Сегодня передовые промышленные компании в разных отраслях стремятся активно применять у себя драйверы Industry 4.0. Ее концепция предусматривает в том числе коренное обновление принципов автоматизации производства. Одним из пионеров Industry 4.0 в Европе стала компания Skoda Auto, разработавшая стратегию «оцифровки» своего производства до 2025 года и приступившая к ее планомерной реализации с помощью ультрасовременных технологий. Знаковым событием в этом процессе стало пилотное внедрение полностью автономного интеллектуального мобильного робота на одной из производственных площадок компании в небольшом чешском городе Врхлаби. Этот завод с полуторавековой историей был существенно модернизирован в 2012 году и сегодня производит высокотехнологичные трансмиссии для автомобилей Skoda и других марок концерна Volkswagen Group.
Безусловно, само по себе наличие роботов в сборочном цехе автомобильного завода уже никого не удивляет. Стационарные механизмы с адаптивным управлением, оснащенные многоосевыми манипуляторами на сервоприводах, давно включились в производственные процессы на крупных современных предприятиях. Кроме того, за последние годы промышленные роботы благодаря технологиям машинного зрения обрели очень востребованную на производствах способность к высокоточным операциям.
Задачи снижения трудозатрат персонала на решение многочисленных задач внутрицеховой, межцеховой и складской логистики решаются путем применения нового типа устройств – мобильных роботов. При этом до недавнего времени мобильная робототехника развивалась в основном в направлении создания механизмов класса AGV – автоматизированных направляемых транспортировочных роботов. Эти передвижные устройства, несмотря на кажущуюся автономность, не могут считаться интеллектуальными, поскольку их маршрут либо заранее определен размещением путевых меток, либо динамично задается дистанционным операторским управлением. И тот и другой способы имеют свои ограничения и недостатки, в том числе в плане обеспечения безо-пасности персонала.
Мобильные роботы Omron серии LD принадлежат к инновационному классу AIV – автономных интеллектуальных транспортировочных роботов, применение которых открывает новые перспективы для автопроизводителей по созданию быстро перенастраиваемого производства с нелинейной конвейерной структурой.
Новым «ценным кадром» завода во Врхлаби с июня 2018 года стал мобильный робот Omron серии LD. Его повседневные обязанности – транспортировка компонентов изделий от измерительного центра к участку механической обработки. Ежедневно робот выполняет до 120 таких перемещений, в общей сложности проезжая по 35 километров за смену, причем, что любопытно, каждый раз делает это в рамках одного цикла разряда аккумуляторов.
На первый взгляд подобная задача вполне по силам роботам предыдущего поколения, но, как показывает практика, обычные мобильные роботы, не обладающие интеллектуальным функционалом, далеко не всегда способны эффективно и без сбоев справляться с промышленной транспортировкой среди разнообразных и неожиданных препятствий на пути следования. В этом смысле наиболее серьезную опасность для классических мобильных роботов представляют вилочные погрузчики, способные случайным столкновением вывести «автоматизированного курьера» из строя или необратимо сбить его с намеченного маршрута. А непредсказуемые перемещения цехового персонала могут быть рискованными не только для робота, но и для самих людей, снижая безопасность производственной среды.
К счастью, используемый на заводе Skoda робот Omron LD относится к инновационному классу AIV. Это означает, что предприятие получило как минимум четыре важных преимущества при внедрении и эксплуатации мобильного роботизированного транспорта.
Во-первых, внедрение роботов не потребовало никакой специальной модификации и подготовки рабочей среды. Для передачи роботу достоверных данных о предстоящем фронте работ достаточно однократно провести его по заданному маршруту в ручном режиме – с помощью джойстика или дистанционного управления с планшета. Во время этой «учебной экскурсии» встроенная вычислительная система мобильного робота Omron LD путем анализа данных от богатого комплекта встроенных датчиков и сканирующих систем автоматически формирует в памяти устройства подробную карту окружающего рабочего пространства для дальнейшей навигации. Для сравнения: в случае с направляемым AGV-транспортом внедрение включало бы предварительную расстановку фиксированных маршрутных меток (индукционных петель, магнитных полос или отражателей) по всей протяженности пути от точки погрузки до точки выгрузки.
Во-вторых, AIV-робот способен к оперативному самостоятельному распознаванию возникающих на пути неподвижных и подвижных препятствий и мгновенной оптимальной корректировке своего курса для предотвращения столкновений. При этом он стремится минимизировать задержки в пути и достичь места назначения как можно быстрее, несмотря на необходимость огибать препятствия. Система сбора роботом данных для формирования и оперативной адаптации карты рабочего пространства (Flexible Mapping) включает передний сканирующий лазерный дальномер (лидар) с углом обзора 240, нижний и боковые лазерные сканеры безопасности, задние сонары, а также датчики приближения на переднем бампере.
В отдельных случаях, например при необходимости перемещения робота по обширным складским площадям, этот набор может быть расширен модулем Acuity Localization. Модуль представляет собой камеру, которая идентифицирует лампы верхнего освещения, создавая тем самым дополнительную опорную координатную сеть для наиболее точного определения положения робота даже в условиях нестабильной конфигурации рабочего пространства.
В-третьих, немаловажно, что возникающие в связи с производственной необходимостью изменения порученной роботу транспортной задачи не потребуют, как это было бы при использовании мобильных устройств предыдущего поколения, трудоемкого переноса физических маршрутных меток. Навигационную карту робота Omron LD можно легко отредактировать с планшета с помощью приложения MobilePlanner, изменив существующие пункты загрузки и выгрузки, а также при необходимости скорректировать зоны ограничений передвижения. Внедренный на заводе Skoda робот при необходимости может перемещаться в пункты назначения на всей производственной площади, которая охватывает 16 тысяч квадратных метров.
И наконец, четвертое преимущество, которое получила компания Skoda, – по определению заложенная в AIV-проект возможность простого масштабирования. Концепция интеллектуальных мобильных роботов Omron серии LD подразумевает совместную работу групп роботов (так называемых флотилий) общей численностью до 100 штук на одной производственной площадке. Бесконфликтное и эффективное взаимодействие роботов в рамках флотилии координируется програм-мным модулем Fleet Management.
Это серверное приложение запускается на аппаратной платформе Enterprise Manager, которая представляет собой сетевое устройство высотой 1U для стандартной 19-дюймовой стойки. Система Fleet Management распределяет задания между несколькими мобильными роботами, выбирая для каждого задания наиболее подходящее устройство, управляет транспортным потоком, оптимизируя перемещение роботов, а также является узлом интеграции флотилии с информационными системами предприятия, в том числе системами класса MES, WMS и ERP.
Вполне вероятно, что в ближайшем будущем увеличивающиеся объемы производства на заводах Skoda Auto и дальнейшая реализация предприятием концепции Industry 4.0 приведут к расширению парка мобильных роботов нового поколения и формированию слаженно действующих флотилий.
Очевидно, что благодаря перечисленным выше свойствам интеллектуальные мобильные роботы Omron LD способствуют значительному увеличению эффективности каждодневной внутрицеховой, межцеховой и внутрискладской логистики, повышению безопасности персонала, а также гибкости производства. Положительные результаты проекта на заводе Skoda во Врхлаби, по мнению руководства компании, стали ощутимы уже на этапе пилотного внедрения AIV-робота.
Символичное звучание обретает общеизвестный факт: именно в Чехии около ста лет назад с легкой руки писателя Карела Чапека зародилось само понятие и слово «робот» – один из немногих славянизмов, укоренившихся во всех языках мира. Так что можно сказать, новому роботу удалось стать «пророком в своем отечестве», возвещающим долгожданную эру третьего поколения робототехники – эру интеллектуальных самообучающихся машин, безопасных и дружественных к человеку.
Сегодня внедрение интеллектуального автономного транспорта в промышленном производстве не ограничивается отраслью автомобилестроения. Мобильные роботы Omron LD успешно трудятся на предприятиях пищевой, фармацевтической и легкой промышленности, в сфере производства электронных устройств, в логистических центрах, а также гостиницах и медицинских учреждениях. Вне зависимости от конкретной задачи устройства повышают эффективность производственных процессов, сокращают время простоя оборудования, сводят к минимуму ошибки транспортировки, улучшают отслеживание перемещения материалов и избавляют персонал предприятий от неквалифицированного труда, сохраняя и повышая безопасность производственной среды.
Автор: Андрей Шаверин
Источник: http://www.umpro.ru/
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
