AMRs se Adaptam e Prosperam Durante a Pandemia e Além

Fabricantes Exigem Versatilidade à Medida que Necessidades Mudam

Em agosto, Rob Sullivan tinha uma instalação agendada para dois de seus robôs móveis autônomos no Centro de Inovação do Deutsche Post DHL Group em Troisdorf, Alemanha. Mas com restrições de viagem dos EUA para a Europa devido à pandemia de coronavírus, o técnico de instalação da Sullivan não pôde voar para a Alemanha para ajudar no trabalho.

Então, em uma solução muito do século 21, a equipe da Sullivan na AutoGuide Mobile Robots fez a instalação virtualmente.

"Após muita consideração, decidimos que a melhor maneira de prosseguir era treinar nosso integrador de sistemas local (alemão), ST-IR (ST Integration & Robots), usando um headset vestível da RealWear", escreveu Sullivan, CEO da AutoGuide Mobile Robots, no LinkedIn, post verificado pela Smart Manufacturing. "Juntos, trabalhando virtualmente com a ST-IR, instalamos um AutoGuide MAX-N Pallet Stacker e MAX-N Tugger na instalação da ST-IR para treiná-los como fazer a implementação."

O pessoal da ST-IR então levou o conhecimento adquirido da AutoGuide e os dois robôs móveis autônomos (AMRs) para a DHL, onde os integradores alemães conseguiram instalar com sucesso o tugger e o pallet stacker – com técnicos da AutoGuide assistindo virtualmente dos EUA. A equipe da ST-IR conseguiu fazer a instalação em poucos dias, sem afetar o cronograma do projeto.

Sullivan e sua equipe também receberam feedback virtual.

"Posso confirmar absolutamente que do lado da ST-IR estamos felizes e orgulhosos de fazer a instalação e tivemos um ótimo tempo na DHL", comentou Christoph Leutner, gerente geral de operações da ST-IR, integrador de serviço completo para robótica baseada em produção, no post do LinkedIn de Sullivan.

Facilidade de Instalação e Reconfiguração

Enquanto a AutoGuide usou um integrador para fazer a instalação remota no exterior, os técnicos da AutoGuide podem auxiliar fabricantes localizados nos EUA diretamente.

Michael Fleming, integrador de sistemas com décadas de experiência, disse que um integrador de sistemas é opcional porque AMRs são projetados e engenheirados para serem fáceis e rápidos de instalar e práticos para reconfigurar conforme os requisitos em uma planta industrial mudam.

"AMRs focam no usuário/proprietário ser capaz de programar, personalizar e integrar eles mesmos, enquanto fabricantes de AGV [veículo guiado automatizado] tendem a fazer isso para o cliente", disse Fleming, que é gerente global de produto para AMRs e AGVs para integrador de sistemas MHS.

Embora AMRs e AGVs possam fazer algumas das mesmas tarefas, muitas das quais focadas em mover material de um local para outro, existem outras diferenças entre as duas tecnologias.

"A maior diferença está na mentalidade de que o AMR é descentralizado e não precisa de um gerente de frota", ele adicionou. "Nos últimos dois anos, fabricantes de AMR começaram a oferecer gerente de frota pela mesma razão que AGVs sempre tiveram gerente de frota."

Isso tem a ver com o número de veículos autônomos operando em um local. Com números crescentes, eventualmente o negócio tem uma frota, e o gerenciamento dessa frota torna-se uma necessidade.

"À medida que os tamanhos de frota crescem e as tarefas alvo são mais determinísticas na natureza [as tarefas precisam ser executadas dentro de um prazo específico consistentemente ao longo do dia], a necessidade de gerenciamento eficiente de tráfego e alocação de pedidos está sendo reconhecida pelos fabricantes de AMR", disse Fleming.

Diferenças Técnicas e Navegação

Existem outras diferenças entre AGVs, inventados na década de 1950, e AMRs, que existem há cerca de uma década, ele disse.

"AMRs tendem a descentralizar seus controles para o próprio veículo, o que muitas vezes os torna mais caros", disse Fleming. Em outras palavras, "há muito mais inteligência no próprio veículo."

Essa inteligência se manifesta de várias maneiras, incluindo navegação. Se um AGV encontra um obstáculo, ele normalmente fica parado até alguém mover o objeto do caminho. Um AMR, por outro lado, navegará ao redor do obstáculo ou escolherá outro caminho para chegar onde precisa ir.

A necessidade desse tipo de flexibilidade impulsionou uma empreendedora a iniciar sua empresa de AMR há mais de seis anos.

Programe o Robô com Arrastar-e-Soltar

"Começamos a empresa focados em questões de escassez de mão de obra e flexibilidade com a tecnologia de automação atual", disse Melonee Wise, CEO da Fetch Robotics. "O problema em que nos focamos em resolver era como fornecer movimento flexível de mercadorias, seja entrega na linha, entrega just-in-time ou de estação de trabalho para estação de trabalho.

"Uma das coisas que ouvimos de engenheiros de manufatura ou engenheiros de processo é que muita da tecnologia de automação existente levava muito tempo para configurar. Exigia muita manutenção. Exigia muita instalação. E era muito difícil de mudar", ela disse.

"Então, quando queriam mudar a linha devido a sazonalidade ou seja lá o que for, era muito difícil fazer todas essas mudanças e exigia muito suporte de TI no local, também."

A Fetch fabrica: uma linha de robôs para manuseio automatizado de materiais e coleta automatizada de dados; plataformas para pesquisa em robótica; uma plataforma para robôs comerciais; e robôs de desinfecção parceiros, que usam a base AMR da Fetch com tecnologia de desinfecção de um parceiro da indústria.

Após um cliente da Fetch desempacotar seu AMR, ele o dirige pela instalação para criar um mapa. Então ele desenha os caminhos que quer que o robô siga no mapa. Ele programa o robô com um menu de arrastar-e-soltar de instruções de fluxo de trabalho. Todos esses passos são suportados remotamente, devido à pandemia, por um engenheiro de aplicações da Fetch.

Interações subsequentes com o AMR são através de tela sensível ao toque, tablet ou pistola de leitura.

"Construímos muitos componentes que tornam a integração na fábrica muito... fácil de integrar com automação fixa porque somos [apenas] uma parte da história da automação", disse Wise. "Conectamos e integramos com sistemas de execução de gestão, à automação física, a CLPs. Conectamos a scanners de mão, sistemas de voz às vezes, dependendo do que o cliente gostaria que integrássemos."

A visão de Wise sobre toda a automação em uma fábrica e o trabalho de integrar uma parte de todo esse quadro pode derivar de seu trabalho anterior como uma das desenvolvedoras principais do ROS, ou Robot Operating System, um SO com uma camada adicional para visualização e simulação.

Robôs da Fetch usam algum ROS, mas têm um sistema operacional baseado em Linux.

Para gerenciamento de frota, o software de robótica FetchCore fica na nuvem e fornece análises, agendamento, configuração de robô e gerenciamento de tarefas e fluxo de trabalho.

Aplicações Industriais

Algumas das tarefas que os AMRs da Fetch fazem em plantas industriais incluem:

• mover lavadoras de louça parcialmente montadas para uma linha de montagem para conclusão;
• entregar peças de motor de barco em kits;
• enviar dispositivos eletrônicos em uma instalação de devolução de mercadoria da estação de reparo para o local do técnico de garantia de qualidade;
• fazer inventário de tags RFID de tubos de aço e alumínio via AMR equipado com leitores, e
• empurrar unidades eletrônicas montadas para um transportador para embalagem.

Grandes Espaços Pedem AMRs

Os robôs da AutoGuide de Sullivan consistem em um AMR base com adaptadores personalizados, incluindo tugger, pallet stacker e high bay forklift.

"Assim como um robô onde você tem um efetor final nele", ele disse em entrevista à Smart Manufacturing. "Você não construiria um robô apenas para uma aplicação. Você constrói um robô e coloca diferentes efetores finais nele. É assim que construímos isso. Um robô com adaptadores que são equivalentes a efetores finais."

Um tugger que vendeu para um fabricante de bens de consumo no Arkansas trabalha em uma planta e armazém de 800.000 pés quadrados, com inclinação de 4% entre as áreas de manufatura e armazenagem.

Ele carrega 200.000 libras de mercadorias todos os dias.

"Eles não queriam ir com um AGV tradicional por causa das distâncias e da despesa que exigia para colocar aquela estrutura magnetizada", disse Sullivan. AGVs mais novos usam fita magnética no chão para navegar em vez de fios embutidos como modelos anteriores usavam.

"Qualquer grande instalação – seja um centro de distribuição ou um armazém associado à manufatura – exigiria mudanças de infraestrutura caras e demoradas para instalar fios permanentes, tiras magnéticas ou sensores embutidos no chão", ele disse.

"Se os processos de uma empresa mudam, a instalação deve ser atualizada novamente. Eles simplesmente não são práticos ou custo-efetivos para usar em qualquer instalação de tamanho."

Navegação com Visão 3D

Os robôs da Seegrid são distinguidos por seu nome – robôs guiados por visão (VGVs) vs. AMRs – e por sua navegação.

"Nós, de forma bastante única no mercado, usamos câmeras para nossa navegação, e descobrimos que essa é a navegação mais confiável no espaço AMR", disse Jeff Christensen, VP de produto.

As 10 câmeras nos dois modelos VGV da Seegrid – um tugger e um pallet truck – funcionam em cinco pares estereoscópicos e capturam dados de visão hemisférica. O software do VGV então descobre o que é importante no ambiente.

Esta grande quantidade de dados torna mudanças de rota possíveis enquanto a produção continua a rodar, "e ninguém mais pode fazer isso", afirmou Christensen.

"Manufatura, armazenagem e distribuição são ambientes altamente dinâmicos, e para navegar de forma confiável naquelas sortes de condições do mundo real você está muito melhor coletando muito mais dados do que você pode possivelmente lidar e então deixar o software descobrir o que é importante no ambiente ao seu redor, em oposição a limitar sua visão e então tentar extrapolar a partir daí e adivinhar o que está ao seu redor", ele disse comparando navegação verdadeira de visão 3D com orientação baseada em laser com LiDAR.

O trabalho mais comum para os robôs da Seegrid na manufatura é entrega de peças para uma linha, e sua real proposta de valor entra em jogo em plantas que não conseguem acompanhar a demanda por seu produto.

Das Minas de Carvão para as Fábricas

Enquanto robôs são comumente culpados por tirar empregos americanos, a AutoGuide Mobile Robots não apenas criou empregos para instalar e manter seus robôs, mas também preencheu alguns desses empregos com mineiros de carvão requalificados.

A AutoGuide e seu parceiro de integração principal, Heartland Automation, contrataram 25 ex-mineiros de carvão que foram treinados no Haas eKentucky Advanced Manufacturing Institute (eKAMI).

Localizado a poucos quilômetros das instalações de manufatura das empresas em Kentucky, o eKAMI foi lançado em 2017.

Alunos do eKAMI participam de programas acelerados em maquinário de controle numérico computadorizado para indústrias avançadas de robótica, aeroespacial, médica e outras.

"Encontrar pessoal qualificado para manufatura e instalações pode ser extremamente difícil, então ficamos entusiasmados em encontrar um recurso como o eKAMI", disse o CEO da AutoGuide, Rob Sullivan. "Não apenas obtemos técnicos trabalhadores e altamente qualificados, mas eles obtêm empregos que provavelmente nem sabiam que eram possíveis para eles enquanto trabalhavam nas minas de carvão."