Míg a fixen telepített robotok számos gyár és gyártóüzem jól bevált, fontos termelő egységeit jelentik, a jövő gyárának a mobilplatformok és manipulátorok válnak majd szerves részévé.
Bruno Adam, az Omron mobilprojektekkel foglalkozó európai ágazatának üzleti igazgatója megválaszolja a gyártási folyamatok fejlődésével kapcsolatosan felmerülő kérdéseket, valamint azt is, hogy a magasabb gyártási rugalmasságot igénylő gyárak miért váltanak a hagyományos szállítószalagokról és automatikus vezérlésű járművekről (ADV) az intelligensebb (AIV) mobilrobotokra.
MM.: Ön szerint jelenleg mi az iparág legfontosabb fejlesztési iránya?
B.A.: Az iparág egyértelműen a fokozott automatizálás felé halad, az Ipar 4.0 stratégia alkalmazásának szemléletével. A legtöbb gyártó a gyártási folyamat és a gépek fokozott felügyeletével szeretné elérni a termelékenység növelését. Az automatizáció kínálta fejlődés segítséget nyújt a termelékenység növelésében azoknak a gyártóknak, akiket nagy nyomás alatt tartanak akár az ügyfelek, vagy akár nemzetközi viszonylatban néhány ország vezetése is.
Egy másik érdekes irány a termékek személyre- és testreszabása. A gyártók sokat tanultak a Coca-Cola „Share a Coke” marketingkampányából, mely során a vásárlók a dobozon a saját nevükkel ellátott üdítőt vásárolhattak. Ezt a példát több márka is sikerrel követte, például a Nutella és a Marmite is. A gyártók a napi fogyasztási cikkek szektorán túl is tudják, hogy ha több lehetőséget kínálnának ügyfeleiknek, az nagyobb eladási mennyiséget eredményezhet – ennek eléréséhez viszont újra kell gondolniuk, hogyan folyik náluk a termelés. Szerencsére az automatizálás segítségével könnyebben elérhetik ezen célt.
MM.: Miben különbözik az új módszer a jelenlegitől?
B.A.: A jelenlegi gyártás filozófiája a lineáris gyártósör köré épül. Ez nagyon jó módszer, amikor a nagy mennyiségű, egyforma termékeket kell előállítani. Amennyiben a gyártó azonos mennyiségben, de nagyobb választékban szeretné előállítani az árucikkeket, az ilyen típusú gyártósor nem a legmegfelelőbb megoldás. Néhány előrelátó vállalat a gyártócella alapú megközelítéssel próbálja növelni a termék választékát, de ez már önmagában is több problémát vet fel. A szállítószalagok ideálisak a hagyományos gyártósorok esetén, de nem működnek jól nem-lineáris gyártói környezetben. Az összetett gyártási folyamatok esetén a szállítószalag egyetlen valódi alternatívája a kézi árumozgatás. A cellaalapú megközelítés ahhoz vezetett, hogy több embert kell alkalmazni a félkész termékek kocsikkal, szállítókocsikkal és emelővillákkal történő celláról-cellára való szállításához. Ez természetesen visszafogja az automatizálás hatékonyságával és árával kapcsolatos előnyöket.
MM.: Hogyan lehet kiküszöbölni ezeket a kihívásokat?
B.A.: A mobilrobotok bevezetése lehet a megoldás. Az első hullámban elkészített mobilrobotok a fizikai eszközökkel való kölcsönhatás alapján tájékozódtak. Általában festékcsíkot vagy mágneseket követtek, más típusok pedig a falon elhelyezett speciális jelzéseket. Ennek ellenére a szállítószalagokhoz hasonló hátránnyal rendelkeztek: csak két meghatározott pont között szállították a termékeket. Így ha ezek a pontok megváltoztak, a működésükhöz változtatni kellett a környezeten, ami egyszerre volt időigényes és költséges is.
A gyártócella alapú termelés hatékony működéséhez egy intelligens mobilrobot szükséges, amely ismeri a működési környezetét, és ki tudja számítani a leggyorsabb útvonalat különböző pontok között. Egy ilyen jármű megalkotása két okból is lehetetlen volt, egészen mostanáig – eddig nem állt rendelkezésre olyan nagy adatfeldolgozási sebesség, amely képes az önálló munkavégzéshez szükséges, a mesterséges intelligencia komplex algoritmusainak lefuttatására, valamint a robot kis méretéhez illeszkedő akkumulátor sem volt korábban elérhető. Továbbá a lézerradarok technológiája sem volt elég fejlett ahhoz, hogy a robot biztonságosan tudjon az üzemben navigálni. Az elmúlt évek technológiai fejlesztéseinek köszönhetően mára elhárultak ezek a fejlődést akadályozó korlátok.
Az Omron már egy ideje foglalkozott az intelligens mobilrobotok fejlesztésével, és a közelmúltban mutatta be az intelligens mobilrobotok (AIV) Omron LD termékcsaládját.
MM: Hogyan navigál az Omron AIV?
B.A.: Első lépésként a robotot körbevezetik a gyárban, hogy a lézerradarja segítségével feltérképezze a környezeteben lévő tárgyakat. A robot ezután „összefűzi” a begyűjtött információkat, megalkotva a gyár statikus térképét 200 mm magasságig. Ez a térkép tartalmazza az üzemi területen lévő polcokról, gépekről, falakról és ajtókról származó összes adatot. A robot ezt a térképet használva tudja kiszámítani a legideálisabb útvonalát bármely pontból bármely pontra.
Amikor egy feladathoz egynél több járműre van szükség, akkor a mobilrobotok nem csak egymagukban tudnak feladatokat elvégezni, hanem több robottal együtt is. A flottakezelő szoftver a mobilrobotok koordinátoraként működik. Ez elengedhetetlen a működéshez, mert kiszámítja, hol van a legközelebbi mobilrobot, amelynek segítségre van szüksége, és elindítja azt a megfelelő irányba. A szoftver informálja a mobilrobotot a forgalmas területekkel kapcsolatban is, így az rendelkezik a számításokhoz szükséges információkkal. A flottakezelő szoftver a mobilrobotokkal és a gyártó gépekkel is kommunikál, miközben folyamatosan figyeli a robotok helyzetét.
Működés közben a lézerradar 220 fokos látószöget biztosít a mobilrobot számára, amely így biztonságosan el tudja kerülni az útjában lévő tárgyakat, és valós időben, a környezethez illeszkedve tudja változtatni a sebességét. A robot oldalain függőleges lézerradarok találhatóak, amelyek támogatják a fő lézerradart. Ezek az érzékelők biztosítják, hogy az útvonal elkerülje az akadályokat és a kiömlött anyagokat, valamint a kiálló tárgyakat, például egy targonca villáját vagy a nyitott fiókokat, amelyek akadályozhatják a mobilrobotot.
MM: Az ipari alkalmazásokban sincs egységes megoldás, lehetséges-e a mobilrobotok testreszabása?
B.A.: Igen ez lehetséges. Vegyük például az Omron LD mobilrobotokat, ezek különféle módokon állíthatóak össze. A mobilrobot alapja ugyanaz marad, de a felépítményt az alkalmazástól függően lehet változtatni. Két alapkonfiguráció van. az OEM, és a kocsiszállító kialakítás.
Az OEM mobilrobotok csak félig működnek önállóan, mert a be- és kirakodást kézzel kell elvégezni, de természetesen ezek is testre szabhatóak. Az egyik gyógyszeripari alkalmazás egy zárt dobozt használ, amelyben a mobilrobot korlátozottan felhasználható anyagokat szállít a létesítményen belül. A kocsiszállító mobilrobotok viszont teljesen önállóan tudnak működni.
Mindemellett a gépgyártók folyamatosan dolgoznak az újabb változatokon, például az elől vagy oldalt rakodó megoldásokon és sok más egyéb lehetőségen.
MM: Mi a következő lépés a mobilrobotok világában?
B.A.: Még mindig van néhány kihívás, amelyet meg kell oldani a mobilrobotok következő generációjában. A komplex, szűk környezetekben történő munkához a mobilrobotoknak összetett pályákat kell kiszámítania, a jármű alakját és rakományát is figyelembe véve. Ez teszi lehetővé, hogy elkerüljék az akadályokat például a szűk kanyarokban is. A pályagenerátoron végzett kisebb fejlesztések is jelentős javulást hozhatnak, mert így az egész flotta mozgékonyabbá válik.
Egy másik fejlesztési terület a mobilrobotok teherbírása. A legnagyobb Omron LD mobilrobot jelenleg 130 kg szállítására képes, amely megfelel a legtöbb alkalmazáshoz. Azonban bizonyos ügyfeleknek, például az ital- vagy autóiparban nagyobb teherbírású mobilrobotokra lenne szüksége. A nagyobb mobilrobotok több szabályozást igényelnek, és több biztonsági akadállyal kell szembenézniük. Idővel ez is meg fog történni.
A flottakezelő szoftver következő generációi összetettebb gyártási folyamatokat engedélyeznek majd. A szoftver jelenleg a gyártósor állapotára reagál – amely azt eredményezi, hogy a robotnak várnia kell a tervezőszoftver hívására a rakománnyal kapcsolatban. A következő szoftvergenerációban ez már intelligensebb folyamat lesz. A tervezőszoftver előre fogja tervezni a mobilrobot lépéseit, vagy fel fogja készíteni egy munka befejezésére. Ez a termelékenység további növekedését és a mobilrobot hosszabb működési idejét fogja eredményezni.
A mobilrobotok további funkciókkal is rendelkeznek majd a különböző alkalmazásokhoz. Például RFID és vonalkódolvasókkal is növelni lehet a mobilrobotok intelligenciáját, továbbá ez lehetővé tenné, hogy több feladatot is el tudjanak látni a raktárakban.
Az Omron vállalatról
Az ipari automatizálás területének egyik vezető vállalataként az Omron Corporation alapvető érzékelési és vezérlési technológiáira támaszkodva terjeszkedik a piacon többek között vezérléstechnikai elemek, elektronikai komponensek, autóipari elektronikai komponensek, továbbá szociális infrastrukturális, egészségügyi és környezetvédelmi megoldások formájában. Az Omron 1933-ban alapult, alkalmazottai száma mára megközelítőleg 39 000, és több mint 110 országban, illetve régióban kínálja termékeit és szolgáltatásait. Az ipari automatizálás piacán az Omron az előállítást, a termékeket, valamint az ügyféltámogatást érintő innovációt elősegítő automatizálási technológiákkal dolgozik egy jobb társadalom létrejöttén.
