Автоматизация на марше. Новые перспективы для изготовителей транспортных автоматических систем

Транспортные системы, работающие без водителя, похоже, снова в центре пристального внимания предприятий, заинтересованных в экономичной автоматизации своих материальных грузопотоков. Как показывает динамика роста ежегодно вводимых в эксплуатацию таких устройств, в 2006 году достигнут новый рекорд по количеству их внедрений. Эта тенденция стимулируется многочисленными инновациями со стороны изготовителей автоматических транспортных систем. Они все больше демонстрируют способность активно генерировать новые творческие идеи и высокий потенциал гибкости, хотя и представляют почти исключительно фирмы средней величины.

Автоматически управляемые системы транспортных средств (Automatic Guided Vehicle Systems, AGVS) существуют с 1953 года. Первый опыт их практического применения был связан с необходимостью заменить оператора на борту аварийной машины, которую использовали на одном из заводов. Трассу транспортному роботу указывал провод, и хотя с момента изобретения AGV появились различные варианты подобной технологии навигации, сам принцип ее действия существенно не менялся. Как и прежде, чаще всего для этого используют ряды проводки, уложенной в штрабу глубиной около 2,5 см и шириной 8...10 мм в полу помещения. После этого щель заделывают. По проводам под низким напряжением подается ток высокой частоты и силой несколько миллиампер. Возникающее при этом электромагнитное поле фиксируют закрепленные на шасси ТС датчики. В местах, где машина должна останавливаться, в полу размещают множество расположенных определенным образом магнитов.

На этом уровне технологии AGV-системы просуществовали до середины 1970-х годов. Создание новых методов исследования тонкой структуры материалов, обусловленных развитием физики твердого тела, позволило значительно расширить их функциональные возможности и повысить гибкость. Как результат появились многочисленные новые области применения транспортных роботов, и их производство резко увеличили. Автоматы стали не только буксировать трейлеры на складах, но и перевозить единичные грузы, все больше применяться для доставки комплектующих в производственные цехи, на сборочные линии автозаводов.

Повышение производительности технологических процессов, необходимость поддерживать на постоянно высоком уровне качество изделий – это лишь два из множества факторов, определяющих мировую тенденцию к автоматизации производства и логистики. Причем эти процессы идут не только в индустриально развитых государствах Европы, но и в странах с низким уровнем заработной платы. В экономическом обосновании решения по автоматизации предприятия все больше учитываются аспекты поддержания качества продукции, при этом величина затрат, например, уровень оплаты труда, чаще всего теперь столь важна, как это принято считать.

Помимо необходимости поддерживать требуемое качество продукции применение AGV оправдано следующими их преимуществами:

• сокращением численности персонала, особенно высококвалифицированных и ответственных операторов напольного транспорта. Таких сотрудников не только надо держать на хорошей зарплате, но и все сложней найти. Эта ситуация давно наблюдается не только в развивающихся странах, но и в Европе и России;

• улучшением условий безопасности труда;

• снижением ущерба в результате повреждения изделий, поскольку все движения автоматически управляемых транспортных средств можно точно запрограммировать.

Автоматизация обеспечивает конкурентоспособность

В странах с дешевой рабочей силой в автоматизации технологических процессов заинтересованы в первую очередь зарубежные инвесторы и транснациональные компании, имеющие здесь свои предприятия. Основная причина внедрения AGV та же – необходимость в замкнутом производственном цикле и обеспечение высокого качества операций на производстве и в логистике. Автоматизация предполагает, что весь технологический процесс должен быть изначально точно определен, т. е. как организация сборки, так и ее последовательность должны быть заданы однозначно. Тем самым в автоматизированном «пространстве» полностью исключаются любые отклонения, снижающие качество продукции, и компенсируется дефицит квалифицированных сотрудников. Все более очевидно, что глобализация не тормозит, а повсеместно стимулирует и продвигает автоматизацию на рынок. Оба процесса не противоречат один другому. Это новое явление, и еще несколько лет назад никто не мог его предвидеть. Помимо производства и логистики в фокусе автоматизации оказались также внутризаводской транспорт, операции по комплектации и складированию. Автоматизированные системы перемещения материалов, использование которых экономически оправдано, образуют эффективный стержень всех процессов на производстве и в логистике. Главными требованиями к ним являются высокая производительность и технологическая надежность, постоянная готовность к работе.

Поскольку продолжительность жизненного цикла продукции становится все короче, а скорость изменений в производственных и логистических технологиях – все выше, системы материальных грузопотоков должны быть более гибкими в отношении выполняемых ими задач и вносимых новшеств. Они должны быстро и с малыми затратами адаптироваться к постоянно меняющимся запросам современности.

Всем этим требованиям соответствуют полностью автоматические системы, использующие напольный транспорт, работающий без участия человека. Основой таких систем стали отдельные единицы техники – робокары, «сердцем» которых являются устройства навигации и связи. Компьютер более высокого уровня обеспечивает диспозицию машин путем оптимизации маршрута движения и соответствующего контроля за временем выполнения операций.

Где используют AGV

Конвейеры и вилочные погрузчики сегодня являются самыми типичными техническими решениями для перевозки грузов на предприятиях, но при правильном применении автоматические управляемые транспортные средства (ТС) становятся все более жизнеспособной альтернативой обоим этим типам техники. AGV-системы превосходят другие виды оборудования в случаях, когда ТС должно перемещать груз между точно установленными пунктами, особенно на длинные расстояния, и обеспечена регулярность поставки изделий к месту их загрузки. Кроме того, AGV-системы обычно применяют в следующих случаях:

• когда средняя интенсивность транспортировки составляет приблизительно 12 ездок в час на одно транспортное средство. Если необходима более высокая производительность, то лучшим вариантом все еще остаются конвейеры и погрузочная техника с вилочным захватом;

• на операциях, где в будущем предполагается изменить расположение пунктов остановки. Маршрут перевозки грузов для AGV значительно легче изменить, чем установить новый конвейер;

• там, где нет возможности обслуживать оборудование, поскольку AGV можно эксплуатировать и 24 часа, и 7 часов в сутки без перерывов, они способны самостоятельно подзаряжаться или осуществлять замену батареи;

• в случаях, если требуется вести записи о точном времени прохождения этапов технологического процесса.

Современные AGV оборудованы бортовыми базами данных, куда можно автоматически вносить и хранить информацию о том, где и когда груз был собран или выгружен; они также передают информацию в режиме реального времени в систему управления предприятием и принимают от нее команды о дальнейших действиях. Это делает автоматизированный транспорт идеальным вариантом для химической, фармацевтической и пищевой промышленности, где едва ли не главным является контроль за продвижением продукции на разных стадиях производства.

Любой руководитель, рассматривающий AGV-систему как альтернативу для внедрения на своем предприятии, должен, во-первых, определить тип ТС, необходимого для работы, а во-вторых – тип технологии навигации AGV.

Развитие транспортных систем с робокарами

Буксировочные автоматизированные средства первыми вышли на рынок и до сих пор остаются самыми простыми и дешевыми из всех типов AGV. В дальнейшем на рынок поступили робокары с вилочным захватом и средства для транспортировки грузов большой массы, например, рулонов стали и даже автобусов. В последние годы появилось большое число новых конфигураций этих устройств, хотя буксировочные AGV-системы еще продолжают эксплуатироваться и даже совершенствуются. Например, буксировочные AGVS теперь могут в автоматическом режиме выполнять такие функции, как подзарядка, загрузка и разгрузка, сцепка и расцепка прицепов, запрос команд.

Часто такие новинки применяют для удовлетворения потребностей определенных производственных участков или заполняют ниши, где используются стандартные ТС. Среди них можно отметить автоматизированный вилочный погрузчик компании Jervis B. Webb, который используется для загрузки поддонов и других унифицированных грузов в грузовой автотранспорт без водителя. Он может работать в любом стандартном погрузочном доке и на любом напольном покрытии, способен поднимать и перевозить до четырех поддонов одновременно.

Еще один интересный тип таких устройств – это автоматические шаттлы. Они передвигаются по рельсам между разными рабочими участками и обеспечивают скорость транспортировки изделий до 180 м/ мин. Наконец, в последние годы на рынок выведен новый класс легких транспортных средств, предназначенных для перевозки небольших грузов, иногда их именуют автоматически управляемыми тележками (automatic guided carts). В автомобильной промышленности, тележки используются для пополнения комплектующими участков сборочной линии или их транспортировки между автоматизированными рабочими местами. Другие такие же типы техники способны выполнять операции по комплектации и сортировке с грузами массой 500...1500 кг. Они, в частности, могут сами доставлять и выгружать на разные рабочие места требуемые изделия, поэтому в них применяется довольно сложное программное обеспечение.

Такие аспекты, как инновации, стандартизация и ориентированный на промышленное применение дизайн разных транспортных систем с робокарами, не должны вступать в противоречие. Это правило постоянно доказывают в конкурентной борьбе с другими системами изготовители AGV-систем.

Модульную конструкцию уже используют в своих решениях большое число производителей транспортного оборудования и систем с робокарами. Только она дает возможность увязать в единой технико-экономической концепции все многообразие требований потребителей. При этом основная часть концепции унификации и стандартизации реализуется благодаря поставщикам основных компонентов робокаров и AGV-систем.

Навигационные устройства как центральная и ключевая часть систем с робокарами развиваются быстро. Наряду с известными техническими решениями, такими как одометрия и лазерная навигация, используются новые концепции. Например, это устройства контурного сопровождения и распознавания окружающих предметов, а также визуальная навигация с системой видеокамер.

Автоматизированный вилочный погрузчик для разгрузки автотранспорта компании Jervis B. Webb

Расширение области применения робокаров часто способствует рождению новых идей. Примером этого является персональное сопровождение транспортного оборудования. Первые разработки в этой сфере были представлены на конференции по системам с робокарами, прошедшей в 2006 году в Ганновере. Дальнейшие исследования направлены на формирование стратегии сопровождения и создания компьютеров управления. Наряду с этими исследовательскими работами сектор РSLТ предоставляет заинтересованным производственным компаниям возможность использовать сайт, через который можно установить контакты с 28 европейскими изготовителями транспортных систем с робокарами. Информационная страница по транспортным системам с робокарами (FTS-Kompetenzseite) дает открытый доступ к информации о существующих решениях и их сравнение, позволяя ее посетителям не предвзято сопоставить возможности и достижения разных европейских профильных изготовителей. После конференции в Ганновере основным координатором деятельности в этой области и организатором специального сектора РSLT стал профильный комитет B7 (объединение транспортной техники, обеспечивающей материальные потоки и логистику) Союза инженеров Германии VDI.

Первые серийные робокары Rocla

Раньше автоматизированные транспортные системы производились по индивидуальным заказам клиентов, поэтому их стоимость была достаточно высокой, а срок поставки – длительным, но в декабре прошлого года эта ситуация, похоже, изменилась коренным образом. Финская компания Rocla Oyj, специализирующаяся на разработке, производстве и продвижении на рынке интеллектуальных решений и услуг в области перемещения грузов, представила первый в мире серийно выпускающийся автоматизированный напольный транспорт. Для его производства были задействованы компоненты стандартизированных складских штабелеров.

Платформа-автомат для перевозки грузовых универсальных контейнеров

В Европе наблюдается нехватка трудовых ресурсов в сфере логистики. «С помощью автоматизированного перемещения грузов мы сможем высвободить часть рабочей силы и быстро повысить производительность, – считает Юсси Муикку (Jussi Muikku), президент компании Rocla. – Обычно самым приемлемым решением для наших клиентов является комбинированное использование автоматизированных и традиционных видов складской погрузочной техники. Сегодня Rocla выпускает универсальное автоматизированное решение нового поколения. Серийный автоматизированный складской погрузчик легко ввести в эксплуатацию. Срок окупаемости вложенных средств исключительно мал благодаря быстрой поставке, стандартизованному подходу и великолепному исполнению новых робокаров Rocla».

Новые автоматизированные складские погрузчики базируются на проверенных инновационных решениях, которые ранее были использованы при производстве складских погрузчиков Rocla, например, шасси всемирно признанного ричтрака Humanic и интегральная мачта с подъемными цилиндрами, встроенными внутрь конструкции мачты. Особое внимание было уделено пользовательскому интерфейсу – он снабжен сенсорным дисплеем и сигнальными светодиодными лампами.

Как отмечает Константин Титов, генеральный директор ООО «Рокла Рус» российского представительства концерна Rocla Oyj: «В сложившейся ситуации сложно недооценить значимость появления на рынке столь революционного решения, как автоматизированный складской погрузчик Rocla серийного производства. Более того, без преувеличения могу сказать, что новый продукт Rocla является настоящим прорывом в области складской логистики и коренным образом изменит существующий рынок автоматически управляемых погрузчиков.

Робокары Rocla сочетают в себе наш богатый интралогистический опыт и уникальные ноу-хау в области производства складской техники и автоматизированных транспортных систем. Благодаря чрезвычайно короткому сроку поставки, преимуществу автоматизированного решения и выдающимся эксплуатационным характеристикам робокаров наши клиенты смогут получать возврат своих инвестиций в течение двух-трех лет. Этого удалось достигнуть за счет модульной конструкции, в основе которой удостоенные наград (Гран-при на выставке «Склад. Транспорт. Логистика-2006», Fennia Prize) и проверенные компоненты ричтрака Humanic – система управления и контроля и интегральная мачта.

Первый серийный штабелер-робокар фирмы Rocla

Новый автоматизированный погрузчик будут выпускать серийно в нескольких модификациях: для перевозки паллет, рулонов, катушек и других грузов. Он не требует присутствия оператора. Объем производства на начальном этапе составит 100 погрузчиков в год. Данная линейка позволит решать логистические задачи в различных отраслях экономики. Новый модельный ряд робокаров Rocla призван поддержать и продолжить глобальную идею компании Rocla – быть лидером в продвижении интеллектуальных решений в области перемещения грузов и сервисного обслуживания.

Основными рынками сбыта автоматизированых складских погрузчиков в первую очередь станут, безусловно, европейские страны в связи с серьезным дефицитом рабочей силы и высоким уровнем развития производственной и логистической сферы. Однако я абсолютно уверен в том, что новый продукт вызовет огромный интерес и у российского потребителя. Особенно мы рассчитываем на предприятия целлюлозно-бумажной отрасли, упаковочной и печатной промышленности, ведь по статистике около 60% целлюлозно-бумажного производства России приходится на наш Северо-Западный регион. Бурный рост современнейших логистических терминалов и складских комплексов в Санкт-Петербурге и других городах России позволяет нам также рассматривать предприятия этой сферы бизнеса в качестве своих основных будущих потребителей».

(Окончание следует)

В статье использованы материалы журналов F+H (ФРГ) и MMH (CША).

Подготовили Л. Цинцевич и В. Петрова