Wyobraź sobie linię montażową pracującą na pełnych obrotach. Na stanowisku roboczym pozostało już tylko jedno pudełko śrub. W magazynie jest ich pod dostatkiem, ale jeśli nikt nie zauważy tego niedoboru, nie zgłosi zapotrzebowania na dodatkowe części, nie przygotuje zamówienia i nie dostarczy go na czas, linia i tak może się zatrzymać w oczekiwaniu na materiały.
Autonomiczne roboty mobilne (AMR) mogą pomóc zakładom przemysłowym w obsłudze tych powtarzalnych zadań związanych z transportem materiałów. Potrafią one samodzielnie przemieszczać się między magazynami a liniami produkcyjnymi, jednak prawdziwa zautomatyzowana dostawa to znacznie więcej niż tylko przenoszenie towarów z jednego miejsca do drugiego.
Przeanalizujmy prosty przykład, aby zobaczyć, jak przebiega ten proces.
1. W jaki sposób pojazdy AMR dostarczają materiały z magazynu na linię produkcyjną? Proces składający się z 7 etapów
Załóżmy, że linia montażowa A potrzebuje dwóch pudełek śrub. Magazyn posiada te części w zapasie, a wyznaczone stacje odbioru i dostawy dla pojazdów AMR są już gotowe. Oto, jak mogłaby wyglądać typowa dostawa. Jest to przykład ilustrujący, a nie rzeczywisty projekt realizowany dla klienta.
Krok 1: Linia produkcyjna zgłasza zapotrzebowanie na uzupełnienie zapasów
Gdy na stanowisku pracy zaczyna brakować części, pracownik może nacisnąć przycisk uzupełnienia zapasów. Alternatywnie, zlecenie może zostać wygenerowane automatycznie przez cyfrowy system kanban, oprogramowanie do zarządzania produkcją lub na podstawie progu poziomu zapasów.
We wniosku należy podać jakie materiały są potrzebne, ile ich potrzeba, gdzie należy je dostarczyć i kiedy są potrzebne. Na przykład: “Dostarcz dwa pudełka śrub do stanowiska roboczego nr 2 na linii montażowej A”.”
Niektóre zakłady stosują również dostawy materiałów realizowane zgodnie z harmonogramem w regularnych odstępach czasu. Wybór najlepszego rozwiązania zależy od tego, na ile cykliczny jest cykl produkcyjny.
Krok 2: Magazyn sprawdza stan zapasów i przygotowuje materiały
Po otrzymaniu zlecenia system magazynowy lub personel sprawdza dostępność towaru i przenosi odpowiednie materiały do wyznaczonego punktu odbioru. W magazynie obsługiwanym ręcznie pracownik może zeskanować pozycje lub oznaczyć zamówienie jako gotowe. W magazynie zautomatyzowanym przenośnik może przetransportować pudełka do stacji przekazania.
To, że pojazd AMR dotarł do punktu odbioru, nie oznacza, że ładunek jest gotowy. Bez wyraźnego potwierdzenia, że “materiały są gotowe”, robot mógłby wykonać niepotrzebny przejazd lub zajmować miejsce odbioru w trakcie oczekiwania.
Krok 3: System zarządzania flotą przypisuje urządzenie AMR
W fabrykach, w których pracuje wiele robotów, zadania związane z dostawami koordynuje zazwyczaj system zarządzania flotą. Sprawdza on, które pojazdy AMR są dostępne, w jakiej odległości od magazynu się znajdują, jaki jest poziom naładowania ich akumulatorów oraz czy są w stanie przewieźć żądany ładunek.
Jeśli kilka linii produkcyjnych potrzebuje materiałów w tym samym czasie, system ustala również priorytety zadań i koordynuje ruchy robotów, aby zapobiec zatorom w wąskich korytarzach.
Pomyśl o systemie zarządzania flotą jako o dyspozytor oraz roboty AMR jako pojazdy dostawcze wykonywanie powierzonych mu zadań.
Krok 4: Pojazd AMR udaje się do magazynu i odbiera ładunek
Po otrzymaniu zlecenia robot AMR kieruje się zgodnie z fabryczną mapą do punktu odbioru i ustawia się w wyznaczonym miejscu. Sposób załadunku materiałów zależy od konstrukcji robota oraz wyposażenia zainstalowanego w punkcie odbioru.
Na przykład robot AMR typu podnośnikowego może podnieść kompatybilny regał z materiałami, robot AMR z przenośnikiem górnym może przenosić pudełka na odpowiedni przenośnik lub z niego, a robot AMR typu tugger może ciągnąć wózek z materiałami. Jeśli w zakładzie nie ma zautomatyzowanego sprzętu do załadunku, pracownicy mogą nadal być zmuszeni do ręcznego załadunku materiałów.
Innymi słowy, Nawigacja autonomiczna i automatyczny załadunek to dwie różne funkcje.
Krok 5: Urządzenie AMR kieruje się na linię produkcyjną
Po potwierdzeniu ładunku robot AMR kieruje się w stronę linii montażowej A. Może wykorzystywać czujniki LiDAR, kamery i inne czujniki do wykrywania otoczenia, jednocześnie odwołując się do wcześniej utworzonej mapy w celu określenia swojej pozycji.
Jeśli na trasie pojawi się osoba lub wózek widłowy, robot zazwyczaj zwalnia lub zatrzymuje się zgodnie z ustawieniami bezpieczeństwa. Niektóre systemy potrafią wybrać trasę alternatywną, o ile pozwalają na to mapa, dostępna przestrzeń i zasady ruchu. Nie oznacza to jednak, że robot AMR jest w stanie ominąć każdą przeszkodę w każdym otoczeniu.
W przypadku fabryki, bezpieczna, niezawodna i terminowa dostawa ma większe znaczenie niż maksymalna prędkość robota podana w reklamie.
Krok 6: Linia produkcyjna odbiera dostawę i potwierdza jej otrzymanie
Gdy robot AMR dotrze do stanowiska roboczego nr 2 na linii montażowej A, musi najpierw sprawdzić, czy miejsce rozładunku jest wolne. Dopiero wtedy można rozładować pudełka lub regał.
W przypadku zautomatyzowanego przekazywania ładunku robot i urządzenia przyliniowe zazwyczaj wymieniają między sobą sygnały, takie jak “zezwolenie na rozładunek” i “rozładunek zakończony”. Jeśli operator odbiera materiały ręcznie, może zeskanować ładunek lub potwierdzić jego odbiór w systemie.
Łatwo przeoczyć jedną ważną rzecz: “AMR dostarczono” to nie to samo, co “otrzymano właściwe materiały”.” W ramach kompletnego procesu dostawy należy zweryfikować przekazanie towaru i odnotować wynik tej weryfikacji.
Krok 7: Urządzenie AMR zwraca puste pojemniki lub rozpoczyna kolejne zadanie
Po dostarczeniu ładunku robot AMR może powrócić do magazynu, obsłużyć kolejne stanowisko robocze lub udać się do stacji ładowania, jeśli poziom naładowania akumulatora jest niski. Jeśli na linii produkcyjnej znajdują się puste pojemniki do zwrotu, przebieg pracy można również zaplanować tak, aby podczas powrotnej podróży robot dostarczał pełne pudełka i odbierał puste.
W ten sposób kończy się cały cykl dostawy materiałów od magazynu do linii produkcyjnej.
7-etapowy proces realizacji AMR w skrócie:
Zlecenie uzupełnienia zapasów → Przygotowanie w magazynie → Przydzielenie pojazdu AMR → Odbiór → Transport autonomiczny → Potwierdzenie dostawy → Zwrot pustych pojemników lub kolejne zadanie.
2. Skąd robot AMR wie, kiedy dostarczyć materiały, i kto kontroluje ten proces?
Być może zastanawiasz się, czy robot potrafi samodzielnie rozpoznać, na której linii produkcyjnej zaczyna brakować części. Zazwyczaj nie jest to możliwe. AMR realizuje zadanie transportowe; zasady uzupełniania zapasów oraz powiązane systemy określają, co i kiedy należy dostarczyć.
Trzy popularne sposoby uruchamiania uzupełniania zapasów materiałów
1. Dostawa w terminie
Materiały dostarczane są w stałych odstępach czasu, co może sprawdzić się w przypadku linii produkcyjnych o stałym zużyciu.
2. Uzupełnianie zapasów na żądanie
Pracownik naciska przycisk lub system cyfrowego kanban wysyła żądanie, co sprawia, że rozwiązanie to sprawdza się w sytuacjach, gdy zamówienia i zużycie materiałów ulegają częstym zmianom.
3. Uzupełnianie zapasów na podstawie stanu magazynowego
Zlecenie dostawy jest tworzone, gdy stan zapasów na stanowisku roboczym spadnie do ustalonego poziomu, co pozostawia czas na przygotowanie i transport.
WMS, MES i zarządzanie flotą – proste wyjaśnienie
Nie musisz zapamiętywać wszystkich skrótów związanych z oprogramowaniem, aby zrozumieć, jak działa zautomatyzowana dostawa z magazynu na linię produkcyjną. Każdy system pełni inną funkcję:
| System lub sprzęt | Prostym językiem | Rola w dostawie materiałów |
|---|---|---|
| MES (system realizacji produkcji) | Śledzi, jakie czynności należy wykonać na linii produkcyjnej. | Dostarcza informacje o zapotrzebowaniu produkcyjnym lub sygnały dotyczące uzupełniania zapasów na stanowiskach roboczych. |
| WMS (system zarządzania magazynem) | Śledzi, co znajduje się w magazynie i gdzie jest przechowywane. | Sprawdza stan magazynowy, pomaga w przygotowywaniu zamówień oraz aktualizuje odpowiednie informacje o zapasach. |
| System zarządzania flotą AMR | Wysyła roboty i koordynuje ich ruchy. | Przydziela zadania odpowiednim robotom AMR oraz zarządza zleceniami dostawczymi i ruchem robotów. |
| Roboty mobilne (AMR) i sprzęt na miejscu | Wykonaj pracę fizyczną. | Obsługa odbioru, transportu, dokowania, rozładunku oraz przekazywania informacji o statusie. |
Nie każda fabryka musi wdrażać wszystkie te systemy naraz. W mniejszym zakładzie o prostym przebiegu pracy do uruchomienia zadania dostawczego może wystarczyć przycisk lub sygnał z urządzenia w połączeniu z oprogramowaniem do zarządzania flotą AMR.
Niezależnie od konfiguracji system musi udzielić odpowiedzi na cztery podstawowe pytania: Co należy dostarczyć? Gdzie należy to odebrać? Dokąd ma to trafić? W jaki sposób zostanie potwierdzona pomyślna dostawa?
3. Czy roboty AMR mogą automatycznie załadowywać i rozładowywać materiały?
Jest to jedno z najważniejszych zagadnień, które należy wyjaśnić podczas planowania zautomatyzowanego transportu materiałów między magazynem a linią produkcyjną. Zdolność robota do samodzielnej nawigacji niekoniecznie oznacza, że załadunek i rozładunek mogą odbywać się bez udziału ludzi.
Trzy powszechnie stosowane metody transportu materiałów to:
| Typ AMR | Typowe obciążenia | Czego potrzebuje ta strona |
|---|---|---|
| AMR typu podnośnikowego | Regały na materiały i pasujące do nich nośniki | Odpowiedni prześwit w szafie, interfejs podnoszenia oraz pozycja montażowa |
| AMR z przenośnikiem górnym | Torby i pojemniki wielokrotnego użytku | Dostosowanie wysokości transferu i sygnałów sterujących na stacjach odbioru i wysiadania |
| AMR typu Tugger | Wózki i przyczepy do przewozu materiałów | Odpowiednie zaczepy holownicze, przestrzeń do zawracania i miejsca parkingowe |
Weźmy pod uwagę te same dwa pudełka ze śrubami. Jeśli są one zapakowane w standardowe pojemniki, praktycznym rozwiązaniem do zautomatyzowanego transportu może być robot AMR poruszający się po przenośniku. Jeśli kilka pudełek znajduje się na regale, bardziej odpowiedni może być robot AMR typu podnośnikowego. Ostateczny wybór nadal zależy od masy i wymiarów ładunku, dostępnej przestrzeni na stanowisku roboczym oraz wyposażenia zakładu.
Aby ustalić, czy proces jest rzeczywiście zautomatyzowany od początku do końca, należy sprawdzić trzy kwestie: Czy przed odbiorem potwierdzono, że materiały są gotowe? Czy po odbiorze potwierdzono załadunek? Czy po rozładunku potwierdzono odbiór? Jeśli któreś z tych zadań nadal wymaga udziału człowieka, nie stanowi to żadnego problemu — w projekcie należy po prostu dokładnie określić zakres automatyzacji.
4. Co się stanie, jeśli robot AMR napotka przeszkodę, brak materiałów lub ulegnie awarii?
W prawdziwej fabryce wózki widłowe przemieszczają się po korytarzach, stanowiska dostawcze są zajęte, a plany produkcyjne ulegają zmianom. Niezawodny system dostaw materiałów oparty na pojazdach AMR musi uwzględniać takie sytuacje — a nie tylko przebieg trasy, podczas której wszystko idzie gładko.
Sytuacja 1: Trasa jest zablokowana przez osobę lub wózek widłowy
Pojazd autonomiczny (AMR) powinien zwolnić, zatrzymać się i poczekać lub wybrać trasę alternatywną, jeśli pozwalają na to warunki, zgodnie ze skonfigurowaną strategią bezpieczeństwa. Zakłady produkcyjne nadal potrzebują jasnych zasad ruchu w obszarach, w których współistnieją piesi i pojazdy, w wąskich korytarzach oraz na skrzyżowaniach.
Sytuacja 2: Pojazd AMR przybywa, ale linia produkcyjna nie może przyjąć ładunku
System powinien sprawić, by robot czekał w bezpiecznym miejscu, dopóki stacja rozładunkowa nie potwierdzi, że jest gotowa do przyjęcia ładunku. Pomaga to zapobiec zablokowaniu głównego korytarza przez AMR.
Sytuacja 3: Magazyn nie przygotował materiałów
System powinien powiadomić magazyn i utrzymać zadanie w stanie oczekiwania, zamiast wielokrotnie wysyłać robota na niepotrzebną trasę. O każdym niedoborze materiałów należy również niezwłocznie poinformować odpowiedni personel produkcyjny.
Sytuacja 4: Urządzenie AMR ma rozładowaną baterię, działa nieprawidłowo lub traci łączność
System wymaga z góry określonych reguł dotyczących powiadomień, wstrzymywania lub ponownego przydzielania zadań. Po wznowieniu pracy należy sprawdzić lokalizację materiałów oraz status zadania, aby uniknąć dwukrotnej dostawy tego samego ładunku.
Bezpieczeństwo musi stanowić integralną część projektu systemu, a nie być opcjonalną funkcją. W odniesieniu do odpowiednich bezzałogowych wózków przemysłowych i ich systemów, ISO 3691-4:2023 określa odpowiednie wymagania bezpieczeństwa. Oceny ryzyka dostosowane do konkretnego miejsca oraz środki ochronne powinny zostać zweryfikowane przez wykwalifikowany personel projektowy.
5. Co powinna przygotować fabryka przed wdrożeniem systemu dostarczania materiałów z wykorzystaniem pojazdów AMR?
Zanim zaczniesz porównywać marki lub ceny robotów AMR, najpierw określ swoje rzeczywiste potrzeby w zakresie transportu materiałów. Te pięć czynników często ma większe znaczenie niż samo uwzględnienie maksymalnej prędkości robota i jego nominalnej ładowności.
1. Określić przewożone materiały
Należy odnotować rodzaje elementów, masę każdego ładunku, wymiary, rodzaj opakowania oraz rodzaj środka transportu. Należy wziąć pod uwagę nie tylko masę ładunku, ale także jego środek ciężkości oraz ryzyko przewrócenia się.
2. Określ, jak często konieczne są dostawy
Śledź nie tylko dzienną liczbę operacji. Określ, ile zleceń uzupełnienia zapasów pojawia się w godzinie największego natężenia pracy oraz jak długo każde stanowisko pracy może czekać na materiały.
3. Przejdź się po proponowanej trasie
Należy sprawdzić wąskie korytarze, miejsca manewrowe, nachylenia podłogi, przejścia dla wózków widłowych, drzwi wejściowe, zasięg sieci bezprzewodowej oraz miejsca ładowania, aby ocenić, czy robot może działać bezpiecznie.
4. Zaplanuj z wyprzedzeniem punkty odbioru i wysiadania
Czy magazyn jest w stanie sprawnie przygotować materiały? Czy pojazd AMR może ustawić się w odpowiednim miejscu do przekazania ładunku? Czy obok linii produkcyjnej jest wystarczająco dużo miejsca na rozładunek materiałów? Te szczegóły decydują o tym, na ile praktyczne będzie automatyczne załadowywanie i rozładowywanie.
5. Najpierw uruchom jedną trasę, a dopiero potem rozszerz działalność
Zacznij od powtarzalnej trasy i stosunkowo jednolitych materiałów. Przetestuj procesy składania zleceń uzupełnienia zapasów, załadunku, transportu, rozładunku, zwrotu pustych pojemników oraz postępowania w sytuacjach wyjątkowych, zanim dodasz kolejne roboty lub linie produkcyjne.
Jak można stwierdzić, czy program pilotażowy AMR działa?
Nie należy oceniać programu pilotażowego wyłącznie na podstawie liczby zrealizowanych przejazdów. Bardziej przydatne wskaźniki to między innymi:
- Wskaźnik terminowości dostaw: Odsetek zadań, w przypadku których odpowiednie materiały są dostarczane w uzgodnionym terminie.
- Czas realizacji zamówienia na uzupełnienie zapasów: Ile czasu upływa od zgłoszenia z linii produkcyjnej do potwierdzenia odbioru.
- Skutki niedoboru materiałów: Czy opóźnienie dostawy nadal powoduje, że stanowiska robocze muszą czekać lub że produkcja zostaje wstrzymana.
- Częstotliwość ręcznych interwencji: Jak często pracownicy muszą wkroczyć do akcji, aby pomóc robotowi w wykonaniu zadania.
Porównaj wyniki przed wdrożeniem i w trakcie fazy pilotażowej, stosując spójne definicje. Układ zakładów, tempo produkcji i wyposażenie różnią się w poszczególnych przypadkach, dlatego nie należy opierać się na niepotwierdzonych twierdzeniach dotyczących stałego procentowego wzrostu wydajności.
Aby uzyskać pomoc w oszacowaniu liczby robotów, zapoznaj się z materiałami firmy Fdata Robot Przewodnik po doborze wielkości floty AMR. Jeśli zajmujesz się przygotowaniem strony, zapoznaj się z przewodnik krok po kroku dotyczący wdrażania robotów mobilnych (AMR) w magazynie.
Wnioski
Znaczenie dostaw materiałów z wykorzystaniem technologii AMR wykracza poza zwykłe zastąpienie transportu ręcznego. Łączy ono przygotowanie magazynowe, przydzielanie zadań, przemieszczanie materiałów oraz odbiór przy linii produkcyjnej w jeden ciągły i identyfikowalny proces. Dzięki odpowiedniej koordynacji systemowej i sprzętowi automatyzacyjnemu zakłady mogą ograniczyć powtarzalne czynności związane z obsługą materiałów oraz niepotrzebne czasy oczekiwania, jednocześnie zapewniając lepsze dostosowanie dostaw materiałów do potrzeb produkcyjnych.
Każda fabryka charakteryzuje się innymi materiałami, trasami transportowymi i wymaganiami produkcyjnymi. Niezawodna, zautomatyzowana dostawa zależy od doboru odpowiedniego sprzętu AMR oraz systemów wspomagających, dostosowanych do rzeczywistego ładunku, częstotliwości dostaw, dostępnej przestrzeni oraz metod odbioru i dostarczania.
Planujesz dostawę materiałów AMR z magazynu na linię produkcyjną?
Firma Fdata Robot dostarcza Platformy mobilne AMR, podwozia robotów oraz usługi w zakresie opracowywania sprzętu na zamówienie. Niezależnie od tego, czy chcesz przewieźć pojemniki, regały czy wózki z materiałami, poinformuj nasz zespół o specyfikacji ładunku, trasach transportu oraz wymaganiach dotyczących automatycznego załadunku lub rozładunku.
Możemy omówić rozwiązanie sprzętowe AMR dostosowane do Państwa potrzeb i pomóc Państwu w podjęciu kolejnego kroku w kierunku zautomatyzowanego dostarczania materiałów.
Omów swój projekt dostawy materiałów AMR z firmą Fdata Robot
Najczęściej zadawane pytania
Ile czasu zajmuje robotowi AMR dostarczenie materiałów z magazynu na linię produkcyjną?
Czas dostawy AMR zależy od odległości, prędkości jazdy, czasu załadunku i rozładunku oraz warunków na drodze. Pełny cykl uzupełniania zapasów obejmuje również przygotowanie magazynu, przydzielenie zadań oraz potwierdzenie odbioru na linii produkcyjnej.
Czy jeden robot AMR może dostarczać materiały do wielu stanowisk produkcyjnych?
Tak. Jeśli pozwala na to ładowność i dostępna przestrzeń ładunkowa, jeden robot AMR może kolejno dostarczać materiały do wielu stanowisk roboczych. System zarządzania flotą może koordynować kolejność dostaw i śledzić każde przekazanie ładunku.
Czy roboty mobilne (AMR) mogą dostarczać materiały na linie produkcyjne przez całą dobę, siedem dni w tygodniu?
Tak. Dzięki automatycznemu ładowaniu, planowaniu zadań oraz skoordynowanej pracy wielu robotów system AMR może zapewnić całodobową dostawę materiałów. Poszczególne roboty nadal wymagają ładowania i rutynowej konserwacji.
Czy istniejące zakłady produkcyjne wymagają modyfikacji taśm magnetycznych lub podłóg w celu wdrożenia pojazdów AMR?
W przypadku robotów AMR wykorzystujących technologie nawigacji autonomicznej, takie jak LiDAR SLAM, taśma magnetyczna zazwyczaj nie jest potrzebna. Niemniej jednak stan podłogi, szerokość korytarzy oraz strefy załadunku i rozładunku muszą nadal spełniać wymagania eksploatacyjne robota.
Czy trasy dostaw AMR można zmienić w przypadku zmiany układu linii produkcyjnej?
Tak. Roboty AMR wyposażone w system autonomicznej nawigacji zazwyczaj potrafią dostosować się do zmian wynikających z aktualizacji map, zmian lokalizacji punktów dostaw oraz aktualizacji ustawień zadań. Przed użyciem należy zweryfikować zmienione trasy oraz bezpieczeństwo eksploatacji.
Ile kosztuje system dostaw z magazynu do linii produkcyjnej oparty na technologii AMR?
Koszty dostawy materiałów w systemie AMR zależą od liczby robotów, wymagań dotyczących ładowności, sprzętu do załadunku i rozładunku, oprogramowania do zarządzania flotą oraz potrzeb w zakresie integracji. Realistyczny budżet powinien opierać się na częstotliwości dostaw, warunkach panujących na trasie oraz wymaganym poziomie automatyzacji.
Ile czasu zajmuje wdrożenie systemu dostarczania materiałów AMR?
Harmonogram wdrożenia zależy od warunków panujących w zakładzie, wielkości floty, podłączeń systemowych oraz wymagań dotyczących dostosowania do indywidualnych potrzeb. Proste projekty dostaw typu „punkt-punkt” są zazwyczaj łatwiejsze do zrealizowania niż projekty obejmujące wiele linii produkcyjnych i zautomatyzowany sprzęt załadunkowy.
Które zakłady najlepiej nadają się do transportu materiałów z magazynu na linię produkcyjną z wykorzystaniem robotów AMR?
Zakłady produkcyjne, w których często występuje potrzeba powtarzalnego transportu materiałów, stanowią idealnych kandydatów do wdrożenia systemu dostaw opartego na autonomicznych robotach mobilnych (AMR). Rozwiązanie to warto rozważyć zwłaszcza wtedy, gdy zakład potrzebuje elastycznych tras, ograniczenia transportu ręcznego oraz zautomatyzowanego uzupełniania zapasów na liniach produkcyjnych.
