AGV vs AMR: differenze e vantaggi di queste tecnologie mobili

Gli AMR sfidano alcuni dei ruoli che in passato sono stati ricoperti dai veicoli a guida automatizzata (AGV), che funzionano solo lungo percorsi fissi. Necessitando di infrastrutture spesso anche molto impattanti, gli AGV richiedono tempo per essere installati e possono essere più costosi da configurare, ma una volta installati aiutano a contribuire a un output di produzione prestabilito. Tuttavia, lo sviluppo degli AMR porta con sé la possibilità di fare le cose in modo diverso. La scelta per l’organizzazione tra l’implementazione di AMR, AGV o una combinazione di entrambi dipende sia dai processi di produzione che dai requisiti dell’applicazione.

Se in un’azienda si sta pensando a come semplificare e automatizzare determinate operazioni di trasporto, è innanzitutto utile comprendere la differenza tra queste due alternative di automazione, molto simili tra loro. Se è vero che AGV ed AMR servono entrambi per trasportare materiale da un punto ad un altro, è anche vero che questa è l’unica similitudine tra loro. Sebbene AGV e AMR condividano casi d’uso nell’industria manifatturiera, la tecnologia è notevolmente diversa. Nel valutare la differenza tra queste due soluzioni per l’automazione della logistica interna, è importante notare i principali difetti della vecchia tecnologia AGV: costi elevati, inefficienza e flessibilità limitata.

Ci sono molte differenze tra AGV e AMR e poiché le aziende li stanno valutando (ad esempio per le iniziative e gli incentivi Industria 4.0), è importante capire come queste differenze possono avere un impatto sulla struttura aziendale sia a breve che a lungo termine. Spesso il dilemma per molte figure decisionali è se mantenere (o investire in) veicoli AGV o se considerare tecnologie più moderne: i robot mobili (AMR).

Qui abbiamo identificato alcune delle differenze chiave tra AMR e AGV per quanto riguarda navigazione, coordinamento, accessibilità, integrazione e sicurezza.

Contenuti

Cos’è un AGV?

Un AGV (Automated Guided Vehicle), o veicolo a guida automatica, è un veicolo industriale che può essere pre-programmato per trasportare merci in un magazzino o in un ambiente di produzione.

  • Navigazione: tradizionalmente guidata da strisce magnetiche o cavi installati sopra o sotto un pavimento del magazzino.
  • Tempi di installazione: richiede l’installazione di guide di navigazione, che a volte richiedono un sostanziale rinnovamento della struttura.
  • Flessibilità operativa: la modifica dei modelli operativi dell’AGV richiede la ripetizione dell’intero processo di installazione.
  • Reattività: flessibilità limitata per adattarsi all’ambiente in evoluzione o al cambiamento del flusso di lavoro.

 

Che cos’è un AMR?

Un AMR (Autononous Mobile Robot) o robot mobile a guida autonoma è un veicolo che utilizza sensori e processori a bordo per spostare i materiali in modo autonomo senza la necessità di guide fisiche o marcatori. Apprende il proprio ambiente, ricorda la propria posizione e pianifica dinamicamente il proprio percorso da un punto (una stazione, una base di ricarica, o una destinazione all’interno dell’ambiente) a un altro punto.

  • Navigazione: il software del robot utilizza tecnologie come sensori, radar, e telecamere per effettuare la localizzazione e la navigazione, determinando il percorso migliore che passa per due o più punti.
  • Tempi di installazione: possono variare, ma sono sempre molto brevi, proprio grazie al fatto che gli AMR sono tecnologie dinamiche, scalabili, e ottime quando usate in flotta. È molto semplice spostarli di piano o di stabilimento, nonché cambiare i percorsi o le mappe, grazie a software come il Map Editor.
  • Flessibilità operativa: un AMR pianifica dinamicamente il percorso più breve in base alle condizioni e ai requisiti attuali; quindi, se il lavoro cambia da un giorno all’altro, il percorso dell’AMR cambierà con esso.
  • Reattività: gli AMR rilevano ed evitano automaticamente ostacoli e percorsi bloccati per trovare il percorso migliore per il loro punto di destinazione della missione, oppure per motivi di sicurezza si può anche scegliere di farli semplicemente fermare in presenza di un ostacolo, in modo tale che restino in attesa che questo ostacolo venga rimosso da un operatore.

 

Navigazione

Il modo in cui navigano AMR e AGV dimostra come operano.

Un AGV ha un’intelligenza di bordo minima e può solo obbedire a semplici istruzioni. Per navigare ha bisogno di essere guidato da cavi, bande magnetiche o sensori, che di solito richiedono estese (e costose) modifiche nella configurazione dell’impianto, durante le quali può essere necessario fermare la produzione. Un AGV si limita a seguire questi percorsi fissi, i quali richiedono ulteriori costi e nuovi cambiamenti all’impianto, nel caso in cui debbano essere modificati. L’adattabilità degli AGV è limitata perché normalmente vengono impiegati per portare a termine una missione; quindi, se l’azienda ha bisogno di cambiare produzione, modificarli può essere costoso.

Diversamente, gli AMR sono più reattivi e flessibili e sono in grado di adattarsi ai cambiamenti nel layout della fabbrica ed eseguire nuove operazioni senza richiedere grandi cambiamenti nel loro ambiente, o risorse significative, tempo o investimenti finanziari. L’AMR è un tipo di robot in grado di comprendere e muoversi in modo indipendente nel suo ambiente. Gli AMR differiscono dai loro predecessori, i veicoli a guida autonoma (AGV), che si basano su binari o percorsi predefiniti e spesso richiedono la supervisione dell’operatore. L’AMR, al contrario, naviga usando delle mappe che possono essere caricate direttamente sul robot, o che questo costruisce autonomamente in loco. Questa capacità può essere paragonata a quella di un’auto munita di GPS, in cui vengono caricate precedentemente una serie di mappe. Una volta che gli indirizzi di casa e lavoro del proprietario vengono impostati, il GPS genera il tragitto più breve, basandosi su semplici posizioni sulla mappa. Un AMR funziona in modo simile, quando le posizioni dei punti di carico e scarico vengono impostate. Gli indirizzi sono punti sulla mappa e durante lo spostamento da un punto a un altro, il sistema determina il percorso migliore.

I robot mobili a guida autonoma (AMR) come Helko o Jobot utilizzano un sofisticato set di hardware e software, sensoristica e calcolo per la pianificazione del percorso e di flotta, per interpretare e navigare nell’ambiente, senza vincoli di alimentazione cablata.

Poiché gli AMR sono dotati di telecamere e altri sensori, se incontrano un ostacolo inaspettato durante la navigazione nei loro ambienti, come una scatola caduta, un pallet fuori posto o una folla di persone, utilizzeranno una tecnica di navigazione come la prevenzione delle collisioni per rallentare, fermarsi o reindirizzare il loro percorso intorno l’oggetto e quindi continuare con la loro missione. Tutto questo assicura che il flusso di materiale rimanga puntuale, ottimizzando la produttività. È anche possibile definire dove il robot può accelerare o decelerare e le aree in cui gli è consentito andare e quelle in cui non lo è. Jobot, ad esempio, utilizza dati provenienti da telecamere, sensori e scanner laser integrati, nonché i dati provenienti dal software per la mappatura e la gestione della flotta.

 

Reattività e flessibilità

Durante la navigazione, gli AMR sono in grado di riconoscere ed evitare gli ostacoli per trovare in sicurezza la strada verso la loro destinazione. Gli AGV, al contrario, non sono in grado di riadattare in modo intelligente il loro percorso quando incontrano ostacoli e talvolta richiedono l’intervento umano per riavviarsi.

Gli AMR presentano molti vantaggi per le organizzazioni, tuttavia implementarli in un ambiente di produzione comporta alcune sfide. La maggior parte di queste sfide sono legate alla ricerca del giusto layout del sistema AMR e alla personalizzazione del sistema robotico per soddisfare le esigenze specifiche dell’azienda. Come nel caso dell’adattamento di qualsiasi nuova tecnologia a un ambiente industriale, dovrebbero essere stabilite aspettative e obiettivi chiari al fine di massimizzare l’efficacia e il ROI.

 

Flotta, coordinamento e flusso

La maggior parte degli AGV funziona in modo indipendente e deve essere programmata manualmente per evitarsi l’un l’altro e lo fa anche in virtù dell’infrastruttura fisica. Tuttavia, i robot mobili impiegati in una singola struttura possono comunicare tra loro a livello di flotta per massimizzare il flusso del traffico, evitare collisioni e ingorghi e aumentare l’efficienza operativa. Un sistema AMR completo e integrato, come Helko, è anche in grado di comunicare con sistemi di produzione, PLC e con i gestionali di produzione o altri sistemi di livello superiore (MES/MOM, WMS, eccetera). Questo integra in modo efficiente il processo di produzione con la logistica degli AMR ed è un’ottima soluzione IIoT per automatizzare un processo produttivo.

La flessibilità degli AMR è fondamentale per il moderno settore manifatturiero, che richiede agilità e flessibilità nel caso in cui ci sia il bisogno di apportare modifiche ai prodotti o alle linee di produzione. Gli AMR si adattano facilmente ad agili modelli produttivi, in stabilimenti di tutte le dimensioni. Se la linea di produzione subisce modifiche, è sufficiente caricare la nuova mappa nell’AMR o permettergli di crearne una nuova esso stesso, in modo che possa essere impiegato immediatamente per nuovi compiti.

Questa capacità fornisce alle aziende il completo controllo del robot e delle sue funzioni. Piuttosto che venire limitati dalla mancanza di flessibilità delle infrastrutture richieste dagli AGV, le aziende possono facilmente re-impiegare i robot stessi in nuove conformazioni di percorso e di flotta, seguendo l’evoluzione delle proprie necessità in modo da ottimizzare la produzione anche in ambienti molto dinamici.

 

Accessibilità

Gli AGV richiedono un’installazione e una formazione significative prima dell’uso, mentre gli AMR possono essere utilizzati da operatori senza precedenti conoscenze o esperienze di robotica.

Quando gli AGV consegnano i materiali dai loro depositi ai punti di consegna, i loro percorsi sono in genere in cemento (spesso letteralmente). Questo rigoroso sistema di guida e la definizione del percorso vincolano il produttore a quel percorso specifico ea quei punti fissi di ritiro o consegna. Gli AMR sono molto più flessibili poiché utilizzano un software di mappatura, il cosiddetto Map Editor, in cui è possibile stabilire una miriade di percorsi e un sistema di gestione della flotta che determina il percorso ideale per una consegna o un ritiro.

Questa autonomia operativa rende gli AMR molto più flessibili degli AGV, i quali sono limitati a seguire una linea fissa, di solito installata sul pavimento. Ciò significa che le loro applicazioni sono limitate e un AGV esegue lo stesso compito di consegna per tutto il tempo in cui resta in servizio. I cambiamenti sono semplicemente troppo costosi e impattanti per essere economicamente sostenibili.

Un AMR, invece, ha solo bisogno di semplici modifiche software per adattarsi a nuove missioni, in modo che il robot possa eseguire una varietà di compiti in posizioni diverse, compiendo piccoli aggiustamenti per rimanere al passo con le esigenze della produzione in ambienti in cambiamento.

I compiti di un AMR possono essere controllati manualmente tramite l’interfaccia del software di gestione delle flotte oppure ci si può affidare a una configurazione delle missioni gestita dal sistema MES/MOM, il quale gestisce automaticamente la priorità degli ordini e l’assegnazione dei robot ai compiti per i quali sono più indicati, basandosi sul loro stato e posizione. Una volta che una missione viene stabilita, non c’è bisogno che il lavoro del robot sia coordinato dal personale, il quale può quindi concentrarsi su compiti di maggior valore che contribuiscono al successo dell’azienda.

 

Sicurezza e collaborazione

La sicurezza sul lavoro è sempre una priorità. In questo senso, i robot mobili autonomi sono un grande vantaggio perché sono in grado di svolgere compiti che possono essere dispendiosi in termini di tempo, ripetitivi, noiosi e pericolosi, consentendo ai lavoratori di dedicare tempo a compiti più preziosi e complessi e contribuire a livelli più elevati di sicurezza negli ambienti di lavoro.

Quasi tutti i sistemi AGV sono progettati per funzionare senza ostacoli e lontano dalle persone. Gli AGV sono sicuramente sicuri in quanto si fermeranno quando viene rilevato un ostacolo, ma staranno bloccati finché quell’ostacolo non sarà rimosso. Questo è l’opposto degli AMR: infatti, i robot mobili sono stati progettati fin dall’inizio per lavorare a fianco dell’uomo in ambienti dinamici ed essere collaborativi. Gli AMR sono in grado di consegnare direttamente al punto di utilizzo, ovunque si trovi. Possono percorrere gli stessi corridoi in cui passano le persone, coabitando in un certo senso con il traffico pedonale. Se viene rilevato un ostacolo e c’è spazio sufficiente per il robot per aggirarlo, un AMR può farlo e portare a termine la sua missione di consegna. Gli operatori possono sentirsi completamente a proprio agio con questa tecnologia, in quanto la velocità di movimento dei robot non è maggiore di quella di una persona che spinge un carrello.

 

Conclusioni

Gli AMR portano numerosi vantaggi: possono trovare la strada verso la loro destinazione riconoscendo ed evitando gli ostacoli. I robot mobili autonomi possono essere utilizzati anche da lavoratori senza precedenti conoscenze o esperienze di robotica e possono svolgere compiti noiosi, ripetitivi e pericolosi per l’uomo. D’altra parte, gli AGV sono progettati per lavorare in un ambiente altamente strutturato su compiti prestabiliti. La scelta per l’organizzazione se implementare un sistema di AMR o AGV dovrebbe essere determinata dal loro processo di produzione e dai requisiti specifici, nonché, ad esempio, se le linee di produzione sono stabilite o suscettibili di cambiare.

Se l’azienda cambia raramente, in termini di prodotti, flussi di lavoro operativi o forza lavoro, allora un AGV potrebbe essere una buona scelta. Tuttavia, la maggior parte delle aziende oggi vedono rapidi cambiamenti nel flusso dei materiali, nelle stazioni di lavoro o nel catalogo prodotti, e tutti questi cambiamenti richiedono l’uso di tecnologie dinamiche, flessibili e scalabili che possano adattarsi e cambiare in parallelo all’azienda. Gli AMR sono collaborativi e flessibili per stare al passo con le opportunità future che arrivano alle operazioni di produzione e di magazzino. Possono evitare gli ostacoli e alleggerire i lavoratori da compiti di trasporto ripetitivi o stancanti, in modo che questi lavoratori possano concentrarsi su lavori più appaganti a più alto valore aggiunto.

Per maggiori informazioni o per farci qualsiasi domanda, non esitare a visitare la nostra pagina dei contatti! Se stai cercando di integrare degli AMR nella tua fabbrica o magazzino, saremo felici di aiutarti e guidarti con la nostra esperienza.