PLUS- EN MINPUNTEN VAN AUTONOME MOBIELE ROBOTS
let op nieuwe veiligheidsregels voor intern transport
De voorspellingen van de verschillende onderzoekbureaus lopen uiteen, maar dat de markt voor autonome mobiele robots (AMR’s en AGV’s bijvoorbeeld) vertrokken is voor jarenlange groei, is duidelijk. De flinke impuls die e-commerce door de coronapandemie wereldwijd heeft gekregen, draagt hier zeker aan bij. Maar ook de maakindustrie is een sector waar de autonoom bewegende voertuigen vaste voet aan de grond krijgen. Waarom?
In opmars
Enkele jaren geleden zag je ze voor het eerst op beurzen: AMR’s, autonome mobiele robots. Sommigen deden er toen een beetje lacherig over, maar doordat de technologie waarmee de AMR’s bestuurd worden zich zeer snel ontwikkelt, gaan bedrijven meer nadenken over de rol die ze in de interne logistiek kunnen spelen. Daarbij gaat het om serieuze toepassingen.
Zo is in Nederland bij 247Tailorsteel een nieuw type in gebruik genomen, waarmee vanuit het magazijn de materialen onbemand naar acht buislasers getransporteerd worden. Het gaat hier om een type dat een trekgewicht heeft van 1.000 kg. En zo zijn er meer oplossingen. Producten tot 7 m lengte kunnen vandaag al manloos getransporteerd worden door de fabriek. Hiermee kan men nu dus de interne logistiek automatiseren, wat voorheen het domein was van vorkheftrucks.
Fabrikanten van deze systemen melden dat de interesse toeneemt, nu de maakindustrie wereldwijd weer opleeft. Bedrijven die vorig jaar de mobiele robots hebben getest, denken nu serieus na over opschalen. Vooral in combinatie met Kanban en Polca (Quick response Manufacturing) methodieken maken AMR’s de productie verder lean en efficiënter. Wereldwijd voorspellen marktonderzoekers dan ook dat de verkopen van mobiele robots al in 2022 die van de traditionele industrierobot en cobots zal voorbijsteken.
Over tien jaar zullen er naar verwachting 156.000 autonome vorkheftrucks verkocht zijn
ABI Research, een van deze voorspellers, verwacht dat tegen 2030 van de 8 miljoen robots die dan wereldwijd verkocht worden, 6 miljoen stuks een of andere vorm van een mobiele robot zullen zijn. Deels zullen ze de traditionele vorkheftruck vervangen. Afgelopen jaar werden er 1.000 autonome vorkheftrucks verkocht, over tien jaar naar verwachting 156.000 stuks.
AMR en AGV: wat is het verschil?
De begrippen AMR (Autonomous Mobile Robot) en AGV (Automatic Guided Vehicle) worden in de praktijk soms door elkaar gebruikt. Dat is niet correct, want de afkortingen staan voor verschillende technologieën.
Zo beschikt een AGV over beperkte intelligentie, moeten er sensoren of strips geplaatst worden die hij nodig heeft om te kunnen navigeren en kan hij enkel vooraf geprogrammeerde routes door de fabriek afleggen.
Een AMR is een veel slimmer systeem, dat zich eigenlijk net zoals met een gps-systeem de meest efficiënte weg zoekt van a naar b. Dat gebeurt op basis van een geïntegreerde kaart van de fabriek. Tevens gebruikt een AMR camera’s en sensoren om voorwerpen te detecteren en deze te ontwijken. Vandaar de term 'autonoom'. Dat maakt de inzet van een AMR flexibeler en uiteindelijk valt de investering lager uit, doordat men minder hoeft uit te geven aan randvoorwaarden.
troeven
Kostenbesparing
De belangrijkste drijfveer voor de investering in AMR’s is, naast het oplossen van het tekort aan operationele medewerkers, kostenbesparing. Interne logistiek kost veel tijd en dus geld. Niet alleen in de grote bedrijven, ook in de kleine kmo’s. Reken eens uit hoeveel manuren wekelijks gemoeid zijn met het aanleveren van materialen bij een bewerkingsmachine; of de centraal ingestelde gereedschappen? Als men het maakbedrijf al vergaand heeft gedigitaliseerd, bieden autonoom rijdende robots de kans om de efficiency verder op te voeren.
Automatisering en digitalisering zijn namelijk wel een voorwaarde om rendement uit zo’n investering te halen. Eigenlijk moet de productie aangestuurd worden vanuit het ERP-systeem om de materiaaldistributie in het bedrijf te automatiseren. Bij puur logistieke bedrijven is vooral de aanwezigheid van een Warehouse Execution System essentieel; in de maakindustrie kan men dat vervangen door een MES-systeem. Dan kan men de interne logistiek zodanig automatiseren dat de manuele inzet tot een minimum beperkt blijft.
Indien gewenst, zou men zelfs het beladen van de robotcel kunnen automatiseren. Op dit vlak zijn er aanbieders die de mogelijkheid bieden om bij een robot meerdere pallets met materiaal te plaatsen, elk voorzien met een nulpuntspansysteem in de vloer. Hierdoor weet de robot exact de locatie. Ook het transport van de gereedschappen uit het magazijn kan men met AMR’s automatiseren, waarbij er al aanbieders zijn die op de mobiele robot een cobot plaatsen.
De implementatie van de systemen is relatief eenvoudig. AMR’s kunnen binnen enkele weken volledig operationeel zijn, omdat ze geen geleidingen en andere hardware nodig hebben. Experts komen wel met dezelfde waarschuwing die voor elke vorm van automatisatie geldt: een slecht manueel proces automatiseren, levert niet vanzelf een goed geautomatiseerd proces op.
Veiligheid
Een tweede reden om AMR’s in te zetten, is veiligheid. In Nederland gebeuren er jaarlijks zo’n 150 ernstige ongelukken met heftrucks, waaronder sommigen met dodelijke afloop. Dit weliswaar niet alleen in de industrie, maar overal waar dit intern transportmiddel wordt ingezet. De technologie die de AMR’s aanstuurt, is tegenwoordig zodanig dat ze veilig - voor medewerkers, machines en stellingen - door de fabriek kunnen rijden.
In een recent internationaal onderzoek kwam naar voren dat 72% van de productiebedrijven veiligheid op de werkvloer als een probleem ervaart en dat 63% denkt dat mobiele robots bijdragen aan het verbeteren van de veiligheid.
63% denkt dat mobiele robots bijdragen aan het verbeteren van de veiligheid
Overigens vallen de AMR’s (net als AGV’s) sinds kort onder de Machinerichtlijn 2006/42/CE. Wie zo’n autonoom mobiel systeem inzet, moet dus een risicoanalyse maken en de daaruit voortvloeiende maatregelen treffen. Tot voor kort gold voor AGV’s de EN 1525:1997-norm. Die voldeed echter niet meer; enerzijds omdat de norm niet aansluit op de Machinerichtlijn, anderzijds omdat de huidige technologie voor de autonome voertuigen veel verder is ontwikkeld.
Op dit moment kan de ISO 3691-4 AGV’s norm worden gebruikt voor het normeren van de veiligheid. Deze ISO-standaard is eind 2020 ingevoerd om het gebruik van AGV’s te harmoniseren met de eisen die in de Machinerichtlijn gesteld worden. Dit heeft vooral gevolgen voor de integratoren die de systemen in de industrie implementeren. Ze kunnen niet langer de verplichting ontwijken om het thema veiligheid expliciet aandacht te geven. Een van de regels in de nieuwe ISO norm is bijvoorbeeld dat een AGV minimaal op een halve meter afstand van een vaste constructie moet passeren, zodat een werknemer nooit bekneld kan raken.
De voertuigen moeten voorzien zijn van CE-markering, dat vrijwaart de gebruiker van aansprakelijkheid als er een ongeluk gebeurt terwijl de mobiele robot gebruikt werd zoals beschreven in de handleiding. Maar let op: net als bij machines geldt dit alleen voor het mobiele robotvoertuig zelf, niet voor het hele systeem bijvoorbeeld als er een cobot op wordt geplaatst. Dan met er een nieuwe risicoanalyse van het hele systeem worden gemaakt. Uiteindelijk moet de eindgebruiker, in de maakindustrie dus de bedrijven, ervoor zorgen dat het systeem veilig en conform de regels gebruikt wordt.
Bedenkingen
Staan dan alle lichten op groen voor de AMR’s in de Belgische en Nederlandse maakindustrie? Nee.
Een van de praktische belemmeringen is de fysieke ruimte die nodig is. Bij een nieuwe productiefaciliteit kan men de routing zo plannen dat er voldoende ruimte is voor de AMR om te bewegen. In veel bestaande fabrieken is die ruimte echter beperkt, omdat ze vaak vol staan met bewerkingsmachines. Misschien is het wel zinvol om de vraag te stellen of men die allemaal nodig heeft? Wat als men dezelfde productie met minder machines kan maken die automatisch van materiaal worden voorzien?
Een tweede punt waar men op moet letten, is dat de technologie weliswaar ver ontwikkeld is, maar dat er nog grote verschillen zijn tussen de verschillende systemen en hoe veilig en autonoom ze in de praktijk echt werken. De nauwkeurigheid waarmee ze hun positie bepalen verschilt. Op een conferentie over autonome robots, vorig jaar in de VS, werd daarom gewaarschuwd dat men moet testen in een realistische omgeving. Als de fabriek duizenden vierkante meters groot is, moet men niet testen in een laboratoriumomgeving. Daarnaast moet men de afweging maken welk gewicht getransporteerd moet worden: kiest men voor een hoog gewicht om op veilig te spelen, of voor een lager gewicht om de investering lager te houden? Nog steeds zijn AMR’s het meest geschikt voor het transport van lichtere producten, hoewel de capaciteiten steeds groter worden.
Artificiële Intelligentie zal een stempel drukken op de autonome robots
Een laatste takeaway die de deelnemers aan de conferentie meekregen, was dat de opmars van Artificiële Intelligentie de komende jaren een stempel zal drukken op de autonome robots. Het plannen van de routes, het ontwijken van obstakels enz. zal verbeteren. Is het beter die ontwikkeling af te wachten? Of wil men liever koploper zijn?
