Jak efektywnie zautomatyzować transport wewnętrzny w branży automotive?

Case study z wdrożenia samonawigującego robota od Crusar.

Sektor motoryzacyjny to dziś jedna z najszybciej rozwijających się gałęzi polskiej gospodarki. Charakteryzuje się wysoką automatyzacją procesów produkcji. Przedstawiciele sektora automotive nieustannie poszukują rozwiązań mogących jeszcze bardziej zwiększyć efektywność wykorzystywanych w produkcji systemów. Jedno z takich rozwiązań przedstawiliśmy naszemu klientowi. Wyzwaniem, przed jakim stanęliśmy, było zaprojektowanie narzędzi umożliwiających pełne zautomatyzowanie transportu wewnętrznego.

W celu pełnego zautomatyzowania transportu wewnątrz hal produkcyjnych zaprojektowaliśmy dwa elementy, które samodzielnie obsługiwały nie tylko sam przewóz, ale i odbieranie i podawanie towarów. W tym celu zastosowaliśmy samonawigującego robota z funkcją podnośnika oraz dostosowany do niego regał, zaprojektowany w sposób umożliwiający odbiór i wydawanie ładunków.

Jak działa samonawigujący robot?

Robot samodzielnie transportuje ładunek w dowolne miejsce w magazynie lub na hali fabrycznej – wystarczy wskazać konkretny punkt z poziomu aplikacji, a robot sam wyznaczy efektywną trasę i omijając napotkane przeszkody lub ludzi – bezkolizyjnie dotrze do punktu docelowego, bez pomocy operatora.

System zaprojektowany jest w taki sposób, aby jego wdrożenie wymagało jak najmniejszej ingerencji w gotowe przestrzenie fabryczne klienta, nie musimy przekształcać napotkanej struktury budynku, ani montować dodatkowych pętli indukcyjnych – system jest w pełni autonomiczny, a przez to wysoce uniwersalny.

Przygotowanie do wdrożenia autonomicznego rozwiązania AGV

Przed rozpoczęciem prac nad potencjalnymi rozwiązaniami automatyzującymi transport wewnętrzny, sprecyzowaliśmy założenia, które zdecydowały o szczegółach zaprojektowanego systemu, w tym:

• standard palet, na których transportowany jest towar,
• waga transportowanych materiałów,
• wydajność – osiem godzin nieprzerwanej pracy w środowisku produkcyjnym,
• możliwa konserwacja oraz samodzielne programowanie ścieżek nawigacyjnych przez użytkownika,
• modyfikacja i kompatybilność podajników rolkowych z obecną wersją.

Określenie ryzyk i analiza możliwych błędów.

W przypadku tak złożonych procesów produkcji, jakie spotykamy w branży automotive, oraz wysokich wymagań w zakresie wydajności i niezawodności wdrażanych rozwiązań, niezwykle ważną kwestią jest zapewnienie właściwego poziomu serwisu.

W tym celu przeprowadziliśmy analizę rodzajów i skutków ewentualnych problemów z jakimi możemy się zetknąć na etapie wdrażania systemu oraz podczas jego późniejszego użytkowania.

W wyniku analizy wyodrębniliśmy błędy, które zaproponowany przez nas system powinien w możliwie jak największym stopniu eliminować:

• przerwanie zadania z koniecznością ingerencji operatora,
• niewykonanie lub pominięcie zadania transportowego,
• zbyt długi czas realizacji.

Spowolnienie bądź zatrzymanie produkcji to największe problemy jakie mogą wystąpić w przypadku zastosowania automatycznego cyklu transportu, czy transportu ładunku na AGV.

W ramach analizy opracowaliśmy szczegółowy zestaw problemów wraz z możliwymi scenariuszami zmniejszającymi ryzyka ich wystąpienia:

Zastosowane rozwiązania.

W ramach realizowanego projektu wykonaliśmy szereg cykli, które uwzględniały projektowanie, wdrożenie i testy zastosowanych rozwiązań. W wyniku późniejszej analizy mogliśmy je dodatkowo optymalizować, uzyskując ostatecznie mechanizm jak najbardziej efektywny w działaniu.

Uwzględniając wszelkie potrzeby klienta, wymagania procesów oraz zasady panujące w zakładzie zastosowaliśmy następujące rozwiązania:

1. Zaplanowanie trasy wózka AGV oraz wyznaczenie stref w jakich powinien poruszać się robot.
2. Wyznaczenie zasad ruchu dla robota, w tym:

a. maksymalnej dozwolonej prędkością w korytarzu o szerokości powyżej 1700mm,

b. zmniejszenie prędkości do 0.3 m/s w przypadku zlokalizowania przeszkody (w odległości 500mm) bądź przejścia dla pieszych,

c. przestrzeganie znaku STOP znajdującego się przed skrzyżowaniem.

d. wyznaczania stref specjalnych, w której robot emituje dźwięk oraz zwalnia do prędkości 0,3 m/s, jeśli zlokalizuje przeszkodę w odległości 500 mm od siebie.

3. Przerobienie podajnika rolkowego – jako element konieczny ze względu na automatyzację rozwiązania. Obecnie robot wjeżdża pod regał pobierając lub odkładając materiał, co ma znaczący wpływ na optymalizację ruchu komunikacyjnego na hali, ponieważ drogi transportowe nie są blokowane podczas dokowania. Zaproponowany podajnik ma wymiary zgodne z wymiarami regałów dostępnych w firmie klienta, co sprawiło, że zmiana layoutu nie była wymagana.

Efekty zastosowania AGV

Efekty wdrożenia automatycznego robota transportowego zweryfikowaliśmy wykonując trzytygodniowe testy, w ramach których porównaliśmy efektywność AGV oraz małego pociągu logistycznego. Dane prezentujemy poniżej.

Policzyliśmy również, że efektywność po zniwelowaniu przeszkód i optymalizacji trasy wyniesie 70% dla AGV oraz 80% dla pociągu, a docelowa ilość  wyniesie wówczas 187 pętli dla AGV i 178 pętli dla małego pociągu.

Przy takich wynikach zwrot z inwestycji nastąpi już w 14 miesiącu użytkowania AGV, co sprawia, że jest to atrakcyjne rozwiązanie dla wszystkich przedstawicieli branży motoryzacyjnej myślących o wdrożeniu inteligentnych i efektywnych rozwiązań automatycznych w swoich procesach produkcyjnych.

Chcesz wiedzieć więcej na temat autonomicznych wózków AGV   szczegółowe informacje pod tym linkiem

https://blog.crusar.eu/2018/01/02/industry-4-0-potrzebuje-niekonwencjonalnych-rozwiazan-dlatego-powstal-system-versabox-powered-by-crusar/