Automatizace dopravy je samozřejmou součástí moderních průmyslových provozů. V celosvětovém měřítku se začala uplatňovat v osmdesátých letech minulého století, Česko si na svůj boom počkalo až na přelom tisíciletí. V této době se prosadily automatizované vozíky a přepravníky - AGV. Změny potřeb firem i technologický vývoj přinášejí autonomní roboty – AMR. Vedle označení robot je rozdílů mnohem více.
Automatizované vozíky AGV byly určeny pro manipulaci s materiálem a zbožím v průmyslových areálech. Úroveň automatizace v době vývoje umožňovala vozíky vybavit technologií pro sledování dráhy na základě magnetických, indukčních nebo mechanických linií. Každý vozík tak měl nastavenu svoji trasu a případné zastávky byly řešeny statickými branami, které zastavovaly a vypouštěly vozíky na trať. Jakákoli kolize, například náraz do špatně uložené krabice, znamená pro automatizovaný vozík stop a čekání na obsluhu, která problém vyřeší a vozík pustí dál.
Mobilní roboty AMR od automatizovaných vozíků odlišuje zejména schopnost pohybovat se bez předchozího vytýčení tras. Stačí znát aktuální pozici a cílový bod a robot si podle zadaných kritérií najde trasu sám. Tuto schopnost samozřejmé podporuje senzorika, poskytující stroji přehled o tom, co se děje okolo a také komunikace, neustále kontrolující virtuální mapu prostoru. AMR tak má, na rozdíl od AGV schopnost vyhýbat se překážkám.
Rozdílná inteligence obou systémů ovlivňuje také aplikační možnosti. Zatímco jednodušší automaty pracují jako vláček na stálé trati, roboty lze nastavit pro více činností, vybavit nástavbami… úspěšným příkladem z minulých let jsou autonomní roboty pro dezinfekci prostor, které bylo možné bez dlouhého školení vypustit do hotelů, nemocnic i průmyslových hal, kde zajistily dezinfekci vzduchu a povrchů. Není proto překvapením, že roboty mohou zajistit daleko více činností, včetně plnění nádob, sledování stavu zásob, třídění nebo recyklace položek.
Fyzická trasa pro AGV
Popsané rozdíly vykreslují AGV jako důlní vozíky z 19. století a chválí roboty. I automatizované vozíky lze vybavit senzorikou a inteligencí pro různé úkony, kategorickým rozdílem zůstává autonomie pohybu. Dokud vozidlo využívá fyzicky vystavěnou trasu, je to pouze AGV, v okamžiku, kdy se od těchto vodítek odpoutá, je to AMR.
Fyzická trasa v podobě magnetických vodítek, signálních vodičů v podlaze, nebo barevných čar zjednodušuje konstrukci vozidel a snižuje jejich cenu, na druhé straně přináší řadu omezení. V provozu musí být perfektní pořádek, protože špatně odložená krabice, kus fólie nebo materiálu znamená zablokování provozu, stejně jako páska odtržená z podlahy omylem při posunutí palety. Jakákoli změna vyžaduje přeznačení těchto tras nejen pro vozíky, ale také pro personál. Celá technologie AGV je obecně vytvořena pro bezkolizní provoz. Předpokládá se, že jedoucím vozíkům se nic nepřiplete do cesty. To přináší i prostorové limity. Návrh tras musí být plánován v souladu s pohybem osob a dalších řízených přepravníků. Potřeba poskládat tyto koridory násobí podlahovou plochu, potřebnou pro průmyslový provoz. Zajištění bezpečnosti osob navíc často vyžaduje instalaci fyzických zábran či optických závor, které detekují vniknutí do zóny pro AGV.
Čtení mapy AMR
Robotické AMR tyto nároky od základu mění. Nejsou závislé na fyzických trasách, vystačí si s obrazem a mapovým podkladem. V případě nejasností se zeptají řídícího počítače v síti. Důležitější je, že senzorika je koncipována pro současný pohyb osob a AMR v jednom prostoru. U bezobslužných dopravníků je systém bezkolizní, robot má tendenci se lidem vyhýbat nebo počkat až přejdou. Jiná podkategorie AMR při dotyku zastaví a počká na zadání úkolu obsluhou.
Zatímco pro AGV je důležitá čára na podlaze, efektivní provoz AMR vyžaduje perfektní mapový podklad. Ani výrobce, ani provozovatel netouží po tom, aby robot jezdil po celé továrně a metodou pokus-omyl hledal správný regál. Mapa vymezuje koridory pro pohyb, stejně jako navigace v autě dokáže nabídnout alternativní trasy podle parametrů přepravy a ošetřuje i rychlostní limity.
Vytvoření této mapy není tak složité, jak by se mohlo zdát. Naskenování celého prostoru zajistí autonomní mobilní robot s potřebným vybavením a inženýrský tým data pouze zkoriguje na základě požadavků. Do tohoto procesu dnes vstupuje také strojové učení, které neovlivní pouze jednoho robota, ale nové dovednosti předá všem strojům v dané sítí.
Ekonomika
Průmysl i logistika se dnes připravují na těžké časy, způsobené zpomalením dodavatelského řetězce, změnou energetického mixu i potřeb kupujících. Klíčem pro přežití bude schopnost přizpůsobit se, flexibilita AMR bude tedy výhodou. Ekonomický pohled je vždy určující. Jednodušší, ale méně flexibilní AGV nebo chytré AMR za vyšší cenu? U jednoduché přepravní linky s pevnou konfigurací a předpokládanou dlouhou provozní dobou v řádu několik let je AGV dobrou volbou i s ohledem na energetické nároky. V dnešní době už i průmysl začíná počítat poměr kW/kg/m, tedy kolik stojí přeprava kilogramu materiálu na každý metr. Ve chvíli, kdy lze očekávat časté změny, potřebu flexibility a interakce s obsluhou, je lépe hledat v segmentu AMR. I když pořízení bude dražší, výrazně klesnou provozní výdaje a nutné odstávky, takže poměr TCO bude nakonec lepší.
Robotika a její ekonomika budou hlavním tématem veletrhu Automatica, který proběhne 21.-24. června 2022 v Mnichově. Segment dopravních robotů bude zastoupen řadou výrobců včetně Doosan Robotics, Universal Robots, Fanuc, Omron, ABB nebo Kuka.
https://automatica-munich.com/en/
https://www.zebra.com/gb/en/blog.html
