Αυτόματο Καθοδηγούμενο Όχημα (Agv)
Τι είναι ένα Αυτόματα Καθοδηγούμενο Όχημα (AGV);
Ένα αυτόματα καθοδηγούμενο όχημα (AGV), που συχνότερα αποκαλείται αυτοματοποιημένο καθοδηγούμενο όχημα, είναι ένα μη επανδρωμένο βιομηχανικό όχημα με κινητήρα, το οποίο μετακινεί υλικά κατά μήκος καθορισμένων διαδρομών υπό αυτόματο έλεγχο. Στα logistics, τα AGV μεταφέρουν φορτία όπως παλέτες, εμπορευματοκιβώτια, καρότσια και προϊόντα υπό επεξεργασία μεταξύ τοποθεσιών μέσα σε αποθήκες, κέντρα διανομής και εγκαταστάσεις παραγωγής. Χρησιμοποιούν συστήματα καθοδήγησης και ελέγχου αντί για οδηγό επί του οχήματος, ώστε να ακολουθούν διαδρομές και να ολοκληρώνουν εργασίες μεταφοράς.
Ένα AGV αποτελεί μέρος ενός συστήματος διαχείρισης υλικών, όχι μιας υπηρεσίας παράδοσης δεμάτων ή μιας πλατφόρμας παρακολούθησης αποστολών. Η άμεση λειτουργία του είναι να μετακινεί φυσικά αγαθά μεταξύ επιχειρησιακών τοποθεσιών. Ανάλογα με τον σχεδιασμό του, μπορεί να μεταφέρει φορτίο σε πλατφόρμα, να ρυμουλκεί καρότσια, να κινείται κάτω από έναν φορέα φορτίου ή να ανυψώνει και να τοποθετεί παλέτες με περόνες.
Η συντομογραφία AGV μπορεί να αναφέρεται σε ένα μεμονωμένο όχημα. Μια πλήρης εγκατάσταση περιλαμβάνει επίσης υποστηρικτικά στοιχεία, όπως λογισμικό ελέγχου στόλου, υποδομή καθοδήγησης όπου απαιτείται, εξοπλισμό φόρτισης, σταθμούς μεταφοράς φορτίων και διασυνδέσεις με άλλα συστήματα αποθήκης.
Ρόλος στην αποθήκευση και την εκπλήρωση παραγγελιών ηλεκτρονικού εμπορίου
Τα AGV λειτουργούν στο στάδιο της εσωτερικής μετακίνησης μιας εφοδιαστικής αλυσίδας. Μπορούν να συνδέουν τις περιοχές παραλαβής, αποθήκευσης, αναπλήρωσης, παραγωγής, συσκευασίας και προετοιμασίας εξερχόμενων αποστολών. Αυτές οι μετακινήσεις υποστηρίζουν την εκπλήρωση παραγγελιών, αλλά διαφέρουν από την απόφαση για το ποιες παραγγελίες θα αποδεσμευτούν, τον προσδιορισμό της κυριότητας του αποθέματος ή τη μεταφορά αποστολών μεταξύ χωρών.
Για παράδειγμα, ένας λιανοπωλητής ηλεκτρονικού εμπορίου μπορεί να χρησιμοποιεί ένα AGV για να μετακινεί μια παλέτα παραληφθέντων εμπορευμάτων από έναν σταθμό εισερχόμενης μεταφοράς σε μια καθορισμένη διασύνδεση αποθήκευσης. Ένα άλλο όχημα μπορεί να παραδίδει υλικά συσκευασίας σε μια περιοχή συσκευασίας. Σε μια διαδικασία επιστροφών, ένα AGV μπορεί να μετακινεί δοχεία επιστρεφόμενων προϊόντων από την παραλαβή σε σταθμούς επιθεώρησης. Αυτές είναι ενδεικτικές ροές εργασίας και όχι λειτουργίες που διατίθενται σε κάθε εγκατάσταση.
Στο διασυνοριακό ηλεκτρονικό εμπόριο, ο ίδιος εξοπλισμός μπορεί να χειρίζεται εισαγόμενο απόθεμα μετά την παραλαβή του σε ένα κέντρο εκπλήρωσης ή να μετακινεί ενοποιημένα εξαγωγικά φορτία προς τις περιοχές αποστολής. Το όχημα δεν εκτελωνίζει από μόνο του τα αγαθά, δεν καθορίζει την τελωνειακή ταξινόμηση ούτε αντικαθιστά τα αρχεία που απαιτούνται για το διεθνές εμπόριο. Ο ρόλος του παραμένει η φυσική μεταφορά εντός της εγκατάστασης.
Πώς λειτουργεί ένα σύστημα AGV
Δημιουργία και ανάθεση εργασιών
Ένα αίτημα μεταφοράς προσδιορίζει μια τοποθεσία παραλαβής, έναν προορισμό και τις σχετικές απαιτήσεις φορτίου. Το αίτημα μπορεί να προέρχεται από έναν χειριστή, ένα σύστημα παραγωγής, ένα σύστημα διαχείρισης αποθήκης ή άλλη εφαρμογή ελέγχου. Το λογισμικό ελέγχου στόλου μπορεί να αναθέσει την εργασία σε κατάλληλο όχημα σύμφωνα με ρυθμισμένους κανόνες, τη διαθεσιμότητα του οχήματος, την τοποθεσία και την κατάσταση της μπαταρίας.
Τα όρια των συστημάτων διαφέρουν. Ένα σύστημα διαχείρισης αποθήκης μπορεί να αποφασίζει ότι το απόθεμα χρειάζεται αναπλήρωση, ενώ ένα σύστημα ελέγχου αποθήκης ή ένας διαχειριστής στόλου μεταφράζει αυτή την απαίτηση σε κινήσεις εξοπλισμού. Δεν χρησιμοποιεί κάθε εγκατάσταση AGV κάθε επίπεδο λογισμικού.
Καθοδήγηση και πλοήγηση
Ένα AGV καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο θα ακολουθήσει μια εγκεκριμένη διαδρομή χρησιμοποιώντας την εγκατεστημένη τεχνολογία καθοδήγησής του. Οι μέθοδοι περιλαμβάνουν ενσωματωμένα καλώδια καθοδήγησης, μαγνητική ταινία, οπτικούς δείκτες, ανακλαστήρες λέιζερ και εντοπισμό σε σχέση με χαρτογραφημένα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος. Ορισμένες μέθοδοι απαιτούν φυσική υποδομή διαδρομής, ενώ άλλες βασίζονται περισσότερο σε χάρτες και ενσωματωμένους αισθητήρες.
Η σημαντική διάκριση είναι μεταξύ του να γνωρίζει το όχημα τη θέση του και του να αποφασίζει πού επιτρέπεται να κινηθεί. Ένα όχημα μπορεί να εντοπίζει τη θέση του χωρίς βαμμένη γραμμή ή ενσωματωμένο καλώδιο, ενώ εξακολουθεί να λειτουργεί σε προκαθορισμένες διαδρομές. Επομένως, η απουσία φυσικής διαδρομής καθοδήγησης δεν αποδεικνύει από μόνη της ότι ένα όχημα είναι αυτόνομο κινητό ρομπότ αντί για AGV.
Κίνηση και συντονισμός κυκλοφορίας
Το όχημα κινείται προς τον σταθμό που του έχει ανατεθεί, ενώ το σύστημα ελέγχου του διαχειρίζεται την κίνηση. Σε μια εγκατάσταση με πολλά οχήματα, η διαχείριση στόλου μπορεί να συντονίζει την πρόσβαση σε διασταυρώσεις, κοινόχρηστους διαδρόμους και σημεία μεταφοράς. Το σύστημα πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τις αλληλεπιδράσεις με ανθρώπους, χειροκίνητα οχήματα, πόρτες και άλλο εξοπλισμό.
Η ανίχνευση εμποδίων δεν σημαίνει απαραίτητα ανεξάρτητη αλλαγή διαδρομής. Ανάλογα με το όχημα και την εγκατάσταση, η ανίχνευση ενός εμποδίου μπορεί να προκαλέσει επιβράδυνση ή στάση έως ότου καταστεί διαθέσιμη η διαδρομή. Κάθε ισχυρισμός ότι ένα AGV μπορεί να κινηθεί γύρω από ένα εμπόδιο πρέπει να ελέγχεται σε σχέση με τον πραγματικό σχεδιασμό του συστήματος.
Μεταφορά φορτίου και ολοκλήρωση
Στον προορισμό, το όχημα τοποθετείται για εκφόρτωση ή ανταλλαγή φορτίου. Η μεταφορά μπορεί να περιλαμβάνει περόνες, κυλίνδρους, μεταφορικούς ιμάντες, μηχανισμούς ανύψωσης ή έναν χειριστή. Η επιτυχής μετακίνηση απαιτεί ευθυγράμμιση μεταξύ του οχήματος, του φορέα φορτίου και του εξοπλισμού παραλαβής.
Στη συνέχεια, το σύστημα ελέγχου μπορεί να αναφέρει την ολοκλήρωση της εργασίας. Αυτή η επιβεβαίωση δεν πρέπει να θεωρείται αυτόματα απόδειξη της ταυτότητας, της ποσότητας ή της ακρίβειας του αποθέματος: αυτά τα στοιχεία εξαρτώνται από τους ελέγχους αναγνώρισης και επαλήθευσης που χρησιμοποιούνται στη ροή εργασίας.
Συνήθεις διαμορφώσεις οχημάτων
Τα AGV μπορούν να περιγραφούν με βάση τον τρόπο χειρισμού ενός φορτίου. Οι ακόλουθες διαμορφώσεις είναι πρακτικές περιγραφές εξοπλισμού και όχι εξαντλητική ταξινόμηση. Η διαμόρφωση χειρισμού φορτίου και η τεχνολογία πλοήγησης είναι ξεχωριστά χαρακτηριστικά.
| Διαμόρφωση | Μέθοδος χειρισμού φορτίου | Ενδεικτική εφαρμογή |
|---|---|---|
| Όχημα ρυμούλκησης | Τραβά ένα ή περισσότερα συμβατά ρυμουλκούμενα ή καρότσια. | Μετακίνηση παρτίδων υλικών μεταξύ περιοχών προετοιμασίας και σταθμών εργασίας. |
| Φορέας μοναδιαίου φορτίου | Μεταφέρει διακριτό φορτίο σε πλατφόρμα ή ενσωματωμένο κατάστρωμα μεταφοράς. | Μετακίνηση παλετοποιημένων αγαθών ή εμπορευματοκιβωτίων μεταξύ σταθμών μεταφοράς. |
| Αυτοματοποιημένο περονοφόρο | Χρησιμοποιεί περόνες για την παραλαβή, τη μεταφορά και την τοποθέτηση συμβατών φορτίων. | Μετακίνηση παλετών μεταξύ θέσεων δαπέδου, μεταφορικών ταινιών ή κατάλληλων θέσεων αποθήκευσης. |
| Όχημα κάτω από φορτίο | Κινείται κάτω από συμβατό καρότσι ή φορέα φορτίου και το συνδέει ή το ανυψώνει. | Μεταφορά κινητών ραφιών ή καροτσιών μεταξύ επιχειρησιακών σταθμών. |
Η καταλληλότητα εξαρτάται από περισσότερα από την ονομαστική ικανότητα φορτίου. Οι διαστάσεις του φορτίου, το κέντρο βάρους, η κατάσταση της παλέτας, το ύψος παραλαβής, ο χώρος στροφής, η κατάσταση του δαπέδου και η ακρίβεια μεταφοράς μπορούν να επηρεάσουν το κατά πόσο ένα συγκεκριμένο όχημα μπορεί να εκτελέσει μια εργασία.
AGV και σχετικοί όροι αυτοματισμού
| Όρος | Σημασία | Σχέση με ένα AGV |
|---|---|---|
| Αυτόνομο κινητό ρομπότ (AMR) | Κινητό ρομπότ που συνδέεται με τον αυτόνομο εντοπισμό, την πλοήγηση και τον σχεδιασμό κίνησης μέσα σε ένα επιχειρησιακό περιβάλλον. | Η εμπορική ορολογία επικαλύπτεται. Τα AGV συνδέονται συνήθως με προκαθορισμένες διαδρομές, ενώ τα AMR με πιο ευέλικτο σχεδιασμό διαδρομής· οι πραγματικές δυνατότητες πρέπει να επαληθεύονται. |
| Μεταφορική ταινία | Σταθερός εξοπλισμός που μετακινεί αγαθά κατά μήκος μιας καθορισμένης φυσικής διαδρομής. | Μπορεί να εξυπηρετεί την ίδια απαίτηση μεταφοράς, αλλά δεν κινείται μέσα στην εγκατάσταση ως όχημα. |
| Αυτοματοποιημένο σύστημα αποθήκευσης και ανάκτησης (AS/RS) | Εξοπλισμός και συστήματα ελέγχου που τοποθετούν αυτόματα φορτία στην αποθήκευση και τα ανακτούν. | Ένα AGV μπορεί να συνδέεται με μια διασύνδεση AS/RS χωρίς να εκτελεί το ίδιο τη λειτουργία αποθήκευσης και ανάκτησης. |
| Σύστημα διαχείρισης αποθήκης (WMS) | Λογισμικό που χρησιμοποιείται για τη διαχείριση του αποθέματος και των επιχειρησιακών ροών εργασίας μιας αποθήκης. | Μπορεί να ζητά ή να καταγράφει μετακινήσεις που εκτελούνται από AGV· δεν αποτελεί τον φυσικό μηχανισμό καθοδήγησης του οχήματος. |
Η διάκριση AGV–AMR δεν πρέπει να αντιμετωπίζεται ως καθολικός δυαδικός κανόνας. Οι προμηθευτές, τα τεχνικά έγγραφα και τα πλαίσια ασφάλειας μπορεί να ομαδοποιούν ή να περιγράφουν τον κινητό εξοπλισμό διαφορετικά. Για την προμήθεια και τον σχεδιασμό συστημάτων, η ευελιξία διαδρομής, η αντίδραση σε εμπόδια, η ικανότητα χειρισμού φορτίου και οι λειτουργίες ασφάλειας είναι πιο ενημερωτικές από την εμπορική ονομασία.
Απαιτήσεις λειτουργίας και περιορισμοί
Μια εγκατάσταση AGV είναι μια σχεδιασμένη εφαρμογή διαχείρισης υλικών. Η απόδοσή της εξαρτάται από την αλληλεπίδραση μεταξύ οχημάτων, λογισμικού, φορτίων, ανθρώπων και κτιρίου. Ο αυτοματισμός δεν εξαλείφει την ανάγκη διαχείρισης αυτών των συνθηκών.
- Συνθήκες διαδρομής: Το πλάτος των διαδρόμων, η απόσταση στροφής, οι κλίσεις, οι αρμοί του δαπέδου, η κατάσταση της επιφάνειας και οι περιορισμοί πρόσβασης πρέπει να είναι κατάλληλα για το όχημα και το φορτίο.
- Συνέπεια φορτίου: Κατεστραμμένες παλέτες, ασταθείς στοίβες, προεξέχουσες συσκευασίες ή μη συμβατά καρότσια μπορεί να εμποδίσουν την ασφαλή παραλαβή ή μεταφορά.
- Ετοιμότητα μεταφοράς: Ένας προορισμός πρέπει να είναι διαθέσιμος και ικανός να δεχθεί το φορτίο. Ένας αποκλεισμένος σταθμός μπορεί να καθυστερήσει τα οχήματα που προηγούνται.
- Αλληλεπίδραση κυκλοφορίας: Οι πεζοί, ο χειροκίνητα οδηγούμενος εξοπλισμός και άλλα αυτοματοποιημένα οχήματα δημιουργούν απαιτήσεις συντονισμού.
- Παροχή ενέργειας: Οι θέσεις και τα προγράμματα φόρτισης πρέπει να ταιριάζουν στη ροή εργασίας.
- Επικοινωνία συστήματος: Όταν η αποστολή εργασιών και η ανταλλαγή κατάστασης εξαρτώνται από συνδέσεις δικτύου, οι διακοπές επικοινωνίας απαιτούν καθορισμένες αντιδράσεις.
- Αποκατάσταση εξαιρέσεων: Οι χειριστές χρειάζονται διαδικασίες για αποκλεισμένες διαδρομές, αποτυχημένες μεταφορές, κατεστραμμένα φορτία και βλάβες εξοπλισμού.
Τα AGV μπορούν να αυτοματοποιήσουν επαναλαμβανόμενες εργασίες μεταφοράς, αλλά δεν εγγυώνται συγκεκριμένη εξοικονόμηση εργασίας, αύξηση της παραγωγικότητας ή απόδοση επένδυσης. Τα αποτελέσματα εξαρτώνται από τις αποστάσεις μετακίνησης, τα μοτίβα ζήτησης, τον χρόνο χειρισμού, τη συμφόρηση, τη διαθεσιμότητα του εξοπλισμού και την απαιτούμενη έκταση χειροκίνητης παρέμβασης. Ένα σημείο συμφόρησης στη μεταφορά μπορεί επίσης να μετατοπιστεί σε έναν σταθμό παραλαβής, μια διαδικασία συσκευασίας ή μια διαδικασία παραλαβής αντί να εξαφανιστεί.
Αξιολόγηση ασφάλειας και εφαρμογής
Η μη επανδρωμένη κίνηση εξακολουθεί να απαιτεί αξιολόγηση κινδύνων και κατάλληλα μέτρα προστασίας. Κίνδυνοι μπορεί να προκύψουν από συγκρούσεις, σημεία παγίδευσης ή σύνθλιψης, πτώση φορτίων, απροσδόκητη κίνηση και αλληλεπιδράσεις κατά τη συντήρηση ή τη χειροκίνητη ανάκτηση. Οι συσκευές ανίχνευσης και οι στάσεις έκτακτης ανάγκης αποτελούν στοιχεία ενός συστήματος ασφάλειας και όχι υποκατάστατα της αξιολόγησης ολόκληρης της εφαρμογής.
Το ISO 3691-4 αφορά τις απαιτήσεις ασφάλειας και την επαλήθευση για μη επανδρωμένα βιομηχανικά οχήματα και τα συστήματά τους. Η σχετικότητά του δεν σημαίνει ότι η απλή αναφορά στο πρότυπο αποδεικνύει πως μια εγκατάσταση είναι ασφαλής ή νομικά συμμορφούμενη. Οι ισχύουσες απαιτήσεις εξαρτώνται από τον εξοπλισμό, τις συνθήκες λειτουργίας, τη δικαιοδοσία και τη σχετική έκδοση του προτύπου.
Πριν από την επιλογή ή την τροποποίηση μιας εγκατάστασης, χρήσιμες ερωτήσεις αξιολόγησης περιλαμβάνουν:
- Ποια ακριβώς φορτία, σημεία παραλαβής και προορισμούς πρέπει να χειρίζεται το σύστημα;
- Είναι οι διαδρομές και οι διασυνδέσεις μεταφοράς κατάλληλες τόσο υπό κανονικές όσο και υπό συνθήκες αιχμής;
- Πώς θα αλληλεπιδρούν οι άνθρωποι και τα άλλα οχήματα με τον εξοπλισμό;
- Τι συμβαίνει όταν μια διαδρομή είναι αποκλεισμένη ή ένα φορτίο δεν μπορεί να μεταφερθεί;
- Ποιος επιτρέπεται να επαναφέρει βλάβες, να ανακτά οχήματα ή να εισέρχεται σε περιορισμένες περιοχές;
- Πώς επαληθεύονται η ολοκλήρωση της εργασίας, η αναγνώριση φορτίου και οι ενημερώσεις αποθέματος;
- Πώς θα εξετάζονται οι αλλαγές στη διάταξη, τη συσκευασία, το λογισμικό ή τις διαδικασίες λειτουργίας;
Αυτοί οι έλεγχοι βοηθούν στον καθορισμό των ορίων της εφαρμογής. Μια επίδειξη σε έναν άδειο διάδρομο δεν αποδεικνύει την απόδοση ή την ασφάλεια σε μια λειτουργούσα αποθήκη με μικτή κυκλοφορία και μεταβλητά φορτία.
Συχνές ερωτήσεις
Τι σημαίνει AGV στα logistics;
Το AGV σημαίνει automated guided vehicle· χρησιμοποιείται επίσης ο όρος automatic guided vehicle. Είναι ένα μη επανδρωμένο βιομηχανικό όχημα που χρησιμοποιείται για τη μετακίνηση υλικών κατά μήκος καθορισμένων διαδρομών.
Χρειάζεται ένα AGV καλώδιο ή μαγνητική ταινία;
Όχι. Ορισμένα AGV χρησιμοποιούν καλώδια ή ταινία, ενώ άλλα χρησιμοποιούν καθοδήγηση με λέιζερ ή εντοπισμό σε σχέση με χαρτογραφημένα χαρακτηριστικά. Η τεχνολογία καθοδήγησης πρέπει να εξετάζεται ξεχωριστά από την ικανότητα σχεδιασμού διαδρομής.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ AGV και AMR;
Τα AGV συνδέονται συνήθως με προκαθορισμένες διαδρομές, ενώ τα AMR με πιο ευέλικτη αυτόνομη πλοήγηση. Η ορολογία επικαλύπτεται, επομένως οι πραγματικές δυνατότητες πλοήγησης, αντίδρασης σε εμπόδια και ασφάλειας έχουν μεγαλύτερη σημασία από την ονομασία.
Μπορεί ένα AGV να ενημερώνει το απόθεμα της αποθήκης;
Ένα σύστημα AGV μπορεί να ανταλλάσσει επιβεβαιώσεις μετακίνησης με το λογισμικό της αποθήκης. Η ακριβής ενημέρωση αποθέματος εξαρτάται επίσης από την αναγνώριση του σωστού φορτίου, την επιβεβαίωση του προορισμού του και την εφαρμογή των κατάλληλων ελέγχων συστήματος.
Πηγές
- ISO 3691-4: Industrial trucks — Safety requirements and verification — Part 4: Driverless industrial trucks and their systems — Πλαίσιο ασφάλειας και πεδίο εφαρμογής για συστήματα μη επανδρωμένων βιομηχανικών οχημάτων.
- Occupational Safety and Health Administration: Industrial Robot Systems and Industrial Robot System Safety — Γενικοί κίνδυνοι της βιομηχανικής ρομποτικής, αξιολόγηση κινδύνων, μέτρα προστασίας και πλαίσιο επιχειρησιακής ασφάλειας.
- Wikipedia: Automated guided vehicle — Συμπληρωματική αναφορά για την ορολογία, τις μεθόδους καθοδήγησης, τις διαμορφώσεις οχημάτων και τις εφαρμογές διαχείρισης υλικών.
