Logistica Efficiente

In un mercato in cui i margini si restringono di giorno in giorno, mentre la varietà di merci aumenta, la produzione tende sempre più a seguire i dettami della filosofia Six-Sigma in cui la snellezza e l'economia produttiva sono i punti cardine. La maggior parte dei gruppi industriali, reputando che il successo per il futuro dipenderà in gran parte dall'eliminazione degli sprechi e dalla riorganizzazione rigorosa dei metodi produttivi, ha individuato nel trasporto manuale uno dei maggiori punti d'inefficienza. Quando il tema della flessibilità viene messo in cima alla lista, l'introduzione di robot mobili è un'alternativa da tenere in considerazione all'utilizzo di sistemi di trasporto tradizionali.

Spesso negli ambiti produttivi il trasporto dei materiali con metodi tradizionali non è così agevole. L'utilizzo, ad esempio, di nastri di trasporto può rappresentare un costo decisamente elevato. Costi che salgono maggiormente se la produzione ha caratteristiche di stagionalità.

Anche il superamento di grandi distanze è, con l'utilizzo di nastri di trasporto, sicuramente poco conveniente, soprattutto se le linee produttive non sono allineate e obbligano la costruzione di sistemi di alimentazione complicati. Spesso è necessaria la realizzazione di incroci che, a volte, nemmeno con il trasporto aereo sono evitabili.
Al contrario una flotta di robot mobili può avere una lunga serie di vantaggi:

• sono scalabili e l'introduzione o l'eliminazione di uno o più elementi può avvenire secondo il bisogno;
• il loro utilizzo diminuisce il lavoro manuale;
• diminuisce l'occupazione stabile di superficie utile con conseguente abbattimento dei costi di immobilizzazione del capitale;
• in particolare, in confronto con la movimentazione manuale, la soluzione con i robot mobili permette di diminuire i tempi e ridurre le possibilità di errore.

Un esempio di una tale soluzione di trasporto è dato dai robot mobili AdeptLynx. Questa soluzione ha in sé tre caratteristiche fondamentali che fino ad ora sono state appannaggio dei soli trasporti manuali. Per prima la capacità di spostarsi alla presenza di ostacoli mobili, quali ad esempio le persone, in secondo luogo la possibilità di utilizzare i veicoli singolarmente e, in terzo, la possibilità invece di essere utilizzati in flotte cooperanti.

A questi si aggiunge la capacità di navigare senza l'utilizzo di dispositivi fissi, quali bande magnetiche o ottiche, laser o riflettori. Queste caratteristiche aprono a questa soluzione una serie di applicazioni che vanno oltre ai magazzini o ambienti produttivi.

Questi robot sono, infatti, facilmente utilizzabili in laboratori, uffici e ambienti ospedalieri, ovvero in situazioni in cui vi siano dei materiali da trasportare, ma sia difficile operare con le soluzioni fino ad ora presenti sul mercato.

Come robot autonomi, i Lynx trovano da soli, utilizzando una serie di sensori, la via più breve per raggiungere il loro obiettivo.

Quando il veicolo non viene utilizzato, o la batteria si sta scaricando, si reca autonomamente alla sua base di carica, mentre se l'operatore ha bisogno di un veicolo, lo potrà chiamare alla sua postazione utilizzando un pulsante di chiamata wireless. Una volta caricato, si potrà indirizzare il veicolo alla destinazione appropriata tramite un touchscreen installato sul robot stesso.

L'interfaccia estremamente semplificata ne permette l'utilizzo anche a personale non particolarmente addestrato.

Il calcolo della traiettoria
Prima di iniziare a muoversi verso la sua destinazione programmata, il robot calcola la traiettoria ottimale tenendo conto, a differenza dei sistemi tradizionali, delle sue dimensioni reali (inclusi eventuali carichi sporgenti) e delle aree di sicurezza intorno agli ostacoli.

Per realizzare questo, la mappa viene suddivisa in piccoli settori quadrati in modo che l'algoritmo di calcolo riesca a trovare la via utilizzando i settori liberi da ostacoli.

Quando il robot si trova in movimento utilizza gli encoder sulle ruote e un giroscopio di precisione per localizzare la sua posizione. Poichè le informazioni di questi sensori sono soggette ad errori incrementali, il robot utilizza anche uno scanner laser, le cui informazioni vengono continuamente confrontate con quelle provenienti dagli encoder e dal giroscopio, permettendo così l'esatta localizzazione del robot nell'ambiente.

In caso di ambienti che cambiano in maniera molto dinamica, come per esempio per il continuo accumularsi o spostarsi di pancali o cartoni, la localizzazione del robot basata sulla mappa precedentemente acquisita potrebbe rivelarsi non sufficiente ad una corretta localizzazione. In questi casi è necessario l'uso di una telecamera aggiuntiva che, compiendo una mappatura delle luci sul soffitto, rende possibile la navigazione anche in tali ambienti. E' sufficiente che siano sempre visibili almeno tre punti luce per la correzione dei dati provenienti dagli altri sensori e assicurare una corretta localizzazione.

La sicurezza ha la precedenza
Per garantire la sicurezza del personale di produzione, i robot sono in grado di ripianificare la loro traiettoria in caso si frapponga loro un ostacolo imprevisto. Questa ripianificazione può avvenire in maniera "locale" e senza quasi alcun rallentamento per ostacoli rilevati con un certo anticipo, oppure dopo una decelerazione repentina in caso di ostacoli improvvisi. La profondità di scansione per gli ostacoli dipende dalla velocità del robot, permettendo così un ricalcolo della traiettoria con un sufficiente anticipo.

Le linee guida per la sicurezza (VDI 4452 e DIN-EN 1525) dicono, fra le altre cose, che, in caso di un ostacolo non evitabile, il robot deve arrestarsi per l'intervento di un sistema prettamente hardware e non software. Una serie di sensori certificati garantisce che questo accada, rilevando la velocità reale del robot e garantendo, in caso di ostacolo improvviso, l'arresto in completa sicurezza e ottemperanza delle norme vigenti.

Creazione e adattamento della mappa

Prima della messa in servizio dei veicoli, è necessario acquisire la mappa dell'ambiente dove andranno ad operare. Questo avviene conducendo manualmente un veicolo con un joystick.

Lo scanner laser frontale effettuerà una lettura con 15m di profondità e 250° di ampiezza e rileverà ogni caratteristica presente nell'ambiente. La lettura così ottenuta viene "ripulita" da doppie rilevazioni, disturbi e imprecisioni, generando in seguito la mappa definitiva.

Il software "Mobile Planner" permette poi di modificare tale mappa con la cancellazione di ostacoli non fissi e l'aggiunta di zone vietate o obbligate. Uno dei vantaggi fondamentali di questa soluzione è che tutte le modifiche alla mappa, e di conseguenza alle traiettorie dei robot, sono effettuabili via software.

Se, ad esempio, in un punto di passaggio è installata una nuova macchina di produzione, sarà sufficiente delimitare la zona con un' area non attraversabile e le traiettorie dei robot saranno di conseguenza automaticamente modificate.

Si intuisce che il vantaggio di tale soluzione è evidente. Anche nel caso di aggiunte di ambienti adiacenti, non sarà necessario ricominciare da zero, bensì si potrà acquisire solo la parte nuova e accostarla nei punti corrispondenti a quella esistente, risparmiando così giorni di lavoro.

Nei sistemi tradizionali sarebbe stato necessario modificare le infrastrutture esistenti, quali bande magnetiche o ottiche, laser o riflettori, mentre in questo caso ogni modifica avviene con pochi "click" del mouse. Con la stessa facilità è possibile introdurre nella mappa delle "regole del traffico", come strade a senso unico, autostrade, direzioni vietate o obbligate.

Gestore della flotta
Nel caso di utilizzo di più robot cooperanti, un gestore del traffico, chiamato "Enterprise Manager", avrà il compito di condividere a tutti i componenti la mappa creata da un singolo robot. Si tratta di una combinazione di hardware e software che, comunicando tramite wireless con i robot, ne gestisce il traffico e le missioni.

L'Enterprise Manager gestisce le code e le priorità dei lavori assegnati ai robot, comunicando con il sistema centralizzato dell'azienda.

Il sistema, inoltre, condivide la mappa a tutti i membri della flotta, regolando il traffico e le eventuali possibili collisioni.

http://www.adept-technology.it/