой ошибкой будет неполное использование возможностей AMR.

«Часть волшебства здесь заключается в том, какие первые задачи лучше всего решаются с помощью этой технологии, потому что мы все еще находимся на ранней стадии этой кривой внедрения», — сказал он. «Вы знаете, что правильный выбор первых задач может иметь огромное значение».

Например, возьмем владельца фабрики, который заменяет вилочные погрузчики, которыми раньше управляли люди, на вилочные погрузчики без водителя и продолжает работать как обычно. Они игнорируют тот факт, что беспилотное оборудование имеет целый набор атрибутов — оно не делает перерывов, оно не устает, оно может работать в течение всей смены, его расписание координируется и планируется с помощью ИИ — которые отличаются от и превышают пределы человеческих возможностей.

«Как правило, это неправильный подход, — сказал Теобальд. «Часто стоит переосмыслить свои рабочие процессы».

Изменчивость дает AMR шанс проявить себя

После того, как у рабочих появится AMR, они хотят, чтобы его было легко развернуть.

«Люди очень хорошо понимают свои процессы, — сказал Лоутон. «Им не обязательно разбираться в робототехнике. Поэтому мы разработали технологию, позволяющую людям очень просто определять свое пространство и рабочий процесс».

По его словам, исторически для программирования робота требовалось 300 часов, но AMR Fetch Robotics можно настроить и запустить за день. Программирование AMR обычно означает вождение на заводе. В Fetch Robotics пользователи используют метод перетаскивания для настройки программного обеспечения FetchCore.

«Вы должны иметь возможность очень быстро запустить что-то на объекте, и это должно быть в состоянии приспособиться к обычным вариациям, которые вы видите в типичной среде», — сказал он. «Вот где AMR действительно сияет».

В конце концов, завод может иметь разнородный парк AMR, каждый со своим собственным программным обеспечением для управления парком. Что же сделать, чтобы заставить их работать вместе?

Если некоторые из ваших роботов из Векны, все готово. Это связано с тем, что его программное обеспечение Pivotal не зависит от типа ресурса в сценарии управления задачами. «Это может быть человек, может быть наш робот, может быть робот другого поставщика, может быть часть оборудования с ручным управлением», — сказал Теобальд. «Он может назначать задачи любому из них в зависимости от их возможностей, местоположения и доступности».

Тем временем MassRobotics, Бостон, некоммерческий инновационный центр робототехники и подключенных устройств, соучредителем которого является Теобальд, выпустил стандарт функциональной совместимости MR Interop для отчетности по управлению роботами и парком машин. Также находится в процессе создания следующая версия стандарта, позволяющая назначать задачи роботам. MassRobotics также работает над стандартом совместимости для зарядных устройств.

«Мы надеемся, что в будущем программное обеспечение для управления автопарком от любой компании сможет просто использовать MR Interop и не будет нуждаться в прямой интеграции с этими другими роботами», — сказал он. «MR Interop — это стандарт, упрощающий этот процесс».
Стандарт взаимодействия уже дает результаты. По словам Теобальда, такие компании, как FedEx, заявили, что не собираются покупать роботов, которые не соответствуют стандарту совместимости MassRobotics. По словам Лоутона, FetchCore может управлять разнородной группой AMR от разных поставщиков, но еще не сделала этого.

Что касается Flex, несмотря на то, что он использует сотни роботов от трех поставщиков, ни один из них не работает одновременно на одном объекте, сказал Курва.

Наличие AMR, которые подключаются и работают вместе, помогает не только пользователю. Это также влияет на рост самой отрасли. «Отрасли не масштабируются до тех пор, пока не будут решены вопросы функциональной совместимости, поэтому мы решили взять пример из компьютерной индустрии или индустрии мобильных телефонов», — сказал Теобальд. «Можно поговорить об индустрии видеокассет, о VHS и бета-версии. Это, как правило, очень грязные процессы, которые иногда занимают десятилетия и действительно замедляют внедрение клиентами таких инструментов».

Рост AMR порождает аксессуары, стороннее программное обеспечение

По мере роста использования автономных мобильных роботов растет потребность в программном обеспечении для управления парками AMR от разных поставщиков и в дополнительных аксессуарах для их использования.

Один из производителей AMR, Mobile Industrial Robots (MiR), Оденсе, Дания, специально создал робота с открытой платформой.

«Думайте о нас просто как о базовом роботе с литий-ионной батареей на 48 вольт, и мы позволяем людям строить все, что они хотят, на основе робота», — сказал Мэтт Чарльз, директор по продажам Midwest and Canada. «Вы можете поставить роботизированную руку сверху, и она будет питаться от нашей батареи и сообщать нашему роботу туда и обратно, когда двигаться, когда идти».

По словам Чарльза, роботизированный манипулятор возможен, но тремя верхними модулями тележки для AMR MiR являются конвейерная площадка, система крепления тележки и подъемник для поддонов.

ROEQ (произносится как RO-eek, чье название является сокращенной версией «роботизированного оборудования»), Vissenbjerg, Дания, является ведущим поставщиком аксессуаров MiR. Фактически, компания была создана специально для создания модулей верхней части тележки для AMR МиР, включая тележки, верхние ролики, подъемники и стойки. Соучредители ROEQ Майкл Э. Хансен и Бенни С. Лунд были приглашены в MiR в качестве инженеров-консультантов и увидели возможность, которая привела их к созданию компании.

«Именно здесь они обнаружили пробел на рынке в том смысле, что у них есть отличная технология, отличная платформа для перемещения вещей, но вся экосистема должна быть дополнена правильными инструментами, чтобы иметь возможность собирать, сбрасывать и передавать материалы. », — сказала Шермин Готфредсон, директор по глобальным продажам ROEQ. «И это было недостающим звеном».

Их первым продуктом был TMC 300, стеллаж с верхней тележкой, который все еще находится в производстве. Последними новыми предложениями от ROEQ являются TMS-C500 Ext и S-Cart500Ext, которые предназначены для совместной работы. Новая комбинация модуль/тележка эффективно удваивает полезную нагрузку MiR 250 AMR с 250 кг до 500 кг. Верхний модуль TMS-C500 Ext также позволяет перевозить грузы длиной до 1,2 м без ущерба для безопасности.

Хотя ROEQ до сих пор связывала свой бизнес с роботами MiR, владельцы фабрик могут быть не столь лояльны. Несмотря на то, что производители предоставляют программное обеспечение для управления своими AMR, достижение функциональной совместимости с парком разнородных роботов является более сложной задачей. «Это общая проблема, с которой сталкиваются производители, и существует много стремлений к совместимости и взаимодействию флотов, которые могут смешиваться и работать вместе», — сказал Чарльз. «Это то, над чем мы работаем, и есть другие компании, которые также разрабатывают решения».

Одной из таких компаний является AWS (Amazon Web Services Inc.)

Хотя программное обеспечение одного контроллера AMR можно модифицировать, чтобы оно действовало в качестве диспетчера парка роботов от разных поставщиков, AWS создала AWS IoT RoboRunner, чтобы предоставить инфраструктуру для интеграции мобильных роботов от избранных поставщиков с системами управления работой и создания приложений для управления парком робототехники. . Ранее в этом году RoboRunner находился на стадии предварительной версии в лабораторных условиях, и вскоре ожидалось, что он будет запущен в производственных условиях.

Помимо предоставления инфраструктуры для создания приложений для управления автопарком, AWS IoT RoboRunner предоставляет две программные библиотеки — библиотеку диспетчера задач и библиотеку шлюза автопарка — вместе с примерами приложений, упрощая разработчикам создание приложений для управления робототехникой на базе AWS. Интернет вещей RoboRunner.

Кроме того, AWS IoT RoboRunner устраняет необходимость многочисленных интеграций между различными системами управления роботами и системой управления работой предприятия. Вместо этого все системы интегрируются с AWS IoT RoboRunner, и сервис автоматически подключает все интегрированные системы.

Кроме того, AWS IoT RoboRunner упрощает для разработчиков создание приложений управления с помощью библиотеки разработки диспетчера задач. Эта библиотека также поставляется с образцом приложения для оркестрации задач, которое включает функцию управления общим пространством. Разработчики могут использовать этот образец приложения в качестве отправной точки для ускорения разработки своих приложений.

«Все больше и больше клиентов в сфере производства, логистики и потребительских товаров используют робототехнику и автономные системы в своих операциях, но испытывают трудности с управлением этими системами для организации сложных задач робототехники, таких как сбор и проверка объектов на складах в разных парках или роботов», — сказал Эрик Андерсон, генеральный менеджер, робототехника и автономные системы, AWS. «С помощью AWS IoT RoboRunner мы упрощаем клиентам внедрение, управление и координацию робототехники в своих операциях, а также делаем их автономные системы более интеллектуальными на основе той же технологии, которая используется в центрах логистики и выполнения заказов Amazon».