Los AMR no son solo AGV nuevos

Los robots móviles autónomos son más que el manejo automatizado de materiales

Zebra Technologies, un fabricante de herramientas para digitalizar y automatizar flujos de trabajo, ya había aumentado el número de trabajadores de primera línea en muchas industrias con sus lectores de códigos de barras y computadoras móviles de mano. Agregar robots móviles autónomos (AMR) a sus ofertas a través de la adquisición de Fetch Robotics parecía un buen próximo paso.

Cuando se cerró la adquisición en 2021, Zebra, Lincolnshire, Ill., obtuvo dos fer, incluidos tanto la fuerza como el cerebro.

En un extremo del espectro, ahora ofrece tecnología que puede realizar tareas pesadas de fuerza bruta como levantar, transportar y tirar de cosas pesadas. Después de la programación, Fetch y otros AMR utilizados en la fabricación pueden actuar por sí solos para descargar camiones en un muelle, llevar materiales al almacén y colocarlos en un estante, transportar componentes a una línea de fabricación, convertirse en una parte virtual de esa misma línea y incluso sacar la basura.

La autonomía de los AMR genera comparaciones con los automóviles autónomos, pero estos robots ya cuentan con estándares de seguridad para garantizar que puedan operar de manera segura alrededor de los humanos.

En el otro extremo del espectro, los AMR pueden tener "cerebros" de software sofisticados capaces de aplicar inteligencia artificial a la gestión logística. Sus aplicaciones pueden analizar los trabajos que deben realizarse y vincular las tareas individuales con los activos disponibles para realizar el trabajo.

“Ese es exactamente todo nuestro enfoque, la orquestación”, dijo Daniel Theobald, fundador y CIO de Vecna ​​Robotics, Waltham, Massachusetts. “Es como ser un gran maestro de ajedrez”.

¿Cómo obtiene el mejor rendimiento en sus instalaciones, independientemente del hecho de que son dinámicas e impredecibles? Los camiones llegan tarde, la gente no se presenta a trabajar y los equipos se estropean. Theobald dijo que el uso del software de orquestación Pivotal de Vecna ​​solo duplicó el rendimiento en una instalación de envío sin ningún recurso adicional cuando se usó para ayudar a determinar las mejores asignaciones en tiempo real.

“Probablemente suene increíble, pero la razón por la que funciona tan bien es que el rendimiento de una instalación se ve limitado en última instancia en un momento dado debido a un único cuello de botella”, dijo Theobald. “Y los seres humanos no son buenos para averiguar [en tiempo real] dónde está ese cuello de botella. En eso es en lo que la IA es buena, en ver el sistema como un todo, teniendo en cuenta miles de variables”.

¿Por qué es todo eso importante? En pocas palabras, los AMR permiten que las máquinas y los humanos hagan lo que mejor saben hacer.

Las máquinas son buenas para proporcionar la fuerza necesaria para realizar los trabajos. Ese no es el caso de los humanos, cuyos cuerpos sufren cuando intentan realizar tareas físicas más allá de sus capacidades. Con las máquinas, la ingeniería se puede aplicar para acomodar cargas más pesadas. Cuando sus baterías se agotan, se pueden recargar. Si algo se rompe, la pieza puede repararse o instalarse una nueva.

Inteligencia aumentada para la planificación

Desafortunadamente, los humanos tampoco son buenos para tener en cuenta todos los factores que afectan el rendimiento en una fábrica, pero eso es en lo que el software con IA que se ejecuta en el servidor de la empresa o en la nube es realmente bueno.

El software robótico basado en la nube de Fetch Robotics, FetchCore, tiene la capacidad no solo de optimizar los robots o los trabajadores humanos, sino que puede optimizarlos colectivamente de una manera altamente productiva y eficiente, dijo Jim Lawton, vicepresidente y gerente general de automatización robótica. en Zebra Technologies/Fetch Robotics.

“Lo que podemos hacer en Zebra es optimizar tanto los AMR como las personas”, dijo Lawton. “Entonces, si necesito que se haga algo específico, puedo coordinar a ambos para que la persona y el robot aparezcan al mismo tiempo, en el mismo lugar y hagan lo que deben hacer. Luego, se guía a la persona a cuál es su próxima tarea, y se guía al robot a su próxima tarea y usted está constantemente funcionando de una manera mucho más optimizada".

Esa eficiencia y optimización es fundamental en la fabricación, donde existía una escasez crónica de mano de obra incluso antes de la Gran Renuncia que comenzó en 2021 durante la pandemia. Las operaciones eficientes también pueden liberar tiempo para la mejora de las habilidades que se necesita para mantener a los trabajadores comprometidos y relevantes en un mundo donde se deja que la automatización literalmente haga el trabajo pesado.

¿Pueden los AMR convertirse en parte de la línea de montaje?

Flex Ltd., un fabricante por contrato global de $24 mil millones con sede en San José, California, comenzó a usar AMR hace aproximadamente 10 años y ahora tiene más de 300 manipuladores de materiales autónomos en sus más de 100 ubicaciones. Sus robots se utilizan en entornos de operaciones, fábrica, almacén, logística, depósito de servicio, reparación y mantenimiento de materiales.

"El elemento principal de los AMR es que nos ayuda con la seguridad y la ergonomía y también respalda nuestras operaciones en la Industria 4.0, donde las cosas están conectadas", dijo Murad Kurwa, vicepresidente de ingeniería de fabricación avanzada.

Mediante el uso de AMR, Flex ha logrado unas 20 000 horas de trabajo de ganancias de productividad como resultado, según las cifras proporcionadas por la empresa.

“Los robots móviles automatizados son más que una necesidad para Flex”, dijo Kurwa. “Usamos AMR en muchas áreas para respaldar el movimiento de materia prima, el inventario de proceso de trabajo, llevar los productos terminados a la estación de carga para su envío y varias otras tareas que liberan nuestra capacidad humana para enfocarnos en tareas más especializadas en la transformación de productos. y cumplir con las expectativas de nuestros clientes.”

Sin embargo, Flex ve un papel de mayor alcance para sus AMR en el futuro, tanto literal como figurativamente.

La compañía ha comenzado a buscar conectividad 5G para AMR y ha realizado algunos trabajos piloto y de prueba de concepto.

“5G como reemplazo del Wi-Fi/LTE actual proporciona un espectro de señal más amplio con una red privada, lo que permite que los receptores como los AMR funcionen continuamente a una distancia más larga sin que la señal decaiga ni tenga latencia, lo que puede hacer que los AMR se detengan”, dijo Kurwa. .

Una posibilidad para los AMR en Flex es convertirse en una parte virtual de una línea de ensamblaje, lo que hace que la planta de producción sea más flexible y pueda adaptarse a diferentes proyectos. La compañía también está explorando el uso de AMR para conectar el transporte entre los pasos en una línea en movimiento donde hay un monumento (por ejemplo, un horno) que no se puede mover.

"En lugar de tener un flujo lineal, el AMR puede recoger la pieza y rodear ese monumento y conectarse al siguiente paso usando el transporte en la parte superior del AMR", dijo Kurwa.

El mayor error sería no aprovechar al máximo las capacidades de los AMR, dijo Theobald.

“Parte de la magia aquí es cuáles son esas primeras tareas que esta tecnología aborda mejor porque todavía estamos al principio de esa curva de adopción”, dijo. "Sabes que elegir las primeras tareas correctas puede marcar una gran diferencia".

Por ejemplo, considere al propietario de la fábrica que reemplaza las carretillas elevadoras que solían ser conducidas por trabajadores humanos con carretillas elevadoras sin conductor y continúa con su negocio como de costumbre. Ignoran el hecho de que el equipo sin conductor tiene un conjunto completo de atributos (no se toma descansos, no se cansa, puede funcionar durante turnos completos, su horario está coordinado y planificado con IA) que son diferentes y exceda los límites de los trabajadores humanos.

“En general, ese no es el enfoque correcto”, dijo Theobald. "A menudo vale la pena repensar sus flujos de trabajo".

La variabilidad da a los AMR la oportunidad de brillar

Una vez que los trabajadores humanos tienen un AMR, quieren que sea fácil de implementar.

“La gente entiende muy bien sus procesos”, dijo Lawton. “No necesariamente necesitan entender la robótica. Por eso, hemos desarrollado tecnología para que las personas definan de forma muy sencilla su espacio, su flujo de trabajo”.

Históricamente, se han tardado 300 horas en programar un robot, pero el AMR de Fetch Robotics puede estar listo y funcionando en un día, dijo. Programar el AMR generalmente significa conducirlo por una fábrica. Con Fetch Robotics, los usuarios usan un método de arrastrar y soltar para configurar el software FetchCore.

“Debe poder poner en marcha algo en una instalación realmente rápido y debe poder adaptarse a las variabilidades normales que ve en un entorno típico”, dijo. "Es donde realmente brilla un AMR".

Eventualmente, una fábrica puede tener una flota heterogénea de AMR, todos con su propio software de gestión de flota. ¿Qué hacer entonces para que trabajen juntos?

Si algunos de sus robots son de Vecna, ya está todo listo. Esto se debe a que su software Pivotal es independiente del tipo de recurso en un escenario de gestión de tareas. “Podría ser un humano, podría ser nuestro robot, podría ser un robot de otro proveedor, podría ser un equipo operado manualmente”, dijo Theobald. "Tiene la capacidad de asignar tareas a cualquiera de ellos en función de sus capacidades, ubicación y disponibilidad".

Mientras tanto, MassRobotics, Boston, un centro de innovación sin fines de lucro para robótica y dispositivos conectados que Theobald cofundó, ha emitido un estándar de interoperabilidad, MR Interop, para informes de gestión de robots a flotas. También está en proceso de crear la próxima versión del estándar para permitir la asignación de tareas a los robots. MassRobotics también está trabajando en un estándar de interoperabilidad para cargadores.

“Esperamos que en el futuro el software de gestión de flotas de cualquier empresa pueda usar MR Interop y no necesite integrarse directamente con esos otros robots”, dijo. “MR Interop es un estándar que facilita ese proceso”.
El estándar de interoperabilidad ya está surtiendo efecto. Empresas como FedEx han dicho que no van a comprar robots que no cumplan con el estándar de interoperabilidad de MassRobotics, dijo Theobald. FetchCore tiene la capacidad de administrar flotas de un grupo heterogéneo de AMR de diferentes proveedores, pero aún no lo ha hecho, dijo Lawton.

En cuanto a Flex, aunque utiliza cientos de robots de tres proveedores, ninguno de ellos se mezcla en las mismas instalaciones, dijo Kurwa.

Tener AMR que se conectan y funcionan juntos ayuda no solo al usuario. También tiene un efecto sobre el crecimiento de la industria misma. “Las industrias no escalan hasta que se resuelve este asunto de la interoperabilidad, por lo que decidimos sacar una página de la industria informática o la industria de la telefonía celular”, dijo Theobald. “Se podría hablar sobre la industria de las cintas de video, todo el asunto VHS vs. beta. Estos tienden a ser procesos muy complicados que a veces toman décadas y realmente ralentizan la adopción de este tipo de herramientas por parte de los clientes”.

El crecimiento de AMR genera accesorios, software de terceros

A medida que crece el uso de robots móviles autónomos, también crece la necesidad de software para controlar flotas de AMR de diferentes proveedores y accesorios de primer nivel para usar con ellos.

Un fabricante de AMR, Mobile Industrial Robots (MiR), Odense, Dinamarca, creó deliberadamente un robot de plataforma abierta.

“Piense en nosotros como el robot base con una batería de iones de litio de 48 voltios, y permitimos que las personas construyan lo que quieran sobre el robot”, dijo Matt Charles, director de ventas, Medio Oeste y Canadá. "Puedes poner un brazo robótico en la parte superior y eso apagaría nuestra batería y se comunicaría con nuestro robot, cuándo moverse, cuándo ir".

Si bien es posible un brazo robótico, los tres módulos principales en la parte superior del carro para los AMR de MiR son una plataforma transportadora, un sistema de sujeción para sujetar los carros y un elevador de tarimas, dijo Charles.

ROEQ (pronunciado RO-eek, y cuyo nombre es una versión abreviada de "equipo robótico"), Vissenbjerg, Dinamarca, es el proveedor líder de accesorios de primer nivel de MiR. De hecho, la empresa se creó específicamente para construir módulos para la parte superior del carro para MiR AMR, incluidos carros, rodillos superiores, elevadores y bastidores. Los cofundadores de ROEQ, Michael E. Hansen y Benni S. Lund, fueron llamados a MiR en su capacidad anterior como ingenieros consultores y vieron una oportunidad que los llevó a crear una empresa.

“Ahí es donde descubrieron una brecha en el mercado en el sentido de que tienen una gran tecnología, una gran plataforma para mover cosas, pero todo el ecosistema necesitaba estar completo con las herramientas adecuadas para poder recoger, dejar y transferir materiales. ”, dijo Shermine Gotfredson, directora de ventas globales de ROEQ. “Y ese era el eslabón perdido”.

Su primer producto fue el TMC 300, un bastidor de carro, que todavía está en producción. Las últimas ofertas nuevas de ROEQ son el TMS-C500 Ext y el S-Cart500Ext, que están diseñados para funcionar juntos. La nueva combinación de módulo/carro duplica efectivamente la carga útil del 250 AMR de MiR de 250 kg a 500 kg. El módulo superior TMS-C500 Ext también permite el transporte de cargas de hasta 1,2 m de longitud sin comprometer la seguridad.

Si bien hasta ahora ROEQ ha alineado su negocio con los robots MiR, es posible que los propietarios de las fábricas no sean tan leales. Incluso cuando los fabricantes proporcionan software para administrar sus AMR, lograr la interoperabilidad con una flota de robots heterogéneos es más complicado. “Ese es un desafío común que tienen los fabricantes, y hay mucho impulso por la interoperabilidad y las interflotas que pueden mezclarse y trabajar juntas”, dijo Charles. "Eso es algo en lo que estamos trabajando y hay otras empresas que también están desarrollando soluciones".

Una de esas empresas es AWS (Amazon Web Services Inc.)

Si bien es posible modificar el software del controlador de un AMR para que actúe como administrador de flotas para robots de diferentes proveedores, AWS creó AWS IoT RoboRunner para proporcionar la infraestructura para integrar robots móviles de proveedores seleccionados con sistemas de administración de trabajo y crear aplicaciones de administración de flotas robóticas. . A principios de este año, RoboRunner estaba en versión preliminar en un entorno de laboratorio y se esperaba que se implementara poco después en entornos de producción.

Además de proporcionar la infraestructura para crear aplicaciones de administración de flotas, AWS IoT RoboRunner proporciona dos bibliotecas de software, una biblioteca de administración de tareas y una biblioteca de puerta de enlace de flotas, junto con aplicaciones de muestra, lo que facilita a los desarrolladores la creación de aplicaciones de administración de robótica sobre AWS. RoboRunner de Internet de las Cosas.

Además, AWS IoT RoboRunner elimina la necesidad de numerosas integraciones entre diferentes sistemas de control de robots y el sistema de gestión del trabajo de una fábrica. En su lugar, todos los sistemas se integran con AWS IoT RoboRunner y el servicio conecta todos los sistemas integrados automáticamente.

Además, AWS IoT RoboRunner facilita a los desarrolladores la creación de aplicaciones de administración con la biblioteca de desarrollo del administrador de tareas. Esta biblioteca también viene con una aplicación de orquestación de tareas de muestra que incluye una función de administración de espacio compartido. Los desarrolladores pueden usar esta aplicación de muestra como punto de partida para acelerar el desarrollo de su aplicación.

“Cada vez más clientes de fabricación, logística y bienes de consumo utilizan robótica y sistemas autónomos en sus operaciones, pero tienen dificultades para administrar esos sistemas para orquestar tareas robóticas complejas como la selección e inspección de objetos en almacenes a través de flotas o robots”, dijo Eric Anderson, gerente general, robótica y sistemas autónomos, AWS. “Con AWS IoT RoboRunner, facilitamos a los clientes la incorporación, administración y orquestación de la robótica en sus operaciones y hacemos que sus sistemas autónomos sean más inteligentes, en función de la misma tecnología utilizada en los centros logísticos y de cumplimiento de Amazon”.