Hoe een topfabrikant van auto's 'vorkvrij' ging om de productiviteit en veiligheid te verhogen

Door Rob Sullivan, president en CEO, AutoGuide Mobile Robots

Met vorkheftrucks die voortdurend bijdragen aan ongevallen op de werkplek, en bekwame operators die moeilijk te vinden en te behouden zijn in de huidige concurrerende productieomgeving, lost het automatiseren van materiaaltransport beide problemen op.

Een paar jaar geleden wilde een vooraanstaande autofabrikant het aantal werknemers dat zware voorwerpen handmatig moest tillen en verplaatsen, verminderen en het risico op verwondingen door vorkheftrucks elimineren.

Ze begrepen dat ze veiligere en efficiëntere oplossingen nodig hadden voor het transporteren van motoren en andere materialen, van assemblage tot testen binnen hun faciliteit van 40.000 vierkante meter.

In eerste instantie leidde het wereldwijde "vorkloze" veiligheidsinitiatief van het bedrijf ertoe om over te schakelen naar handmatig aangedreven trekkers met automatische aanhangers voor deze sleeptaak ​​langs de lijn.

Helaas waren niet alleen hoogwaardige werknemers nog steeds gebonden aan transporttaken met een lage waarde, maar moesten ze in een enkele reis meer trailers trekken dan ze veilig konden manoeuvreren in een steeds veranderende productiefaciliteit.

Daarom ging het management terug naar de tekentafel om een ​​geautomatiseerde aanpak te vinden die beter inspeelde op veiligheids- en arbeidsproblemen.

De AMR-tuggers werden binnen enkele weken ingezet met aangepaste trailers die zijn geïntegreerd met productietransportbanden om op een just-in-time basis benodigdheden aan de lijn te leveren. Wanneer de voorraad op een transportband een vooraf bepaald niveau bereikt, waarschuwen sensoren de vlootbeheersoftware van de robot om de trekker te sturen om de voorraad bij te vullen.

Zodra de tugger op het verbruikspunt aankomt, waarschuwt de software de automatische trailers om materialen aan de transportband te leveren en lege containers terug op de trailers te laden via hun eigen aangedreven transportsysteem. Zodra de uitwisseling is voltooid, stuurt de software het voertuig terug naar het ophaalpunt.

Automatische trailers en transportbanden ruilen vervolgens lege containers in voor volle containers en de autonome tugger wordt naar een oplaadlocatie gestuurd waar hij wacht op het volgende low-parts signaal. In één rit kan een enkele AMR-tugger vervoeren wat normaal gesproken twee bemande vorkheftrucks nodig heeft om te vervoeren, wat in de loop van een normale dag aanzienlijk oploopt.

Deze fabrikant was in staat om vier teamleden (twee werknemers in twee ploegen) te verplaatsen naar taken met een hogere waarde, terwijl de just-in-time levering aan de lijnzijde en hun doelstelling van 95% uptime behouden bleven.

De AMR-tugger verbeterde ook de veiligheidsrisico's waarmee handmatige chauffeurs te maken hadden, waaronder lange trailers, zichtproblemen voor chauffeurs en smalle paden. De ROI kwam binnen 12 maanden als we de kosten van de AMR zelf in aanmerking nemen, met een ROI van 22 maanden op de kosten van het hele project, inclusief door de integrator geleverde geautomatiseerde trailers en retrofits van transportbanden.

Waar u op moet letten bij een AMR

Hoewel het vermogen van een AMR om onafhankelijk door een faciliteit te bewegen zonder de noodzaak van storende en dure infrastructuur universeel is, zijn AMR's niet allemaal hetzelfde. Stel de volgende vragen om er zeker van te zijn dat u de beste krijgt voor uw organisatie:

1. Hoe veilig zijn uw mobiele robots?

De veiligste AMR's zijn onder meer vloerniveausensoren en LiDAR-scanners die objecten en personeel op hun pad detecteren en dienovereenkomstig reageren, waardoor het risico op ongevallen drastisch wordt verminderd.

Deze autofabrikant voegde verticale belastingssensoren toe die obstakels of verkeer detecteren over de volledige lengte van de lading die zich voor en aan de zijkanten van het voertuig uitstrekt.

Hierdoor kan de AMR veilig werken in drukke ruimtes en om ander verkeer heen manoeuvreren, terwijl hij toch profiteert van de flexibiliteit en snelheid van de AMR-tugger.

Om de veiligheid van de werknemers te garanderen, integreerde de fabrikant ook de software voor wagenparkbeheer van de robots met meerdere externe apparaten, zoals verkeerslichten en noodresponssystemen, zodat werknemers in het gebied constant op de hoogte waren van de bewegingen van de voertuigen.

Omdat AMR's meerdere pallets in één rit kunnen vervoeren, hebben ze bovendien minder ritten nodig om hetzelfde of meer materialen te verplaatsen als bemande vorkheftrucks. Minder voertuigen op de vloer die interactie hebben met andere apparatuur en mensen verminderen natuurlijk de kans op ongevallen.

AMR's verminderen ook het risico op ongevallen die worden veroorzaakt door ongerichte operators die obstakels, waaronder mensen, op hun pad kunnen tegenkomen.

Om er echt zeker van te zijn dat de robots die u overweegt veilig zijn, moet u de leverancier vragen welke veiligheidsnormen ze volgen.

Er zijn momenteel twee belangrijke normen waar fabrikanten naar kijken bij het ontwerpen van hun robots - ANSI B56.5 (VS) en EN1525 (EU), maar beide zijn gemaakt voor automatisch geleide voertuigen (AGV's), die op vaste paden rijden, geleid door draden of magneten ingebed in de faciliteit.

Om specifiek AMR's aan te pakken, heeft de Robotics Industries Association (RIA) het eerste deel van haar nieuwe ANSI/RIA R15.08 gepubliceerd, gericht op het vergroten van de veiligheid van werknemers die naast AMR's werken.

2. Hoe snel kunnen de robots worden ingezet?

Dankzij het gebruiksgemak en de snelle training zou de inzet van AMR's doorgaans weken duren, in plaats van de maanden die nodig zijn als er tape of magneten in de vloer moeten worden geïnstalleerd om bijvoorbeeld een AGV in te zetten.

Toen deze autofabrikant zijn faciliteit eenmaal had voorbereid, duurde het slechts acht dagen voordat de AMR-tugger operationeel was, inclusief het in kaart brengen van de hele omgeving, het aanleren van alle routes aan de AMR's en het optimaliseren van het systeem.

Wanneer routes opnieuw worden geconfigureerd als reactie op productiewijzigingen, is het niet nodig om de hele faciliteit opnieuw te leren, alleen de gebieden die zijn toegevoegd of gewijzigd.

3. Hoe aanpasbaar zijn de AMR's als mijn behoeften veranderen?

De meest efficiënte en geavanceerde AMR's zijn ontworpen met flexibiliteit in het achterhoofd, zodat de systemen kunnen voldoen aan de productie- en lean-principes.

Een architectuur gebaseerd op een standaard basis-AMR met modules of adapters die de basiseenheid transformeren in een tugger zoals deze fabrikant gebruikt, of zelfs een palletstapelaar, maximaliseert uw investering.

Wanneer eisen en plantlay-outs veranderen, kunnen de adapters ook worden gewijzigd, waardoor de robot nieuwe taken kan uitvoeren. Een goed ontworpen AMR is eenvoudig uit te breiden en te wijzigen, zonder dat er aanpassingen aan de faciliteit nodig zijn.

4. Hoe eenvoudig zijn ze te integreren met bestaande omgevingen en andere automatiseringstoepassingen?

De software voor wagenparkbeheer van de AMR's moet de bestellingen en missies van de AMR-tuggers beheren en hun activiteiten coördineren om lege reizen tot een minimum te beperken.

Naast het optimaliseren van routering en verkeer zodat congestie wordt beperkt, moet de software kunnen worden geïntegreerd met bestaande magazijnbeheersystemen (WMS), waardoor een geïntegreerde oplossing ontstaat die de activiteiten vereenvoudigt.

Ze moeten ook samenwerken en veilig kunnen samenwerken met andere robots en mensen.

5. Zijn uw AMR's ontworpen als AMR of omgebouwd van handbediende voertuigen?

Het vastschroeven van automatiseringskits op bestaande, handmatig bediende machines is niet ideaal, maar zo worden sommige AMR's gebouwd. Een speciaal gebouwde AMR zorgt ervoor dat de robot is geoptimaliseerd voor autonome operaties, omdat elk onderdeel - van motor, wielen, besturingssystemen, sensoren, veiligheidssysteem en centrale computer - is ontworpen om samen te werken als een hoogwaardige materiaaltransportrobot.

Het vinden van de juiste AMR-oplossing voor uw sleeptaken langs de lijn en andere workflows voor materiaaltransport resulteert niet alleen in verbeterde productiviteit en verhoogde veiligheid, maar heeft ook een positieve invloed op de winstgevendheid van uw bedrijf.

De voordelen van het inzetten van AMR-tuggers voor deze ene taak binnen één locatie hebben de fabrikant ertoe aangezet om AMR's in te zetten voor andere workflows binnen dezelfde faciliteit en autonome oplossingen uit te breiden naar aanvullende faciliteiten, waaronder het automatiseren van de verplaatsing van zware autoframes van verf tot eindmontage. Lees hier meer over die.

Hoofdafbeelding door Engin Akyurt uit Pixabay