Le cinque caratteristiche fondamentali che un sistema di robot mobili deve avere

I robot mobili autonomi stanno emergendo nella realtà industriale odierna come una facile soluzione per i problemi di material handling nei processi industriali e di magazzino. Il mercato è in fase di espansione e di “maturazione” e vi sono parecchi fornitori che offrono una vasta gamma di soluzioni. Con una così ampia offerta e, allo stesso tempo, con un mercato così in fermento, è fondamentale selezionare le caratteristiche minime che un sistema di robotica mobile deve avere.

In questo articolo verranno illustrate le cinque caratteristiche fondamentali:

• Sicurezza integrata
• Comunicazione wireless
• Software di gestione delle flotte
• Software per la simulazione delle flotte
• Integrazione con il software di supervisione (MES, WMS)

Molti dei produttori di robot mobili hanno alcune delle caratteristiche indicate nella precedente lista e, più o meno facilmente, hanno in progetto di implementare le altre in futuro. Le prime tre sono assolutamente necessarie e un fornitore che non sia in grado di proporle è, senza ombra di dubbio, da scartare. Le ultime due stanno assumendo un’importanza sempre maggiore, contribuendo in maniera essenziale nel calcolo del ROI. Un fornitore in grado di offrirle sarà certamente da preferire.

La Sicurezza innanzi tutto

I robot mobile si muovono autonomamente e sono progettati per condividere in maniera non direttamente controllata lo spazio con le persone. A differenza degli AGV, che sono pensati per rimanere confinati nelle loro corsie all’interno dello stabilimento, i robot mobili operano negli stessi spazi delle persone e di tutti gli altri veicoli presenti in fabbrica (muletti, transpallet, biciclette, carrelli etc etc). Per questa ragione la sicurezza è un fattore critico per prevenire eventuali collisioni con gli operatori e gli altri ostacoli fissi o mobili presenti nell’ambiente. Il robot mobile DEVE avere una robusta tecnologia laser in grado di identificare gli ostacoli sul suo cammino e, di conseguenza, di evitarli. Uno dei più utilizzati sensori in grado di ottemperare a queste richieste è il LIDAR, uno scanner laser orizzontale posizionato sulla parte anteriore del robot. Vi sono delle normative internazionali di sicurezza (ANSI/ITSDF B56.5-2005 e EN 1525) che regolano la costruzione e l’utilizzo di questi dispositivi. Il costruttore del robot deve rilasciare la dichiarazione di conformità (MDOC) che attesti la costruzione sia stata fatta in ottemperanza alle vigenti normative.

Tutti i robot mobili vengono equipaggiati con un’ attrezzatura che consente loro di trasportare dei carichi più o meno pesanti sulla loro sommità. Per questo motivo il robot deve avere un qualche dispositivo che sia in grado di rilevare eventuali ostacoli presenti sopra il piano di rilevamento del laser di navigazione frontale. Ostacoli sospesi che possono essere scalette, tavoli o forche dei muletti a metà altezza. Allo stesso modo il robot deve essere in grado di rilevare ostacoli sotto il piano di rilevamento (pallet vuoti, forche a terra o detriti). Per questi compiti cominciano ad affacciarsi sul mercato sistemi di visione e laser 3D in grado di rilevare ostacoli sopra e sotto il piano di rilevamento del laser di navigazione. Tali sistemi però implicano l’elaborazione di una grande massa di dati, con conseguente utilizzo massiccio del processore che, a sua volta, comporta un elevato consumo della batteria. Attualmente per questi sistemi siamo ancora alle fase poco più che prototipale. Le telecamere 3D sono inoltre molto sensibili ai cambiamenti di illuminazione che comportano errate letture. Si può tranquillamente affermare che allo stato attuale dell’arte il sistema laser 2D LIDAR sia ancora il più robusto e sicuro.

Comunicazione Wireless

I robot mobili sono progettati per comunicare fra di loro o con il supervisore durante il loro utilizzo. La flotta di robot deve quindi essere in grado di utilizzare la rete Wi-Fi esistente e offrire un sistema di programmazione robusto e sicuro sia dal punto fisso (Pc) che dal lato mobile (robot). Devono inoltre offrire un elevato standard di sicurezza informatica per evitare di offrire un facile ingresso alla rete. E’ altresì importante che la copertura wi-fi nella zona in cui operano i robot sia ottimale, di conseguenza è fondamentale il coinvolgimento degli specialisti IT aziendali nella fase di scelta dei robot da utilizzare per valutare eventuali costi aggiuntivi per rendere la rete wireless compatibili con l’utilizzo dei robot. E’ inoltre importante tener conto che, vista l’elevata quantità di traffico dati generata dalla flotta, è possibile sussista la necessità di implementare una rete wireless dedicata esclusivamente alla essa.

Gestione della flotta

Anche se spesso si inizia col valutare ed utilizzare un robot singolo, capita di frequente che per raggiungere il ROI pianificato sia necessario l’utilizzo di una flotta di veicoli. Tale flotta, allo stesso modo di un gruppo di impiegati, ha bisogno di un manager che la governi. E’ quindi fondamentale verificare che il fornitore dei robot sia in grado di provvedere alla gestione della flotta. Tale gestore dovrà avere le seguenti funzioni:

• Gestione e accodamento delle missioni
• Gestione dei carichi (carico/scarico degli oggetti trasportati)
• Gestione degli errori
• Gestione ed ottimizzazione del traffico
• Gestione delle ricariche
• Gestione centralizzata delle configurazioni e delle mappe
• Gestione delle statistiche

Software di simulazione della flotta

Uno dei motivi per l’implementazione di una flotta di robot è il miglioramento del processo produttivo. Nello stadio iniziale della valutazione di un simile progetto può essere d’aiuto l’utilizzo di un semplice foglio di calcolo, ciononostante una volta che si passa dal progetto alla realtà, questa può risultare molto diversa e più caotica di quanto avessimo ipotizzato. La produttività di un sistema complesso che comprende molti veicoli con diversi punti di presa e rilascio può essere valutata soltanto con l’ausilio di un sofisticato software di simulazione, oppure con uno studio di fattibilità reale. La simulazione quindi è attualmente, per una flotta di robot, uno dei più difficili problemi da risolvere in maniera accurata. A fronte di queste considerazioni è opportuno diffidare da quei produttori che non hanno investito, o non lo stanno facendo, in un adeguato software di simulazione per la loro flotta di robot. La simulazione è un componente chiave, NON un accessorio. In caso di flotte già funzionanti, la simulazione permette di verificare prima gli effetti di eventuali cambiamenti (aggiunte di robot o modifiche di layout) e dunque, di valutarne l’impatto in termini di produttività e rendimento.

Integrazione con i servizi IT

Stiamo assistendo, anche grazie all’ Industria 4.0, alla quarta rivoluzione industriale, in cui le macchine produttive saranno sempre più interconnesse fra di loro. Ogni industria di successo dipende dalle sue strutture di IT per la gestione di un traffico di dati sempre più imponente. A partire dall’ordine, il gestionale dovrà tenere traccia di ogni passo della produzione e della movimentazione del prodotto all’interno dello stabilimento. Segnali e missioni dovranno essere continuamente scambiati fra il gestionale ed il software di gestione ella flotta dei robot. Questa integrazione può essere anche piuttosto onerosa, per cui è fondamentale sincerarsi che il gestore di flotta abbia la possibilità di interfacciarsi facilmente con il gestionale dell’azienda.

L’offerta OMRON/Adept

In questa panoramica l’offerta Omron/Adept riguardante i robot mobili si pone in una posizione di assoluto primato. Grazie alle caratteristiche di sicurezza e di comunicazione wireless dei singoli veicoli, vengono soddisfatte tutte le caratteristiche richieste nei primi due punti, ma è nei successivi tre che il sistema Omron mostra tutte le sue potenzialità. Il gestore di flotta Enterprise Manager 1100 è in grado di gestire fino a 100 veicoli contemporaneamente, interfacciandosi facilmente con un software di gestione di produzione o magazzino (MES/WMS). E’ inoltre possibile effettuare delle complesse simulazioni partendo da un layout cad e dai dati di frequenza di produzione delle macchine da asservire.

https://industrial.omron.it/it/products/mobile-robot