Automaattisesti ohjattu ajoneuvo (Agv)
Mikä on automaattisesti ohjattu ajoneuvo (AGV)?
Automaattisesti ohjattu ajoneuvo (AGV), jota kutsutaan yleisemmin nimellä automatisoitu ohjattu ajoneuvo, on moottoroitu, kuljettajaton teollisuusajoneuvo, joka siirtää materiaaleja määritettyjä reittejä pitkin automaattisen ohjauksen alaisena. Logistiikassa AGV:t kuljettavat esimerkiksi kuormalavoja, kontteja, kärryjä ja keskeneräisiä tuotteita varastojen, jakelukeskusten ja tuotantolaitosten eri sijaintien välillä. Ne käyttävät ohjaus- ja hallintajärjestelmiä reittien seuraamiseen ja kuljetustehtävien suorittamiseen ajoneuvossa olevan kuljettajan sijaan.
AGV on osa materiaalinkäsittelyjärjestelmää, ei pakettien toimituspalvelu tai lähetysten seurantajärjestelmä. Sen välitön tehtävä on siirtää fyysisiä tavaroita toimintapaikkojen välillä. Rakenteesta riippuen se voi kuljettaa kuormaa alustalla, vetää kärryjä, kulkea kuormankantajan alla tai nostaa ja sijoittaa kuormalavoja haarukoilla.
Lyhenne AGV voi viitata yksittäiseen ajoneuvoon. Täydellinen asennus sisältää myös tukielementtejä, kuten kalustonhallintaohjelmiston, tarvittaessa ohjausinfrastruktuurin, latauslaitteet, kuormansiirtoasemat ja liitännät muihin varastojärjestelmiin.
Rooli varastoinnissa ja verkkokaupan tilausten toimituksessa
AGV:t toimivat toimitusketjun sisäisen siirtovaiheen aikana. Ne voivat yhdistää vastaanotto-, varastointi-, täydennys-, tuotanto-, pakkaus- ja lähetysalueita. Nämä siirrot tukevat tilausten toimitusta, mutta ne eroavat päätöksistä, jotka koskevat vapautettavia tilauksia, varaston omistajuutta tai lähetysten kuljettamista maiden välillä.
Verkkokauppias voi esimerkiksi käyttää AGV:tä vastaanotettujen tuotteiden kuormalavan siirtämiseen saapuvien lähetysten siirtoasemalta määritettyyn varastointiliitäntään. Toinen ajoneuvo voi toimittaa pakkausmateriaaleja pakkausalueelle. Palautustoiminnossa AGV voi siirtää palautettujen tavaroiden säiliöitä vastaanotosta tarkastusasemille. Nämä ovat esimerkkejä työnkuluista, eivätkä kaikki toiminnot ole käytettävissä jokaisessa asennuksessa.
Kansainvälisessä verkkokaupassa sama laitteisto voi käsitellä maahantuotua varastoa sen saavuttua toimituskeskukseen tai siirtää yhdistettyjä vientikuormia kohti lähetysalueita. Ajoneuvo ei itse tullaa tavaroita, määritä tariffiluokitusta tai korvaa kansainvälisessä kaupankäynnissä vaadittavia asiakirjoja. Sen rooli on edelleen fyysinen kuljetus laitoksen sisällä.
Miten AGV-järjestelmä toimii?
Tehtävien luominen ja määrittäminen
Kuljetuspyynnössä ilmoitetaan noutopaikka, määränpää ja olennaiset kuormavaatimukset. Pyyntö voi olla peräisin operaattorilta, tuotantojärjestelmästä, varastonhallintajärjestelmästä tai toisesta ohjaussovelluksesta. Kalustonhallintaohjelmisto voi määrittää tehtävän sopivalle ajoneuvolle määritettyjen sääntöjen, ajoneuvon saatavuuden, sijainnin ja akun tilan perusteella.
Järjestelmän rajat vaihtelevat. Varastonhallintajärjestelmä voi päättää, että varastoa on täydennettävä, kun taas varaston ohjausjärjestelmä tai kalustonhallintaohjelmisto muuntaa tämän tarpeen laitteiden siirroiksi. Kaikissa AGV-asennuksissa ei käytetä kaikkia ohjelmistokerroksia.
Ohjaus ja navigointi
AGV määrittää, miten valtuutettua reittiä seurataan asennetun ohjausteknologian avulla. Menetelmiä ovat upotetut ohjauskaapelit, magneettinauha, optiset merkit, laserheijastimet ja paikannus kartoitettujen ympäristöpiirteiden avulla. Jotkin menetelmät edellyttävät fyysistä reitti-infrastruktuuria, kun taas toiset tukeutuvat enemmän karttoihin ja ajoneuvossa oleviin antureihin.
Olennainen ero on ajoneuvon sijainnin tuntemisen ja sen päättämisen välillä, missä se saa liikkua. Ajoneuvo voi paikantaa itsensä ilman maalattua viivaa tai upotettua kaapelia ja toimia silti ennalta määritetyillä reiteillä. Siksi fyysisen ohjausreitin puuttuminen ei yksin osoita, että ajoneuvo olisi AGV:n sijaan autonominen mobiilirobotti.
Liikkuminen ja liikenteen koordinointi
Ajoneuvo liikkuu kohti sille määritettyä asemaa samalla, kun sen ohjausjärjestelmä hallitsee liikettä. Usean ajoneuvon asennuksessa kalustonhallinta voi koordinoida pääsyä risteyksiin, yhteisille käytäville ja siirtopisteisiin. Järjestelmän on myös otettava huomioon vuorovaikutus ihmisten, käsin ohjattavien trukkien, ovien ja muiden laitteiden kanssa.
Esteiden havaitseminen ei välttämättä tarkoita itsenäistä uudelleenreititystä. Ajoneuvosta ja asennuksesta riippuen esteen havaitseminen voi aiheuttaa hidastumisen tai pysähtymisen, kunnes reitti vapautuu. Väite siitä, että AGV pystyy kiertämään esteen, on tarkistettava todellisen järjestelmäsuunnittelun perusteella.
Kuorman siirto ja suorittaminen
Määränpäässä ajoneuvo asettuu paikalleen purkamista tai kuorman vaihtoa varten. Siirrossa voidaan käyttää haarukoita, rullia, kuljettimia, nostomekanismeja tai operaattoria. Onnistunut siirto edellyttää ajoneuvon, kuormankantajan ja vastaanottavan laitteen välistä kohdistusta.
Ohjausjärjestelmä voi tämän jälkeen ilmoittaa tehtävän valmistumisesta. Tätä vahvistusta ei pidä automaattisesti pitää todisteena tuotteen henkilöllisyydestä, määrästä tai varaston tarkkuudesta: nämä tiedot riippuvat työnkulussa käytetyistä tunnistus- ja varmennusmenettelyistä.
Yleiset ajoneuvokokoonpanot
AGV:t voidaan kuvata sen perusteella, miten ne käsittelevät kuormaa. Seuraavat kokoonpanot ovat käytännön laitekuvauksia eivätkä tyhjentävä luokittelu. Kuormankäsittelykokoonpano ja navigointiteknologia ovat erillisiä ominaisuuksia.
| Kokoonpano | Kuormankäsittelymenetelmä | Esimerkkisovellus |
|---|---|---|
| Vetävä ajoneuvo | Vetää yhtä tai useampaa yhteensopivaa perävaunua tai kärryä. | Materiaalierien siirtäminen esikäsittelyalueiden ja työpisteiden välillä. |
| Yksikkökuorman kuljetin | Kuljettaa erillistä kuormaa alustalla tai integroidulla siirtokannella. | Kuormalavoitettujen tavaroiden tai konttien siirtäminen siirtoasemien välillä. |
| Automatisoitu trukki | Käyttää haarukoita yhteensopivien kuormien nostamiseen, kuljettamiseen ja sijoittamiseen. | Kuormalavojen siirtäminen lattiapaikkojen, kuljettimien tai sopivien varastointipaikkojen välillä. |
| Alleajettava ajoneuvo | Kulkee yhteensopivan kärryn tai kuormankantajan alla ja kiinnittyy siihen tai nostaa sitä. | Siirrettävien hyllyjen tai kärryjen kuljettaminen toimintapisteiden välillä. |
Soveltuvuus riippuu muustakin kuin nimellisestä kantavuudesta. Kuorman mitat, painopiste, kuormalavan kunto, noutokorkeus, kääntymistila, lattian kunto ja siirtotarkkuus voivat kaikki vaikuttaa siihen, pystyykö tietty ajoneuvo suorittamaan tehtävän.
AGV:t ja niihin liittyvät automaatiotermit
| Termi | Merkitys | Suhde AGV:hen |
|---|---|---|
| Autonominen mobiilirobotti (AMR) | Mobiilirobotti, joka liittyy autonomiseen paikannukseen, navigointiin ja liikkeen suunnitteluun toimintaympäristössä. | Kaupallinen terminologia on päällekkäistä. AGV:t yhdistetään yleensä ennalta määritettyihin reitteihin, kun taas AMR:t yhdistetään yleensä joustavampaan reitinsuunnitteluun; todelliset ominaisuudet on tarkistettava. |
| Kuljetin | Kiinteä laite, joka siirtää tavaroita määritettyä fyysistä reittiä pitkin. | Voi täyttää saman siirtotarpeen, mutta ei liiku laitoksen läpi ajoneuvona. |
| Automatisoitu varastointi- ja keräilyjärjestelmä (AS/RS) | Laitteet ja ohjaimet, jotka sijoittavat kuormat automaattisesti varastoon ja noutavat ne sieltä. | AGV voi liittyä AS/RS-järjestelmän liitäntään suorittamatta itse varastointi- ja keräilytoimintoa. |
| Varastonhallintajärjestelmä (WMS) | Ohjelmisto, jolla hallitaan varaston inventaariota ja operatiivisia työnkulkuja. | Voi pyytää tai kirjata AGV:iden suorittamia siirtoja; se ei ole ajoneuvon fyysinen ohjausmekanismi. |
AGV:n ja AMR:n välistä eroa ei pidä käsitellä yleispätevänä kaksijakoisena sääntönä. Toimittajat, tekniset asiakirjat ja turvallisuuskehykset voivat ryhmitellä tai kuvata mobiililaitteita eri tavoin. Hankinnassa ja järjestelmäsuunnittelussa reittien joustavuus, esteisiin reagointi, kuormankäsittelykyky ja turvallisuustoiminnot ovat informatiivisempia kuin pelkkä tuotemerkintä.
Käyttövaatimukset ja rajoitukset
AGV-asennus on suunniteltu materiaalinkäsittelysovellus. Sen suorituskyky riippuu ajoneuvojen, ohjelmistojen, kuormien, ihmisten ja rakennuksen välisestä vuorovaikutuksesta. Automaatio ei poista tarvetta hallita näitä olosuhteita.
- Reittiolosuhteet: Käytävän leveyden, kääntymistilan, kaltevuuksien, lattian saumojen, pinnan kunnon ja kulkurajoitusten on sovelluttava ajoneuvolle ja kuormalle.
- Kuorman yhdenmukaisuus: Vaurioituneet kuormalavat, epävakaat pinot, ulkonevat pakkaukset tai yhteensopimattomat kärryt voivat estää turvallisen noudon tai kuljetuksen.
- Siirron valmius: Määränpään on oltava käytettävissä ja kyettävä vastaanottamaan kuorma. Tukkeutunut asema voi viivästyttää ajoneuvoja edeltävissä vaiheissa.
- Liikenteen vuorovaikutus: Jalankulkijat, käsin ohjattavat laitteet ja muut automatisoidut ajoneuvot aiheuttavat koordinointivaatimuksia.
- Energiansaanti: Latauspaikkojen ja latausaikataulujen on sovittava käyttöprosessiin.
- Järjestelmäviestintä: Kun lähetys ja tilatietojen vaihto perustuvat verkkoyhteyksiin, viestintäkatkoihin on oltava määritetyt toimintatavat.
- Poikkeamien palautuminen: Operaattorit tarvitsevat menettelyt tukkeutuneita reittejä, epäonnistuneita siirtoja, vaurioituneita kuormia ja laitevikoja varten.
AGV:t voivat automatisoida toistuvia kuljetustehtäviä, mutta ne eivät takaa tiettyä työvoimasäästöä, läpimenon kasvua tai sijoitetun pääoman tuottoa. Tulokset riippuvat kuljetusetäisyyksistä, kysyntämalleista, käsittelyajasta, ruuhkista, laitteiden saatavuudesta ja tarvittavan manuaalisen työn määrästä. Kuljetuksen pullonkaula voi myös siirtyä noutoasemalle, pakkaustoimintoon tai vastaanottoprosessiin sen sijaan, että se katoaisi.
Turvallisuus ja sovelluksen arviointi
Kuljettajaton liikkuminen edellyttää edelleen riskien arviointia ja asianmukaisia suojatoimia. Vaaroja voi aiheutua törmäyksistä, puristumis- tai murskautumiskohdista, putoavista kuormista, odottamattomista liikkeistä sekä huollon tai manuaalisen palautuksen aikaisesta vuorovaikutuksesta. Havaitsemislaitteet ja hätäpysäytykset ovat turvallisuusjärjestelmän osia eivätkä korvaa koko sovelluksen arviointia.
ISO 3691-4 käsittelee kuljettajattomien teollisuustrukkien ja niiden järjestelmien turvallisuusvaatimuksia ja todentamista. Standardiin viittaaminen ei yksin tarkoita, että asennus olisi turvallinen tai lainmukainen. Sovellettavat vaatimukset riippuvat laitteistosta, käyttöolosuhteista, lainkäyttöalueesta ja standardin asiaankuuluvasta versiosta.
Ennen asennuksen valintaa tai muuttamista hyödyllisiä arviointikysymyksiä ovat:
- Mitä täsmällisiä kuormia, noutopisteitä ja määränpäitä järjestelmän on käsiteltävä?
- Soveltuvatko reitit ja siirtoliitännät sekä normaaliin että ruuhka-aikaiseen käyttöön?
- Miten ihmiset ja muut ajoneuvot ovat vuorovaikutuksessa laitteiden kanssa?
- Mitä tapahtuu, kun reitti on tukossa tai kuormaa ei voida siirtää?
- Kuka saa nollata vikoja, palauttaa ajoneuvoja tai mennä rajoitetuille alueille?
- Miten tehtävän suorittaminen, kuorman tunnistaminen ja varastopäivitykset varmennetaan?
- Miten pohjapiirrosten, pakkausten, ohjelmistojen tai käyttömenettelyjen muutokset tarkistetaan?
Nämä tarkistukset auttavat määrittämään sovelluksen rajat. Tyhjässä käytävässä tehty esittely ei osoita suorituskykyä tai turvallisuutta toimivassa varastossa, jossa on sekalaista liikennettä ja vaihtelevia kuormia.
UKK
Mitä AGV tarkoittaa logistiikassa?
AGV tarkoittaa automatisoitua ohjattua ajoneuvoa; myös ilmaisua automaattisesti ohjattu ajoneuvo käytetään. Se on kuljettajaton teollisuusajoneuvo, jota käytetään materiaalien siirtämiseen määritettyjä reittejä pitkin.
Tarvitseeko AGV kaapelin tai magneettinauhan?
Ei. Jotkin AGV:t käyttävät kaapeleita tai nauhaa, kun taas toiset käyttävät laserohjausta tai paikannusta kartoitettujen piirteiden perusteella. Ohjausteknologia on tarkistettava erikseen reitinsuunnittelukyvystä.
Mitä eroa on AGV:llä ja AMR:llä?
AGV:t yhdistetään yleensä ennalta määritettyihin reitteihin, kun taas AMR:t yhdistetään yleensä joustavampaan autonomiseen navigointiin. Terminologia on päällekkäistä, joten todelliset navigointi-, esteisiin reagointi- ja turvallisuusominaisuudet ovat tärkeämpiä kuin nimitys.
Voiko AGV päivittää varaston inventaariotietoja?
AGV-järjestelmä voi vaihtaa siirtojen vahvistuksia varasto-ohjelmiston kanssa. Tarkka varastopäivitys riippuu myös oikean kuorman tunnistamisesta, sen määränpään vahvistamisesta ja asianmukaisten järjestelmäohjausten soveltamisesta.
Lähteet
- ISO 3691-4: Teollisuustrukit — Turvallisuusvaatimukset ja todentaminen — Osa 4: Kuljettajattomat teollisuustrukit ja niiden järjestelmät — Kuljettajattomien teollisuustrukkijärjestelmien turvallisuuskehys ja soveltamisala.
- Occupational Safety and Health Administration: Industrial Robot Systems and Industrial Robot System Safety — Teollisuusrobotiikan yleiset vaarat, riskien arviointi, suojaukset ja käyttöturvallisuuden tausta.
- Wikipedia: Automated guided vehicle — Tukiviite terminologiaan, ohjausmenetelmiin, ajoneuvokokoonpanoihin ja materiaalinkäsittelysovelluksiin.
