Systemy transportowe bez kierowcy - podstawowe informacje
Przemysł 4.0 wymusza rozwój wewnątrzzakładowych systemów transportowych bez kierowcy
Pierwsze systemy transportowe bez kierowcy (FTS) powstały w latach 50. w USA i Anglii, w Niemczech pojawiły się w latach 60. Dążenie do zwiększenia wydajności doprowadziło już w tamtych latach do ograniczenia czynności wykonywanych ręcznie i zwiększenia stopnia automatyzacji procesów produkcyjnych. Wprowadzono poruszające się po podłożu transportowe wózki bez kierowcy (FTF, ang. Automated Guided Vehicle, AGV) ze zintegrowanym napędem i aktywnym lub pasywnym urządzeniem do podejmowania ładunku - w ten sposób zautomatyzowano transport i przeładunek materiałów w produkcji i proces komisjonowania towaru. Systemy transportowe bez kierowcy to wewnątrzzakładowe systemy transportu poziomego złożone z kilku poruszających się po podłożu transportowych wózków bez kierowcy, które ciągną za sobą lub przewożą ładunek. Zgodnie z wytycznymi VDI 2010 "Systemy transportowe bez kierowcy" FTS składa się z jednego lub kilku wózków transportowych bez kierowcy, systemu sterowania, urządzeń do nawigacji, urządzeń do transmisji danych, infrastruktury i urządzeń peryferyjnych. Wózki transportowe bez kierowcy na terenie UE podlegają dodatkowo dyrektywie maszynowej 2006/42/WE.
Zalety systemów transportowych bez kierowcy
Dzięki postępowi technicznemu - np. w zakresie przeładunku towarów, zasilania energią i nawigacji - możliwości systemów transportowych bez kierowcy stale rosną. W dziedzinie transportu wewnątrzzakładowego FTS konkuruje z konwencjonalnymi wózkami widłowymi, w dziedzinie systemów automatycznych z przenośnikami do palet i systemami transportu podwieszanego (EHB). FTS wykazuje w porównaniu z wózkami widłowymi kilka istotnych zalet, dlatego też jest coraz częściej stosowany. Dzięki ograniczeniu ruchu wózków widłowych zmniejsza sią liczba wypadków, notuje się też mniej uszkodzeń w transporcie. Zmniejszają się też koszty osobowe (w szczególności w systemie pracy zmianowej) - dzięki temu FTS amortyzuje się często już po kilu latach. Systemy transportowe bez kierowcy są bardzo elastyczne, są dostępne przez 24 godziny na dobę - i są niezawodne (przy zmniejszonej wydajności mogą pracować także w trybie awaryjnym).
Implikacje w dziedzinie intralogistyki
Systemy szczupłej produkcji - stosowane np. w przemyśle samochodowym - wymuszają rezygnację z wózków widłowych. Szybki postęp technologiczny umożliwia urzeczywistnienie idei "fabryki bez wózków widłowych". Na razie w powszechnym użyciu są urządzenia transportowe z kierowcą, ale to może się szybko zmienić dzięki procesowi automatyzacji. Jest to też wyzwanie dla logistyki produkcji. W tej dziedzinie systemy transportowe bez kierowcy znakomicie uzupełniają się z tradycyjnymi urządzeniami do transportu poziomego, w ten sposób przyczyniają się do optymalizacji procesu zaopatrzenia linii produkcyjnej pod względem szybkości, niezawodności i ekonomicznej efektywności. Najnowsze FTF są wyposażone w laserowe skanery i różne inne czujniki. System automatycznie rozpoznaje znaczniki odblaskowe (odbijające światło lasera) umieszczone na ścianach, regałach, słupach etc. W przypadku nawigacji naturalnej punktami orientacyjnymi są stałe elementy istniejącego otoczenia. Przyszłość intralogistyki to połączenie z siecią, cyfryzacja i automatyzacja - a systemy transportowe bez kierowcy odegrają tutaj decydującą rolę.
Różne rozwiązania w ramach FTS w zależności od zastosowania
Systemy transportowe bez kierowcy mają różne funkcje i różne przeznaczenie - używane są jako wózek do transportu wewnątrzzakładowego, jako ciągnik albo jako platforma montażowa. Możliwa jest eksploatacja w różnych warunkach - w pomieszczeniu zamkniętym, na zewnątrz obiektu, w przemyśle albo w sterylnym pomieszczeniu w szpitalu. Kolejne kryteria, które należy uwzględnić przy wyborze systemu to czas użytkowania, przepustowość systemu, układ pomieszczeń w budynku, rodzaj napędu (np. silnik spalinowy, silnik elektryczny), rodzaj zasilania (np. akumulatory lub doładowanie indukcyjne), sposób sterowania, system bezpieczeństwa, wymagania dotyczące manewrowości (ruch po wyznaczonej trasie lub po całej powierzchni) i sposób transmisji danych do systemu kierowania ruchem. Szczególną rolę odgrywa tutaj system nawigacji. Wózek FTS jest wyposażony w komputer ze stosownym oprogramowaniem oraz zestaw czujników, dzięki czemu automatycznie ustala swoją pozycję i przez porównanie wartości chwilowej z wartością zadaną optymalizuje trasę i prędkość przejazdu. Zadanie to może być rozwiązane na kilka sposobów. W systemie z prowadzeniem przewodowym wózek przemieszcza się wzdłuż toru wyznaczonego przez przewód ułożony na lub w posadzce magazynu. W tym przypadku możliwa jest nawigacja indukcyjna (połączona z doładowaniem wózka), optyczna lub magnetyczna. Wózek bez kierowcy przewożący ładunek w magazynie może się też poruszać wzdłuż linii wirtualnej (po trasie zaprogramowanej w komputerze). W tym przypadku stosuje się nawigację laserową ze znacznikami, nawigację laserową naturalną, nawigację radiową i (mało precyzyjną) nawigację GPS.
W zależności od wielkości hali i przeznaczenia FTS może być sterowany programem komputerowym (może być powiązany z infrastrukturą informatyczną przedsiębiorstwa), drogą radiową lub optycznie. Rozwiązania bez wykorzystania infrastruktury informatycznej są elastyczne i niezależne, mogą być zastosowane w każdej części przedsiębiorstwa.
Możliwe kierunki rozwoju
Automatyzacja i cyfryzacja to podstawowy trend obserwowany w przemyśle i logistyce. "Inteligentna fabryka", "czwarta rewolucja przemysłowa" (Industriestandard 4.0) i coraz więcej transakcji zwieranych za pomocą sieci komputerowych - wszystko to wymusza postępującą automatyzację. Proces ten polega przede wszystkim na poszukiwaniu indywidualnych rozwiązań, które można łatwo dostosować do zmieniających się wymagań. Autonomiczne roboty transportowe dobrze odpowiadają temu zapotrzebowaniu i w przyszłości staną się głównym środkiem transportowym. Tylko one mogą zagwarantować sprawny przepływ materiałów w ramach "inteligentnej fabryki" i w jej otoczeniu. Wózki widłowe obsługiwane przez człowieka wkrótce przejdą do historii, dlatego wszyscy znani producenci urządzeń do transportu poziomego opracowują i produkują własne FTS. Systemy transportowe bez kierowcy są poza tym obiektem zainteresowania wielkich przedsiębiorstw handlu elektronicznego, np. firmy Amazon. Również Google opracowuje pojazd autonomiczny (bez kierowcy) - co prawda tylko do przewozu osób. W przyszłości należy oczekiwać wielkiego skoku technologicznego i powszechnego zastosowania systemów transportowych bez kierowcy.
