Los AMR se adaptan y prosperan durante la pandemia y más allá

Los fabricantes requieren versatilidad ante necesidades cambiantes

En agosto, Rob Sullivan tenía programada una instalación para dos de sus robots móviles autónomos en el Centro de Innovación de Deutsche Post DHL Group en Troisdorf, Alemania. Pero con las restricciones de viaje de EE. UU. a Europa debido a la pandemia de coronavirus, el técnico de instalación de Sullivan no pudo volar a Alemania para ayudar con el trabajo.

Así que, en una solución muy del siglo XXI, el equipo de Sullivan en AutoGuide Mobile Robots realizó la instalación virtualmente.

«Después de mucha consideración, decidimos que la mejor manera de proceder era entrenar a nuestro integrador de sistemas local (alemán), ST-IR (ST Integration & Robots), usando un headset wearable de RealWear», escribió Sullivan, CEO de AutoGuide Mobile Robots, en LinkedIn, una publicación que Smart Manufacturing verificó. «Juntos, trabajando virtualmente con ST-IR, instalamos un AutoGuide MAX-N Pallet Stacker y MAX-N Tugger en las instalaciones de ST-IR para entrenarlos en cómo hacer la implementación».

La gente de ST-IR tomó entonces el conocimiento que adquirieron de AutoGuide y los dos robots móviles autónomos (AMR) a DHL, donde los integradores alemanes pudieron instalar con éxito el tractor y el apilador de paletas –con técnicos de AutoGuide asistiendo virtualmente desde EE. UU. El equipo de ST-IR pudo hacer la instalación en unos pocos días, sin afectar la línea de tiempo del proyecto.

Diferencias clave entre AMR y AGV

Mientras AutoGuide usó un integrador para la instalación remota en el extranjero, los técnicos de AutoGuide pueden asistir directamente a fabricantes ubicados en EE. UU.

Michael Fleming, un integrador de sistemas con décadas de experiencia, dijo que un integrador de sistemas es opcional porque los AMR están diseñados e ingenierizados para ser fáciles y rápidos de instalar y útiles de reconfigurar conforme cambian los requisitos en una planta industrial.

«Los AMR se centran en que el usuario/propietario pueda programar, personalizar e integrarlos ellos mismos, mientras que los fabricantes de AGV [vehículo guiado automatizado] tienden a hacerlo por el cliente», dijo Fleming, quien es gerente global de producto para AMR y AGV en el integrador de sistemas MHS.

Si bien los AMR y AGV pueden realizar algunas de las mismas tareas, muchas de las cuales se centran en mover material de un lugar a otro, existen otras diferencias entre las dos tecnologías.

«La mayor diferencia está en la mentalidad de que el AMR es descentralizado y no necesita un gestor de flota», agregó. «En los últimos dos años, los fabricantes de AMR han comenzado a ofrecer un gestor de flota por la misma razón que los AGV siempre han tenido uno».

Eso tiene que ver con el número de vehículos autónomos operando en una ubicación. Con números crecientes, eventualmente el negocio tiene una flota, y la gestión de esa flota se vuelve una necesidad.

«A medida que los tamaños de flota crecen y las tareas objetivo son más deterministas en naturaleza [las tareas necesitan ejecutarse dentro de un marco de tiempo específico consistentemente durante el día], la necesidad de gestión eficiente de tráfico y asignación de órdenes está siendo reconocida por los fabricantes de AMR», dijo Fleming.

Hay otras diferencias entre los AGV, inventados en los años 1950, y los AMR, que llevan cerca de una década, dijo.

«Los AMR tienden a descentralizar sus controles al propio vehículo, lo que a menudo los hace más caros», dijo Fleming. En otras palabras, «hay mucha más inteligencia en el propio vehículo».

Esa inteligencia se manifiesta de muchas formas, incluida la navegación. Si un AGV encuentra un obstáculo, normalmente se queda quieto hasta que alguien mueve el objeto. Un AMR, por otro lado, navegará alrededor del obstáculo o elegirá otro camino para llegar donde necesita ir.

Programación drag-and-drop con Fetch Robotics

La necesidad de ese tipo de flexibilidad impulsó a una emprendedora a iniciar su empresa de AMR hace más de seis años.

Programa el robot con arrastrar y soltar

«Empezamos la empresa enfocados en problemas de escasez de mano de obra y flexibilidad con la tecnología de automatización actual», dijo Melonee Wise, CEO de Fetch Robotics. «El problema en el que nos enfocamos fue cómo proporcionar movimiento flexible de mercancías, ya sea entrega a pie de línea, entrega just-in-time o de estación de trabajo a estación de trabajo».

«Una de las cosas que escuchamos de ingenieros de manufactura o de procesos es que mucha de la tecnología de automatización existente tomaba mucho tiempo en configurarse. Requería mucho mantenimiento. Requería mucha instalación. Y era muy difícil de cambiar», dijo.

«Así que, cuando querían cambiar la línea por estacionalidad o lo que fuera, era muy difícil hacer todos estos cambios y requería mucho soporte de TI in situ, también».

Fetch fabrica: una línea de robots para manipulación automatizada de materiales y recolección automatizada de datos; plataformas para investigación robótica; una plataforma para robots comerciales; y robots de desinfección asociados, que usan la base AMR de Fetch con tecnología desinfectante de un socio de la industria.

Después de que un cliente de Fetch desempaqueta su AMR, lo conduce por su instalación para crear un mapa. Luego dibuja las rutas que quiere que tome el robot en el mapa. Programa el robot con un menú drag-and-drop de instrucciones de flujo de trabajo. Todos estos pasos son soportados remotamente, debido a la pandemia, por un ingeniero de aplicaciones de Fetch.

Las interacciones subsiguientes con el AMR son a través de pantalla táctil, tablet o escáner.

«Hemos construido mucha componentística que hace que la integración en la fábrica sea muy fácil de integrar con automatización fija porque somos [solo] una parte de la historia de la automatización», dijo Wise. «Nos conectamos e integramos con sistemas de ejecución de gestión, con la automatización física, con PLCs. Nos conectamos a escáneres de mano, sistemas de voz a veces, dependiendo de lo que el cliente quiera que integremos».

La visión de Wise de toda la automatización en una fábrica y el trabajo de integrar una parte de esa imagen completa puede provenir de su trabajo previo como una de las desarrolladoras principales de ROS, o Robot Operating System, un SO con una capa adicional para visualización y simulación.

Los robots Fetch usan algo de ROS, pero tienen un sistema operativo basado en Linux.

Para gestión de flota, el software de robótica FetchCore está en la nube y proporciona analíticas, programación, configuración de robots y gestión de tareas y flujos de trabajo.

Tareas típicas de los AMR de Fetch

• Mover lavavajillas parcialmente ensamblados a una línea de ensamblaje para completarlos;
• Entregar kits de partes de motores de embarcaciones;
• Enviar dispositivos electrónicos en una instalación de devoluciones desde la estación de reparación a la ubicación del técnico de calidad;
• Inventariar etiquetas RFID de tubos de acero y aluminio vía AMR equipado con lectores, y
• Empujar unidades electrónicas ensambladas a un transportador para empaquetado.

Grandes espacios exigen AMR

Los robots de AutoGuide de Sullivan consisten en una base AMR con adaptadores personalizados, incluyendo tractor, apilador de paletas y montacargas de alta bahía.

«Igual que un robot donde tienes un efectador final», dijo en una entrevista con Smart Manufacturing. «No construirías un robot solo para una aplicación. Construyes un robot y le pones diferentes efectadores finales. Así es como lo construimos nosotros. Un robot con adaptadores que son equivalentes a efectadores finales».

Un tractor que vendió a un fabricante de bienes de consumo en Arkansas trabaja en una planta y almacén de 800.000 pies cuadrados, con una pendiente del 4 por ciento entre las áreas de manufactura y almacenamiento.

Transporta 200.000 libras de mercancías cada día.

«No querían optar por un AGV tradicional debido a las distancias y el gasto que requería instalar esa estructura magnetizada», dijo Sullivan. Los AGV más nuevos usan cinta magnética en los pisos para navegar en lugar de cables incrustados como los modelos anteriores.

«Cualquier instalación grande –ya sea un centro de distribución o un almacén asociado con manufactura– requeriría cambios de infraestructura costosos y que consumen tiempo para instalar cables permanentes, tiras magnéticas o sensores incrustados en el piso», dijo.

«Si los procesos de una empresa cambian, la instalación debe actualizarse de nuevo. Simplemente no son prácticos ni rentables para usar en instalaciones de cualquier tamaño».

Navegación con visión 3D: Seegrid

Los robots de Seegrid se distinguen por su nombre –robots guiados por visión (VGV) vs. AMR– y por su navegación.

«De manera bastante única en el mercado usamos cámaras para nuestra navegación, y hemos encontrado que es la navegación más confiable en el espacio AMR», dijo Jeff Christensen, VP de producto.

Las 10 cámaras en los dos modelos VGV de Seegrid –un tractor y un transpaleta– funcionan en cinco pares estereoscópicos y capturan datos de visión hemisférica. El software del VGV luego determina qué es importante en el entorno.

Esta gran cantidad de datos hace posibles cambios de ruta mientras la producción continúa funcionando, «y nadie más puede hacer eso», afirmó Christensen.

«La manufactura, almacenamiento y distribución son entornos altamente dinámicos, y para navegar de manera confiable en ese tipo de condiciones del mundo real es mucho mejor recopilar muchos más datos de los que puedes posiblemente manejar y luego dejar que el software determine qué es importante en el entorno que te rodea, en lugar de limitar tu vista y luego intentar extrapolar desde allí y adivinar qué hay a tu alrededor», dijo comparando la navegación por visión 3D real con la guía basada en láser con LiDAR.

El trabajo más común para los robots de Seegrid en manufactura es entrega de partes a una línea, y su verdadera propuesta de valor entra en juego en plantas que no pueden mantener el ritmo de la demanda de su producto.

De las minas de carbón a las fábricas

Mientras los robots son comúnmente culpados de quitar empleos estadounidenses, AutoGuide Mobile Robots no solo creó empleos para instalar y mantener sus robots, sino que también cubrió algunos de esos empleos con mineros de carbón reentrenados.

AutoGuide y su socio principal de integración, Heartland Automation, contrataron a 25 ex mineros de carbón que fueron entrenados en el Instituto Avanzado de Manufactura Haas eKentucky (eKAMI).

Ubicado a pocas millas de las instalaciones de manufactura de las empresas en Kentucky, eKAMI se lanzó en 2017.

Los estudiantes en eKAMI participan en programas acelerados en maquinaria de control numérico computarizado para las industrias de robótica, aeroespacial, médica y otras manufacturas avanzadas.

«Encontrar personal calificado para manufactura e instalaciones puede ser extremadamente difícil, así que hemos estado encantados de encontrar un recurso como eKAMI», dijo el CEO de AutoGuide, Rob Sullivan. «No solo obtenemos técnicos trabajadores y altamente calificados, sino que ellos obtienen empleos que probablemente ni siquiera sabían que eran posibles para ellos mientras trabajaban en las minas de carbón».