AMR čeká větší integrace do výrobních a logistických procesů

Autonomní mobilní roboty (AMR) se v posledních dvou či třech letech stávají hitem vnitropodnikové horizontální dopravy zboží nebo materiálu. Jejich nasazení v českých firmách zdaleka neodpovídá potenciálu, který tu pro tento typ strojů je. Rostoucí zájem společně s rychlou implementací v provozech však dávají tušit, že AMR budeme v logistice a průmyslu potkávat stále častěji.

Přinášíme vám článek z časopisu Systémy Logistiky 203 (leden–únor 2023). Je to ochutnávka originálního obsahu, který najdete každé dva měsíce v tištěném časopisu. Nechodí vám časopis? Registrujte se k odběru a nezmeškejte žádné vydání. Zasílaní je pro uživatele logistických služeb zdarma.

Kdo jezdí na přední intralogistické veletrhy v Evropě, nemohl je v posledních letech minout. AMR (Autonomous Mobile Robots), někdy označované jako želvy, což reflektuje spíše tvar než rychlost pohybu, se staly pevnou součástí mnoha expozic s intralogistickými řešeními.

AMR představují jistou alternativu vůči automaticky naváděným vozíkům AGV. Ty se při svém pohybu po předem stanovených trasách řídí naváděcím systémem (optická či laserová navigace, eventuálně magnetické pásky nebo indukční smyčky). Pokud se člověk, manipulační technika, materiál či obal dostane do cesty AGV, většinou to vede k jeho zastavení a vyčkání, než bude překážka odstraněna. „AMR jsou dynamičtější. Navigují se pomocí map a pro detekci svého okolí a výběr nejefektivnější trasy používají data z kamer, vestavěných snímačů nebo laserových skenerů. Jestliže plánovanou trasu AMR blokuje nějaký objekt, vozík vybere jinou trasu. Protože AMR nejsou závislé na naváděcí infrastruktuře, je jejich instalace rychlejší a mohou se snáze přizpůsobit změnám v logistice,“ uvádí Mark Crossley ze společnosti HMS Networks. AMR tak představují kolaborativnější součást dopravní techniky, a to i ve vztahu k člověku. Roboty jej rozpoznají, zastaví před ním nebo jej v případě potřeby objedou. A to i v těsné blízkosti, což je obzvláště důležité pro kontinuitu pracovních procesů i z hlediska snížených prostorových nároků.

AMR směřují do českého průmyslu i logistiky

Tyto stroje se zatím pomalu, ale jistě dostávají také do průmyslových a logistických firem v Česku. Z poslední doby můžeme zmínit projekt ve skupině Forvia. V současné době je v jejím píseckém závodě nasazeno 14 AMR značky MIR. Z toho sedm robotů zaměřených na přepravu těžších nákladů, zejména MiR600, operuje v oblasti hotového zboží, když přivážejí prázdné palety k montážním linkám a vychystávají plné palety do expedice. Druhou oblastí, kam byly roboty instalovány, je zásobování komponent ze skladu na montážní linky – zde byly nasazeny MiR250. Roboty operují v režimu 24/7 při třísměnném provozu. „Jednou z hlavních výzev projektu bylo zavedení flexibilního logistického prostředí, které by vyhovovalo neustále se měnícím potřebám našeho závodu,“ říká Martin Horáček, supply chain operations manager ve Faurecia Clean Mobility Europe. „Prostředí naší výroby je extrémně živé a dynamické, různá logistická zařízení včetně paletizátorů, vozíků, vysokozdvižných zařízení a tak dále jsou v časté interakci s lidmi obsluhujícími výrobní linky. Autonomní mobilní roboty od společnosti Mobile Industrial Robots se ukázaly do našeho prostředí jako nejvhodnější.“ Ve Faurecii využívají fleetový software pro řízení AMR, který s pomocí vlastních skriptů pomáhá optimalizovat logistický tok materiálu k linkám a mezi linkami. Plně automatická je komunikace s dveřmi, vraty, páskovačkou či jinými zařízeními. Cílem je nyní integrovat software pro řízení flotily AMR i do ERP firmy. Díky AMR se Faurecii podařilo zvýšit bezpečnost redukováním vysokozdvižných vozíků v provozu, zlepšit produktivitu výrobních operací, to vše při zhruba dvouleté návratnosti investice.

Počet AMR v českém průmyslu a logistice se podstatně zvýší díky ohlášené investici firmy DB Schenker. V létě otevře v Rudné u Prahy svůj nový automatizovaný expediční sklad. Nové centrum v Rudné nabídne na půdorysu 54 000 m² škálu služeb, a to díky modulárnímu systému v režimu goods-to-person v kombinaci s dopravníkovým systémem a třídičem s příčným pásem na zásilky, které dodala firma Körber. Softwarové řešení bude také řídit 113 AMR značky Geek+ (v dalších letech má stoupnout až na 150), které budou součástí automatizovaného logistického ekosystému. Distribuční centrum se podle DB Schenker stane jedním z největších nasazení AMR ve východní Evropě. „E-commerce operací přibývá a automatizace pomáhá zvyšovat kapacitu, ale i odolnost dodavatelského řetězce. Velmi proto oceňujeme, že se pro náš zásadní technologický projekt podařilo získat prostory ve stejném areálu, kde již nyní máme centrálu a odkud denně expedujeme zásilky. Takové synergie nám umožní nejen optimalizovat provoz, ale také lepší spolupráci mezi kolegy z různých úseků,“ komentuje investici ředitel společnosti DB Schenker Tomáš Holomoucký.

Mimo ČR mezi další uživatele AMR patří skupina Continental. Její přístup k AMR začínal uživatelsky, kdy firma od roku 2020 testovala vozíky nejdříve ve svých výrobních závodech po celém světě. Na loňském Logimatu je pak představila i pro externí trh. Continental spolupracuje s firmou Kinexon, která dodává software pro řízení flotily. Vydávání pokynů, zadávání tras a řízení AMR se tak zjednodušuje a standardizuje, např. s použitím protokolu VDA5050. Firma, podobně jako další dodavatelé AMR, resp. softwaru pro jejich řízení, využívají ultraširoké pásmo (UWB), díky kterému lze propojit jednotlivé relevantní složky materiálových toků včetně AMR. „Holistický software pro řízení flotily robotů pracuje s těmito informacemi v reálném čase a optimalizuje tak dodavatelský řetězec, materiálové toky a průmyslovou automatizaci,“ vysvětluje Alexander Hüttenbrink, generální ředitel firmy Kinexon.

Jaký bude letos rozvoj trhu s AMR

Robotický vývoj je nyní velmi dynamický a neustále se technologicky posouvá. Jak vidí tento rok vybraní dodavatelé AMR? „Pro letošní rok vidíme jako největší trend napojení AMR na robotické automatické sklady. Naše technologie od značky Quicktron má několik implementací v Evropě a věřím, že brzy spustíme podobné aplikace v našem regionu CEE. Již minulý rok se řešily projekty s tímto typem automatizace, ale letos očekáváme boom,“ říká Oldřich Mareš, sales manager CZ&SK společnosti Dematic. Důvody jsou podle něj nasnadě a spočívají ve výstavbě relativně nízkých průmyslových budov, ve kterých se vlivem změny projektu mění často layout. Potřebu vysoké úrovně mobility a škálovatelnosti řeší především v autoprůmyslu nebo e-commerce.

Aleš Hušek, manažer Automation & Racking ve společnosti Toyota Material Handling CZ, se na letošní poptávku po AMR dívá poněkud skeptičtěji. Svůj pohled vysvětluje takto: „Již tři roky žijeme ve velmi nestálé době. Nejdříve covid, potom ceny energií, vloni válka v naší blízkosti. To vše vyústilo v předpokládanou recesi ekonomiky. Ta trochu omezuje chuť do dlouhodobých investic. Bude to ale různé podle odvětví. Některé bude ovlivněno více, jiné méně.“

„Zatím se AMR využívaly především jako samostatná technologie, která je ideální jako automatizace na začátek. Díky své jednodušší a časově rychlé implementaci se jedná o dobrou volbu pro horizontální přepravu,“ říká Filip Šustek, vedoucí oddělení automatizace společnosti Still ČR, a předjímá další vývoj: „Nejjednodušší AMR jsou navigovány například pomocí magnetů nebo QR kódů. V budoucnosti budou spíše převažovat sofistikovanější typy navigace, například SLAM.“ Tedy půjde o navigaci pomocí statických objektů v prostředí bez potřeby dodatečných navigačních prvků. Podle Filipa Šustka se bude také stále více uplatňovat spojení AMR do větších celků, tzv. rojů, případně začlenění s jinými typy automatizovaných technologií.

„Technologicky je pro roboty AMR nejdůležitější spolehlivost jejich navigace a bezpečnostních senzorů. To jsou bezesporu cesty, kterými se bude i nadále ubírat jejich vývoj,“ míní Martin Koudelka, vedoucí marketingového oddělení společnosti Jungheinrich ČR. Firma má v Česku v přípravě několik projektů, zejména v autoprůmyslu. „V minulosti byly AMR často doménou malých firem, které nebyly schopné zajistit odpovídající servisní služby velkým průmyslovým podnikům. Díky vstupu velkých hráčů do tohoto segmentu lze očekávat rychlejší rozvoj těchto robotů i v náročných odvětvích, jako je automobilový průmysl, nebo ve velkých logistických centrech,“ podotýká Martin Koudelka.

Plná integrace do provozu

AMR budou více integrovány do pracovních buněk a zařízení. „Když mluvíme o integrované robotice, jde o kombinaci dvou nebo více různých robotických řešení. AMR mohou například pracovat s depaletizačními řešeními ze stojanů pro vyzvednutí a dodání a doručit je na konkrétní místo. AMR by mohly přepravovat palety, které právě dorazily do přijímacího doku, získávat položky z rezervního skladu nebo přesouvat množství dávkových objednávek. Depaletizér vyloží každou paletu na indukční dopravník a AMR prázdnou paletu po dokončení odebere,“ vysvětluje Ivo Veverka, senior research and development manager společnosti Honeywell. Jde přitom pouze o jeden příklad možné integrace, lze jej rozšířit tak, aby zahrnoval světelné závory nebo brány, integraci do hostitelského systému řízení skladu (WMS) nebo systému realizace skladu (WES), stohování a odebírání prázdných palet, manipulaci s podložkami, následné označování nebo přepravu pevných palet a/nebo akumulační systémy. „Očekáváme, že v roce 2023 přijdou další příležitosti pro integraci synergií mezi AMR a dalšími robotickými řešeními,“ dodává Ivo Veverka.

„Určitě nás čeká nárůst poptávky i reálného nasazování do provozu AMR. Trendem bude jistě nasazování lidarově řízených AMR, které budou schopné manipulovat s paletami a jinými manipulačními jednotkami přímo ze země,“ předpokládá Miroslav Hampel, generální ředitel a předseda správní rady společnosti Kvados. Očekává nárůst poptávky po AMR především ve výrobních provozech, které potřebují manipulaci v třísměnném provozu. „Probíhá a bude narůstat poptávka po pilotních projektech, ověřování využití v řadě oblastí a potřeb manipulace jak do výroby, tak v logistice. Čeká nás i růst ceny práce, i díky inflaci, a očekáváme, že dlouhodobý nedostatek pracovníků dále urychlí nástup AMR.“ Trendem budou podle něj projekty kooperace více typů AMR a jejich vyšší integrace do výrobně-logistických procesů: „V samotné logistice tak začne zřejmě převažovat trend plně automatických skladů a AMR budou mít více své místo v navazující logistice příjmu, expedice a zásobování výroby.“

Interoperabilita díky VDA5050

Jak už bylo naznačeno, projekty se zapojením AMR vidíme v Česku a na Slovensku ve zhruba posledních třech letech. „Myslím, že tento trend bude nejen pokračovat, ale ještě se zintenzivní, protože i ostatní se budou muset těmto early adopters dorovnat v produktivitě, zejména v našem prostředí s nízkou nezaměstnaností. Taktéž roste minimální a průměrná mzda a náklady na udržení kvalitních pracovníků, takže doba návratnosti investice do technologického řešení se neustále zkracuje,“ domnívá se Radim Tvardek, business development director společnosti Sluno. Podle něj je patrné, že každým rokem či půlrokem dochází ke zlepšování softwaru a tím i vlastností AMR robotů: „A to dokonce i těch, které jste si koupili dříve, protože srdcem každého robota je nějaký počítač, jehož software lze upgradovat. V současné době má většina výrobců AMR robotů vlastní systém pro řízení svých robotů, takzvaný fleet management. To znamená, že nasazení technologie jednoho výrobce tvoří jakýsi pomyslný ostrov. V případě nasazení technologií od více výrobců v jednom skladě to pak znamená více systémů, které může být potřeba mezi sebou nějak propojit.“

První kroky k větší interoperabilitě mezi AMR a AGV od různých výrobců již byly učiněny, byla přijata verze 2.0 již zmiňovaného doporučení VDA5050. „V roce 2023 se tak budou na trhu častěji objevovat řešení, která budou standard definovaný VDA5050 podporovat. Toto je pro koncového zákazníka zcela pozitivní zpráva, jak pro rozhodování, do jaké technologie investovat, tak při provozu těchto technologií od různých výrobců. Bude to pro zákazníka mnohem jednodušší a příjemnější,“ doplňuje Radim Tvardek.

Budoucí poptávka se také odvíjí od dalších vylepšování AMR. „Po technické stránce mají AMR nevýhodu proti běžným AGV robotům na QR kódu a jiných systémech, že jsou pomalejší. Musí přepočítávat více dat, sbírat informace od koleček, z mapy v podobě SLAM navigace, kamer či z Lidaru. Tím se dostáváme k dalšímu tématu a tím je software. Osobně očekávám, že takzvaný game changer pro nasazení AMR robotů bude precizní dotažení po softwarové stránce. Dále to bude větší důraz na bezpečnost dat – cloudové služby a vzdálený přístup do technologie,“ předpovídá další vývoj Oldřich Mareš.

V jednoduchosti je síla

AMR technologie budou dávat větší a větší smysl v rychlé implementaci a následné mobilitě např. do výroby a blízkého skladu. „Proti robustním dopravníkovým systémům, na které jsou třeba povolení od místních úřadů, a statickým řešením, jsou tyto roboty vhodnou alternativou. Kdo by nechtěl ‚go live‘ za několik týdnů až měsíců versus přípravě na rok až tři u robustních technologií,“ ptá se Oldřich Mareš.

Jindřich Kadeřávek, jednatel společnosti Element Logic Czech Republic, dodává: „Obecně očekávám rozšíření automatizace zejména v oblastech, kde její zavedení bude dávat smysl ekonomický nebo procesní. Technologie se bude nadále vyvíjet a stroje budou schopny zastat náročnější úkoly. Tento trend se bude v následujících letech zrychlovat.“

Po uživatelské stránce se bude klást důraz na klientsky přívětivá řešení. Firmy budou častěji nárokovat možnost vstupu do systému a vlastní programování např. nových úkolů u výrobní linky nebo na předávacích místech. To může představovat argument pro nové zaměstnance, proč nastoupit do firmy využívající podobné systémy. Jde o nové technologie a práce s nimi může být zejména pro mladší ročníky velmi přitažlivá.

„Volný pohyb bez dodatečného vybavení“

Mobilní roboty nám pomáhají efektivněji organizovat činnosti na dílnách, díky čemuž jsou naše výrobní procesy stabilnější a spolehlivější, což je ve třísměnném provozu obzvlášť důležité. Na robotech nejvíce oceňujeme jejich autonomii, kdy se volně pohybují po dílně a nepotřebují k tomu žádné speciální dodatečné vybavení.

Martin Horáček, supply chain operations manager, Faurecia Clean Mobility Europe

„Bez náročných úprav infrastruktury“

Vzhledem k tomu, že vozíky nepotřebují centrální řídicí systém a mohou se orientovat ve stávajícím prostředí s milimetrovou přesností, eliminuje to časově náročné a nákladné úpravy infrastruktury. Autonomní vyhledávání trasy také umožňuje vozíkům vyhýbat se překážkám bez cizí pomoci. Pokud není možné zjištěnou překážku pro její velikost nebo nedostatečný prostor překonat, AMR během několika sekund vypočítá novou trasu, aby se co nejrychleji dostal do cíle. Pro zákazníky to znamená maximální svobodu ve stávajících procesech, protože se nemusí přizpůsobovat autonomnímu systému mobilního robota. Místo toho se systém přizpůsobuje procesům zákazníka. Plně autonomní navádění navíc zajišťuje bezpečnost pracovních procesů – dokonce i při smíšených operacích.

Georg Kirchmayr, generální ředitel, Agilox Services

„Propojit s dalšími technologiemi“

Již dnes je možné roboty osadit různými rozšířeními – takzvanými top moduly, čidly či trigger senzory. Ovšem tím, jak potřebujeme zrychlovat a zeštíhlovat naše aktivity, je třeba více plánovat a přemýšlet, aby roboty dávaly smysl v celém systému řízení fabriky a skladu. Trendem i v jiných odvětvích než automotive je sekvencování. Potřebujete sladit odvoz hotových výrobků z linky nebo linku zásobit. Proto očekáváme větší poptávku po komplexních řešeních na klíč, která spočívají v komunikaci s ostatními technologiemi a následném vyhodnocování dat a výkonů, tady je řeč o pokročilé analytice.

Oldřich Mareš, sales manager CZ&SK, Dematic

Nejen investiční, ale i provozní náklady

Téma, které se začalo v souvislosti s automatizací více řešit, přinesla energetická krize. Mnohonásobné zvýšení sazeb za elektřinu posílily nejen rozvažování nad návratností investice, ale také provozními náklady. Ukázkový výpočet, jak je to s náklady na provoz AMR, provedla nedávno společnosti MIR. Vozík s kapacitou baterie 1,63 kWh při účinnosti nabíječky 85 %, spotřebuje na osm hodin provozu 1,73 kWh elektřiny. Pokud předpokládáme náklady na energii ve výši 0,5 eur na kWh (průměr EU, 9/2022), pak provoz jednoho robota v jedné směně vyjde na 0,86 eur. Výpočet je samozřejmě pouze orientační a může se dost zásadně lišit v závislosti na vytížení vozíků (frekvence, hmotnost nákladu), stavu baterie i nabíječek a pochopitelně tarifech, které firma využívá. Podle údajů společnosti MIR celodenní spotřeba jednoho AMR v závodu Forvia (zmíněno v článku) odpovídá 2,58 eur. Oproti AGV nebo vysokozdvižným vozíkům jsou AMR podstatně lehčí, a přitom zvládají transportovat „standardní“ tunovou paletu. V kontextu energií tedy AMR přispívají k menší spotřebě – při podobném výkonu v rámci horizontální dopravy konzumují méně elektřiny, která by jinak byla nutná k provozu podstatně těžšího vozíku.

Článek připravil: Stanislav D. Břeň