Les AMR s'adaptent et prospèrent pendant la pandémie et au-delà

Les fabricants ont besoin de polyvalence face aux besoins changeants

En août, Rob Sullivan avait une installation prévue pour deux de ses robots mobiles autonomes au centre d'innovation du groupe Deutsche Post DHL à Troisdorf, en Allemagne. Mais avec les restrictions de voyage des États-Unis vers l'Europe dues à la pandémie de coronavirus, le technicien d'installation de Sullivan n'a pas pu se rendre en Allemagne pour aider au travail.

Alors, dans une solution très 21e siècle, l'équipe de Sullivan chez AutoGuide Mobile Robots a réalisé l'installation virtuellement.

« Après mûre réflexion, nous avons décidé que la meilleure façon de procéder était de former notre intégrateur système local (allemand), ST-IR (ST Integration & Robots), à l'aide d'un casque portable de RealWear », a écrit Sullivan, PDG d'AutoGuide Mobile Robots, sur LinkedIn, un post vérifié par Smart Manufacturing. « Ensemble, travaillant virtuellement avec ST-IR, nous avons installé un gerbeur AutoGuide MAX-N Pallet Stacker et un tracteur MAX-N Tugger dans l'installation ST-IR afin de les former à la mise en œuvre. »

Les gens de ST-IR ont ensuite apporté les connaissances acquises auprès d'AutoGuide et les deux robots mobiles autonomes (AMR) à DHL, où les intégrateurs allemands ont pu installer avec succès le tracteur et le gerbeur – avec l'assistance virtuelle des techniciens d'AutoGuide depuis les États-Unis. L'équipe ST-IR a pu réaliser l'installation en quelques jours, sans affecter le calendrier du projet.

Sullivan et son équipe ont également obtenu un retour virtuel.

« Je peux absolument confirmer que du côté de ST-IR, nous sommes heureux et fiers de réaliser l'installation et avons passé un excellent moment chez DHL », a commenté Christoph Leutner, directeur général des opérations chez ST-IR, intégrateur de services complets pour la robotique de production, sur le post LinkedIn de Sullivan.

Bien qu'AutoGuide ait utilisé un intégrateur pour l'installation à distance à l'étranger, les techniciens d'AutoGuide peuvent aider directement les fabricants situés aux États-Unis.

AMR vs AGV : différences clés

Michael Fleming, intégrateur système avec des décennies d'expérience, a déclaré qu'un intégrateur système est optionnel car les AMR sont conçus pour être faciles et rapides à installer et pratiques à reconfigurer au fur et à mesure que les exigences dans une usine industrielle changent.

« Les AMR se concentrent sur la capacité de l'utilisateur/propriétaire à programmer, personnaliser et intégrer eux-mêmes les robots, alors que les fabricants d'AGV [véhicules à guidage automatique] ont tendance à le faire pour le client », a déclaré Fleming, qui est chef de produit mondial pour les AMR et AGV chez l'intégrateur système MHS.

Bien que les AMR et les AGV puissent effectuer certaines des mêmes tâches, dont beaucoup consistent à déplacer des matériaux d'un endroit à un autre, il existe d'autres différences entre les deux technologies.

« La plus grande différence réside dans l'état d'esprit selon lequel l'AMR est décentralisé et n'a pas besoin de gestionnaire de flotte », a-t-il ajouté. « Au cours des deux dernières années, les fabricants d'AMR ont commencé à proposer un gestionnaire de flotte pour la simple raison que les AGV en ont toujours eu un. »

Cela a trait au nombre de véhicules autonomes opérant dans un même lieu. Avec des effectifs croissants, l'entreprise finit par avoir une flotte, et la gestion de cette flotte devient une nécessité.

« À mesure que les tailles de flotte augmentent et que les tâches ciblées sont plus déterministes [les tâches doivent être exécutées dans un délai spécifique de manière cohérente tout au long de la journée], le besoin de gestion efficace du trafic et de gestion de l'allocation des ordres est reconnu par les fabricants d'AMR », a déclaré Fleming.

Il existe d'autres différences entre les AGV, inventés dans les années 1950, et les AMR, qui existent depuis environ une décennie, a-t-il dit.

« Les AMR ont tendance à décentraliser leurs contrôles vers le véhicule lui-même, ce qui les rend souvent plus chers », a déclaré Fleming. En d'autres termes, « il y a beaucoup plus d'intelligence sur le véhicule lui-même. »

Cette intelligence se manifeste de nombreuses façons, y compris la navigation. Si un AGV rencontre un obstacle, il restera généralement immobile jusqu'à ce que quelqu'un déplace l'objet. Un AMR, en revanche, contournera l'obstacle ou choisira un autre chemin pour aller où il doit aller.

Le besoin de ce type de flexibilité a poussé une entrepreneure à créer sa société d'AMR il y a plus de six ans.

Programmer le robot par glisser-déposer

« Nous avons créé l'entreprise en nous concentrant sur les problèmes de pénurie de main-d'œuvre et de flexibilité avec la technologie d'automatisation actuelle », a déclaré Melonee Wise, PDG de Fetch Robotics. « Le problème sur lequel nous nous concentrions était comment fournir un déplacement de marchandises flexible, que ce soit la livraison en bord de ligne, la livraison just-in-time ou de poste de travail à poste de travail. »

« L'une des choses que nous entendions des ingénieurs de fabrication ou de processus, c'est que beaucoup de technologies d'automatisation existantes prenaient beaucoup de temps à configurer. Elles nécessitaient beaucoup de maintenance. Beaucoup d'installation. Et il était très difficile de les modifier », a-t-elle dit.

« Donc, quand ils voulaient modifier la ligne du tout en raison de la saisonnalité ou autre, il était très difficile de faire tous ces changements et cela nécessitait beaucoup de support informatique sur site, également. »

Fetch fabrique : une gamme de robots pour la manutention automatisée des matériaux et la collecte automatisée de données ; des plateformes pour la recherche en robotique ; une plateforme pour les robots commerciaux ; et des robots de désinfection partenaires, qui utilisent la base AMR de Fetch avec une technologie de désinfection d'un partenaire industriel.

Après qu'un client Fetch déball son AMR, il le fait rouler dans son installation pour créer une carte. Puis il dessine les chemins qu'il veut que le robot suive sur la carte. Il programme le robot avec un menu glisser-déposer d'instructions de flux de travail. Toutes ces étapes sont prises en charge à distance, en raison de la pandémie, par un ingénieur d'applications Fetch.

Les interactions ultérieures avec l'AMR se font via écran tactile, tablette ou scanner.

« Nous avons construit beaucoup de composants qui rendent l'intégration en usine très facile à intégrer avec l'automatisation fixe car nous ne sommes qu'une partie de l'histoire de l'automatisation », a déclaré Wise. « Nous nous connectons et intégrons avec les systèmes d'exécution de la gestion, l'automatisation physique, les API. Nous nous connectons aux scanners portatifs, aux systèmes vocaux parfois, selon ce que le client voudrait que nous intégrions. »

La vision de Wise sur l'automatisation complète dans une usine et le travail d'intégration d'une partie de cet ensemble peut provenir de son travail précédent en tant que l'une des développeurs principaux de ROS, ou Robot Operating System, un OS avec une couche supplémentaire pour la visualisation et la simulation.

Les robots Fetch utilisent un peu de ROS, mais ont un système d'exploitation basé sur Linux.

Pour la gestion de flotte, le logiciel robotique FetchCore se trouve dans le cloud et fournit des analyses, la planification, la configuration des robots et la gestion des tâches et des flux de travail.

Exemples d'applications

Parmi les tâches que les AMR de Fetch effectuent dans les usines industrielles :

• déplacer des lave-vaisselle partiellement assemblés vers une ligne d'assemblage pour finalisation ;
• livrer des kits de pièces de moteurs de bateau ;
• envoyer des appareils électroniques dans un centre de retours de la station de réparation vers l'emplacement du technicien d'assurance qualité ;
• faire l'inventaire des étiquettes RFID de tubes en acier et aluminium via un AMR équipé de lecteurs, et
• pousser des unités électroniques assemblées sur un convoyeur pour l'emballage.

Les grands espaces appellent les AMR

Les robots d'AutoGuide de Sullivan consistent en un AMR de base avec des adaptateurs personnalisés, incluant un tracteur, un gerbeur de palettes et un chariot élévateur à grande hauteur.

« Tout comme un robot où vous avez un effecteur final dessus », a-t-il dit dans une interview avec Smart Manufacturing. « Vous ne construiriez pas un robot pour une seule application. Vous construisez un robot et mettez différents effecteurs finaux dessus. C'est comme ça que nous l'avons construit. Un robot avec des adaptateurs qui sont équivalents à des effecteurs finaux. »

Un tracteur qu'il a vendu à un fabricant de biens de consommation en Arkansas fonctionne dans une usine et un entrepôt de 800 000 pieds carrés, avec une pente de 4 % entre les zones de fabrication et d'entreposage.

Il transporte 200 000 livres de marchandises chaque jour.

« Ils ne voulaient pas opter pour un AGV traditionnel en raison des distances et de la dépense que cela nécessitait pour installer cette structure magnétisée », a déclaré Sullivan. Les AGV plus récents utilisent du ruban magnétique au sol pour naviguer au lieu de fils intégrés comme les modèles antérieurs.

« Toute grande installation – qu'il s'agisse d'un centre de distribution ou d'un entrepôt associé à la fabrication – nécessiterait des modifications d'infrastructure coûteuses et chronophages pour installer les fils permanents, les bandes magnétiques ou les capteurs intégrés dans le sol », a-t-il dit.

« Si les processus d'une entreprise changent, l'installation doit être mise à jour à nouveau. Ils ne sont tout simplement pas pratiques ou rentables à utiliser dans une installation de quelque taille que ce soit. »

Navigation par vision 3D

Les robots de Seegrid se distinguent par leur nom – robots à guidage par vision (VGVs) vs AMR – et par leur navigation.

« Nous utilisons de manière assez unique sur le marché des caméras pour notre navigation, et nous avons trouvé que c'était la navigation la plus fiable dans l'espace AMR », a déclaré Jeff Christensen, VP produit.

Les 10 caméras sur les deux modèles VGV de Seegrid – un tracteur et un transpalette – fonctionnent en cinq paires stéréoscopiques et capturent des données de vision hémisphérique. Le logiciel du VGV détermine ensuite ce qui est important dans l'environnement.

Cette grande quantité de données rend les changements de trajet possibles pendant que la production continue de tourner, « et personne d'autre ne peut faire ça », a affirmé Christensen.

« La fabrication, l'entreposage et la distribution sont des environnements hautement dynamiques, et pour naviguer de manière fiable dans ce genre de conditions réelles, vous êtes bien mieux avisé de rassembler bien plus de données que vous ne pouvez éventuellement traiter et de laisser le logiciel déterminer ce qui est important dans l'environnement autour de vous, par opposition à limiter votre vue et ensuite essayer d'extrapoler à partir de là et de deviner ce qui vous entoure », a-t-il dit en comparant la vraie navigation par vision 3D avec le guidage laser par LiDAR.

Le travail le plus courant pour les robots de Seegrid dans la fabrication est la livraison de pièces à une ligne, et leur véritable proposition de valeur entre en jeu dans les usines qui ne peuvent pas suivre la demande pour leur produit.

Des mines de charbon aux usines

Alors que les robots sont souvent accusés de prendre les emplois américains, AutoGuide Mobile Robots a non seulement créé des emplois pour installer et maintenir leurs robots, mais a également pourvu certains de ces emplois avec des mineurs de charbon reconvertis.

AutoGuide et son partenaire d'intégration principal, Heartland Automation, ont embauché 25 anciens mineurs de charbon formés à l'Institut de fabrication avancée Haas eKentucky (eKAMI).

Situé à quelques miles des installations de fabrication des entreprises dans le Kentucky, eKAMI a été lancé en 2017.

Les étudiants d'eKAMI participent à des programmes accélérés en commande numérique par ordinateur pour les industries de la robotique, de l'aérospatiale, du médical et d'autres fabrications avancées.

« Trouver du personnel qualifié pour la fabrication et les installations peut être extrêmement difficile, donc nous avons été ravis de trouver une ressource comme eKAMI », a déclaré le PDG d'AutoGuide, Rob Sullivan. « Non seulement nous obtenons des techniciens travailleurs et hautement qualifiés, mais ils obtiennent des emplois qu'ils ne savaient probablement même pas possibles pour eux alors qu'ils travaillaient dans les mines de charbon. »