Ведущий путь: инновационные достижения в автономных управляемых транспортных средствах (AGV)

Конрад Лоренц получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1973 г. за эксперименты с поведением животных. Лоренц открыл принцип импринтинга — связи новорожденного с заботой. Механизм, где аудиальный или визуальный стимул заставляет молодых следовать за родителями. В промышленности AGV используют экологические стимулы для следования за маршрутом.

Джонатан Уилкинс, маркетинг-директор поставщика устаревшей промышленной техники EU Automation, обсуждает, как AGV эволюционировали от простых грузчиков к интеллектуальным автономным роботам.

Автоматические управляемые транспортные средства (AGV) — мобильные роботы, следующие за маркерами или сигналами при навигации. Первый AGV в 1950-х от Barrett Electronics делал простую буксировку, позиция по проводу в полу. С 1950-х рынок быстро рос, AGV используются во многих секторах.

Зачем AGV?

Преимущественно для материальной логистики: своевременная доставка деталей на линию, круглосуточный транзит. С зажимным механизмом, позиционирующими приспособлениями и насадками — ряд функций.

В зависимости от применения, AGV работают изолированно или в флотах — масштабируемость по нуждам. Могут быть оснащены сенсорами для прослеживаемости: мониторинг позиции каждого авто, отслеживание материалов. Подбор, транзит, доставка — таймстампы для улучшения трекинга. Интеграция в ERP или MRP.

Разные методы навигации. Менеджер завода может выбрать простую систему как ранние AGV или продвинутые методы.

Навигация

Ранние AGV велись проводным методом: провод в щели пола передает радиосигнал, детектируемый сенсором AGV. AGV следует за проводом. Техника все еще используется, но есть альтернативы.

Некоторые AGV используют магнитную или цветную управляющую ленту. Сенсоры детектируют ленту для наведения. Лента используется и в лазерной таргет-навигации: рефлекторная лента на стенах, столбах, станках — AGV считает расстояние лазерным передатчиком/приемником. Преимущество над проводом: легче менять маршрут — перемещение ленты проще.

В инерциальной навигации референс-точки в полу по x,y координатам. AGV использует сенсор, гироскоп, энкодер колеса для определения локации. Изменения путем — изменением референс-точек, гибче. Но изменения инфраструктуры все еще нужны, авто не может планировать маршрут независимо.

Следующий шаг — open path navigation: авто движется независимо от точки к точке, из управляемого в самоуправляемое.

От управляемых к самоуправляемым

Традиционные AGV выполняют заданные предпрограммированные движения. Сложно менять маршрут после установки инфраструктуры. Недавно появились более гибкие и интеллектуальные авто, способные решать в новых ситуациях.

Новая порода преодолевает ключевую проблему AGV — встречу с неожиданным. В меняющейся среде самоуправляемое авто лучше. Оно работает независимо от водителя или фиксированного предпрограммированного ввода, напрямую контролирующего руль, газ, тормоз. Лазерная перцепция и навигационные алгоритмы для динамической навигации по заводу.

On-board ПЛК интегрируется для снижения ошибок и принятия решений. Подключение к центральной системе управления позволяет анализировать надежность и эффективность маршрутов и адаптировать их. Авто может использовать машинное обучение для эффективности в новых ситуациях.

Самоуправляемые авто с on-board компьютером и большим числом сенсоров решают сложные задачи, включая принятие решений. Независимые интеллектуальные методы навигации могут означать, что менеджеру завода не нужно менять среду или инфраструктуру. Один такой метод — natural feature guidance: авто записывает и хранит образы, считает позицию относительно существующих фич.

Пример автономного AGV — OTTO от Clearpath Robotics: самовоодится, перемещает до 3300 фунтов на 4,5 миль/ч. OTTO адаптирует лучший маршрут, избегая коллизий.

Авто могут использовать vision-based guidance — камеры как глаза. Бонус: менеджер получает 3D виртуальный вид среды оборудования. Если AGV встречает неплановое — оператор легко находит объяснение и корректирует.

По мере модернизации заводов и строительства новых, передовые AGV станут ядром умной фабрики. С улучшением сенсорных технологий и растущей автономией AGV становятся умнее и динамичнее — от управляемых по заданному пути к автономным независимым decision makers — как животные Лоренца по мере взросления.