Zebra Technologies расширяет портфолио автоматизации за счет поглощения Fetch Robotics

Автономные мобильные роботы — это больше, чем автоматизированная перемещение материалов

Zebra Technologies, производитель инструментов для оцифровки и автоматизации рабочих процессов, уже усилила передовых рабочих во многих отраслях своими штрихкодовыми сканерами и портативными мобильными компьютерами. Добавление автономных мобильных роботов (AMR) к своим предложениям через поглощение Fetch Robotics выглядело как хороший следующий шаг.

Когда поглощение закрылось в 2021 году, Zebra, Линкольншир, штат Иллинойс, получила «два в одном», включая и мышцы, и мозги.

На одном конце спектра, она теперь предлагает технологию, способную выполнять тяжелые, грубые задачи силы, такие как подъем, перенос и тяга тяжелых вещей. После программирования Fetch и другие AMR, используемые в производстве, могут действовать самостоятельно, чтобы разгружать грузовики на доках, доставлять материалы на хранение и ставить их на полку, везти компоненты на производственную линию, становиться виртуальной частью этой же линии и даже выносить мусор.

Автономность AMR вызывает сравнения с беспилотными автомобилями, но у этих роботов уже есть стандарты безопасности, чтобы обеспечить их безопасную работу вокруг людей.

На другом конце спектра, AMR могут иметь изощренные программные «мозги», способные применять искусственный интеллект к управлению логистикой. Их приложения могут анализировать работы, которые нужно выполнить, и сопоставлять отдельные задачи с доступными активами для выполнения работы.

«Это именно наш весь фокус, оркестрация», — сказал Даниэль Теобальд, основатель и CIO Vecna Robotics, Уолтем, штат Массачусетс. «Это как быть гроссмейстером в шахматах».

Как получить лучшую пропускную способность на вашем объекте независимо от того, что он динамичен и непредсказуем? Грузовики приезжают поздно, люди не выходят на работу и оборудование ломается. Теобальд сказал, что использование программного обеспечения Pivotal оркестрации Vecna в одиночку удвоило пропускную способность в объекте отгрузки без каких-либо дополнительных ресурсов, когда оно использовалось для помощи в определении лучших назначений в реальном времени.

«Это, вероятно, звучит невероятно, но причина, почему это так хорошо работает, в том, что пропускная способность объекта в конечном счете ограничена в любой момент времени из-за единственного узкого места», — сказал Теобальд. «И люди не хороши в определении [в реальном времени], где это узкое место. Вот во что ИИ хорош — смотреть на систему как целое, учитывая тысячи переменных».

Почему все это важно? Просто сказано, AMR позволяют машинам и людям делать то, что они делают лучше всего.

Машины хороши в поставке мышц, необходимых для выполнения работы. Это не случай с людьми, чьи тела страдают, когда они пытаются делать физические задачи за пределами своих возможностей. С машинами инженерия может быть применена для размещения более тяжелых нагрузок. Когда их батареи сажаются, их можно перезарядить. Если что-то ломается, деталь можно починить или установить новую.

Расширенный интеллект для планирования

Люди, к сожалению, также не хороши в учете всех факторов, влияющих на производительность на заводе, но это то, в чем действительно хоросо ПО с ИИ, работающее на сервере компании или в облаке.

Облачное роботизированное ПО Fetch Robotics, FetchCore, имеет способность не просто оптимизировать роботов или оптимизировать человеческих рабочих, а может оптимизировать их коллективно в высокопродуктивном и эффективном способе, сказал Джим Лотон, вице-президент и генеральный менеджер роботизированной автоматизации в Zebra Technologies/Fetch Robotics.

«Что мы можем сделать в Zebra — это оптимизировать и AMR, и людей», — сказал Лотон. «Так что если мне нужно сделать конкретную вещь, я могу координировать их обоих так, что человек и робот появляются в одно время, в одном месте и делают то, что им нужно сделать. Затем человек направляется к своей следующей задаче, и робот направляется к своей следующей задаче и вы постоянно работаете в гораздо более оптимизированном способе».

Эта эффективность и оптимизация критичны в производстве, где хронический дефицит рабочей силы существовал даже до Great Resignation, начавшейся в 2021 году во время пандемии. Эффективные операции также могут освободить время для переквалификации, которая необходима для поддержания вовлеченности и актуальности рабочих в мире, где автоматизация оставлена буквально делать тяжелую работу.

Могут ли AMR стать частью сборочной линии?

Flex Ltd., глобальный контрактный производитель на 24 миллиарда долларов из Сан-Хосе, штат Калифорния, начал использовать AMR около 10 лет назад и теперь имеет более 300 автономных переместителей материалов в своих более чем 100 локациях. Их роботы используются в операциях, на заводе, на складе, в логистике, сервисных депо, ремонте и хранении материалов.

«Главный элемент AMR — это помощь нам с безопасностью и эргономикой и также поддержка наших операций в Industry 4.0, где вещи соединены», — сказал Мурад Курва, вице-президент по передовым производственным инженерным решениям.

Через использование AMR, Flex реализовал около 20 000 рабочих часов прироста производительности, согласно данным, предоставленным компанией.

«Автоматизированные мобильные роботы — это больше, чем необходимость для Flex», — сказал Курва. «Мы используем AMR во многих областях для поддержки движения сырья, незавершенного производства, привоза готовой продукции на погрузочную станцию для отгрузки и различных других обязанностей, которые освобождают наш человеческий потенциал для фокусировки на более квалифицированных задачах в трансформации продуктов и выполнении ожиданий наших клиентов».

Flex видит более широкую роль для своих AMR в будущем, однако, как буквально, так и образно.

Компания начала рассматривать 5G-соединение для AMR и провела некоторые proof-of-concept работы и пилоты.

«5G как замена текущего Wi-Fi/LTE обеспечивает более широкий спектр сигнала с частной сетью, позволяя приемникам вроде AMR работать непрерывно на большей дистанции без затухания сигнала или задержки, которые могут вызывать остановку AMR», — сказал Курва.

Одна возможность для AMR в Flex — стать виртуальной частью сборочной линии, делая производственный пол более гибким и способным конвертироваться в разные проекты. Компания также исследует использование AMR для соединения конвейеров между шагами движущейся линии, где есть монумент (например, печь), который нельзя двигать.

«Вместо линейного потока, AMR может подобрать деталь и обойти этот монумент и соединиться со следующим шагом, используя конвейер на вершине AMR», — сказал Курва.

Самая большая ошибка — не полностью использовать возможности AMR, сказал Теобальд.

«Часть магии здесь — в том, какие именно первые задачи лучше всего решаются этой технологией, потому что мы все еще рано на кривой принятия», — сказал он. «Выбор правильных первых задач может сделать огромную разницу».

Например, рассмотрите владельца завода, который заменяет вилочные погрузчики, которыми управляли люди, на беспилотные вилочные погрузчики и продолжает бизнес как обычно. Они игнорируют факт, что беспилотное оборудование имеет целый набор атрибутов — оно не делает перерывов, не устает, может работать целые смены, его расписание координируется и планируется с ИИ — которые отличаются от и превышают пределы человеческих рабочих.

«Обычно это не правильный подход», — сказал Теобальд. «Часто выгодно передумать ваши рабочие процессы».

Вариабельность дает AMR шанс сиять

Как только у человеческих рабочих есть AMR, они хотят, чтобы его было легко развернуть.

«Люди понимают свои процессы действительно хорошо», — сказал Лотон. «Им не обязательно понимать робототехнику. Поэтому мы разработали технологию для людей, чтобы очень просто определить их пространство, их рабочий процесс».

Исторически для программирования робота требовалось 300 часов, но AMR Fetch Robotics может быть запущен и работать за день, сказал он. Программирование AMR обычно означает езду по заводу. С Fetch Robotics пользователи используют метод drag-and-drop для настройки ПО FetchCore.

«Вам нужно иметь возможность запустить что-то на объекте действительно быстро и оно должно уметь вмещать нормальные вариабельности, которые вы видите в типичной среде», — сказал он. «Это там, где AMR действительно сияет».

В конечном счете, на заводе может быть гетерогенный флот AMR, все со своим ПО управления флотом. Что делать тогда, чтобы заставить их работать вместе?

Если некоторые ваши роботы от Vecna, вы в порядке. Потому что их ПО Pivotal агностично к типу ресурса в сценарии управления задачами. «Может быть человек, может быть наш робот, может быть робот от другого вендора, может быть кусок вручную управляемого оборудования», — сказал Теобальд. «У него есть способность назначать задачи любому из тех, основываясь на их возможностях, местоположении и доступности».

Пока же MassRobotics, Бостон, некоммерческий инновационный хаб для робототехники и подключенных устройств, который Теобальд соосновал, выпустил стандарт интероперабельности MR Interop для отчетности робот-к-флот-менеджмент. Он также в процессе создания следующей версии стандарта для разрешения назначения задач роботам. MassRobotics работает над стандартом интероперабельности для зарядных устройств тоже.

«Мы надеемся, что в будущем ПО управления флотом от любой компании сможет просто использовать MR Interop и не нужно будет интегрироваться напрямую с теми другими роботами», — сказал он. «MR Interop — это стандарт, который делает этот процесс легче». Стандарт интероперабельности уже имеет эффект. Компании вроде FedEx сказали, что они не будут покупать роботов, не соответствующих стандарту интероперабельности MassRobotics, сказал Теобальд. FetchCore имеет способность управлять флотом гетерогенной группы AMR от разных вендоров, но еще не делал этого, сказал Лотон.

Что касается Flex, даже если оно использует сотни роботов от трех вендоров, ни один из них не смешивается в том же объекте, сказал Курва.

Наличие AMR, которые plug-and-play вместе, помогает не только пользователю. Это также влияет на рост самой отрасли. «Отрасли не масштабируются, пока эта интероперабельность не разобрана, поэтому мы решили взять страницу из компьютерной отрасли или отрасли мобильных телефонов», — сказал Теобальд. «Можно говорить об отрасли видеолент, вся эта VHS против бета вещь. Это склонно быть очень грязными процессами, которые иногда занимают десятилетия и действительно замедляют принятие клиентами таких типов инструментов».

Рост AMR порождает аксессуары, стороннее ПО

По мере роста использования автономных мобильных роботов растет и потребность в ПО для управления флотами AMR от разных вендоров и аксессуарах верхней части тележки для использования с ними.

Один производитель AMR, Mobile Industrial Robots (MiR), Оденсе, Дания, намеренно создал робота с открытой платформой.

«Думайте о нас как просто базовый робот с 48-вольтовой литий-ионной батареей, и мы позволяем людям строить что угодно на вершине робота», — сказал Мэтт Чарльз, директор по продажам, Средний Запад и Канада. «Вы можете поставить роботизированную руку на вершину, и она будет питаться от нашей батареи и общаться туда-обратно с нашим роботом, когда двигаться, когда идти».

Хотя роботизированная рука возможна, топ-три модуля верхней части тележки для AMR MiR — это конвейерная палуба, система закрепления для прикрепления тележек и подъемник для паллет, сказал Чарльз.

ROEQ (произносится RO-eek, и чье имя является сокращенной версией «robotic equipment»), Виссенбьерг, Дания, является ведущим поставщиком аксессуаров верхней части тележки для MiR. Фактически, компания была создана специально для построения модулей верхней части тележки для AMR MiR, включая тележки, верхние ролики, подъемники и стойки. Сооснователи ROEQ Майкл Е. Хансен и Бенни С. Лунд были вызваны к MiR в их предыдущей роли консалтинговых инженеров и увидели возможность, которая привела их к созданию компании.

«Вот где они открыли пробел на рынке в том смысле, что у них есть отличная технология, отличная платформа для перемещения вещей, но вся экосистема должна быть завершена правильными инструментами для возможности подбирать, сбрасывать и перемещать материалы», — сказал Шермайн Готфредсон, глобальный директор по продажам в ROEQ. «И это был недостающий звено».

Их первым продуктом был TMC 300, стойка верхней части тележки, которая все еще в производстве. Последними новыми предложениями от ROEQ являются TMS-C500 Ext и S-Cart500Ext, которые разработаны для работы вместе. Новая комбинация модуль/тележка эффективно удваивает полезную нагрузку AMR MiR 250 от 250 кг до 500 кг. Верхний модуль TMS-C500 Ext также позволяет транспортировку нагрузок до 1,2 м в длину без компромисса безопасности.

Пока ROEQ до сих пор выстроил свой бизнес с роботами MiR, владельцы заводов могут быть не так верны. Даже когда производители предоставляют ПО для управления своими AMR, достижение интероперабельности с флотом гетерогенных роботов более сложно. «Это общая проблема, которую имеют производители, и есть большой толчок к интероперабельности и интерфлотам, которые могут смешиваться и работать вместе», — сказал Чарльз. «Это то, к чему мы работаем, и есть другие компании, которые разрабатывают решения тоже».

Одна из таких компаний — AWS (Amazon Web Services Inc.)

Хотя возможно модифицировать контроллерное ПО одного AMR, чтобы действовать как менеджер флота для роботов от разных вендоров, AWS создал AWS IoT RoboRunner для предоставления инфраструктуры для интеграции мобильных роботов от избранных вендоров с системами управления работой и построения приложений управления флотом робототехники. Ранее в этом году RoboRunner был в превью в лабораторной настройке и ожидался к выходу вскоре после в производственные настройки.

Помимо предоставления инфраструктуры для построения приложений управления флотом, AWS IoT RoboRunner предоставляет две программные библиотеки — библиотеку менеджера задач и библиотеку шлюза флота — вместе с примерами приложений, делая легче для разработчиков строить свои приложения управления робототехникой поверх AWS IoT RoboRunner.

Кроме того, AWS IoT RoboRunner устраняет необходимость множественных интеграций среди разных систем управления роботами и системы управления работой завода. Вместо этого все системы интегрируются с AWS IoT RoboRunner, и сервис автоматически соединяет все интегрированные системы.

Также AWS IoT RoboRunner делает легче для разработчиков строить приложения управления с библиотекой разработки менеджера задач. Эта библиотека также идет с примером приложения оркестрации задач, включающим функцию управления общим пространством. Разработчики могут использовать это примерное приложение как отправную точку для ускорения разработки своего приложения.

«Все больше клиентов в производстве, логистике и потребительских товарах используют робототехнику и автономные системы в своих операциях, но борются с управлением этими системами для оркестрации сложных робототехнических задач вроде подбора объектов и инспекции на складах по флотам или роботам», — сказал Эрик Андерсон, генеральный менеджер, робототехника и автономные системы, AWS. «С AWS IoT RoboRunner мы делаем легче для клиентов включение, управление и оркестрацию робототехники в их операциях и сделать их автономные системы умнее, на основе той же технологии, используемой по всей логистике и центрам выполнения заказов Amazon».