Jungheinrich - Mobilni roboti oblikujejo prihodnost intralogistike
AMR z vizijo: vidite več, delujte samostojno.
Kako Jungheinrich pospešuje mobilno robotiko s platformo 3D kamer O3R podjetja ifm
Jungheinrich je že več kot 70 let vodilni ponudnik intralogističnih rešitev. Poleg uveljavljenega portfelja ročne intralogistike se Jungheinrich močno osredotoča na avtomatizacijo. Podjetje utrjuje svoje strokovno znanje in izkušnje na področju robotike, razstavni prostor "Home of Mobile Robots" na svoji lokaciji v Echingu pri Münchnu pa uporablja kot poseben prostor za praktično interakcijo s strankami.
"Stranke morajo imeti izkušnje z mobilnimi roboti in z njimi neposredno sodelovati. Ta praktični pristop je bistvenega pomena - za nas, za naše stranke in za prihodnji razvoj avtomatizirane intralogistike," poudarja Manuela Schmidbauer, vodja portfelja mobilnih robotov pri podjetju Jungheinrich.
Večja avtonomija v okoljih z nezazidanimi zemljišči
Zahteve intralogistike so se močno spremenile. Stranke v proizvodnji, maloprodaji in logistiki iščejo rešitve, ki bi odpravile pomanjkanje delovne sile in pritisk na stroške, ne da bi dodatno zapletale svoje procese. Avtonomne mobilne robote (AMR) je treba vključiti v okolja brownfield - obstoječe objekte, kjer je običajno mešano delovanje. "Ključni zahtevi sta visoka stopnja avtonomije in intuitivna interakcija z vozili," pojasnjuje Manuela Schmidbauer. AMR delujejo skupaj z upravljavci ročnih vozil, transportnih sistemov in pešci. Zaradi tega so zahteve glede zaznavanja, varnosti in odzivnosti zelo visoke. "Naša vozila morajo biti v koraku z zmogljivostmi in odzivnostjo človeških upravljavcev," pravi Schmidbauer.
Agilni razvoj zahteva agilne partnerje
Da bi se hitro odzval na te zahteve trga, Jungheinrich svoje rešitve razvija v tesnem sodelovanju s strankami z uporabo agilnih metod in krajših razvojnih ciklov kot v preteklosti. "To zahteva partnerje, ki lahko sledijo tej stopnji dinamike," nadaljuje Schmidbauer. "S podjetjem ifm kot specialistom za avtomatizacijo smo našli partnerja, ki zagotavlja ustrezne senzorske in nadzorne rešitve za naše mobilne robote."
Večja zaznavnost zaradi platforme O3R
Z modelom EAE 212a Jungheinrich predstavlja najnovejšo generacijo vozil AMR, ki so zasnovana tako, da omogočajo še večjo avtonomijo, hkrati pa občutno poenostavljajo integracijo teh vozil v obstoječe procese strank. Osrednji element tega AMR je platforma O3R podjetja ifm. Sistem O3R sestavlja osrednja enota za obdelavo videa (VPU), ki lahko poveže do šest glav 2D/3D kamer. VPU sinhrono obdeluje slikovne podatke in v povezavi z algoritmi, ki jih je razvil Jungheinrich, omogoča zanesljivo zaznavanje nosilcev tovora in drugih predmetov.
Zmogljiva dvojna krmilna enota
Pri EAE 212a se Jungheinrich zanaša na ifmov ecomatController CR710S s skupno 37 vhodi in izhodi. Krmilnik ni le zelo odporen proti tresljajem, vročini in mrazu, temveč ponuja tudi visoko zmogljivost. 32-bitni mikrokrmilnik zagotavlja kratke čase ciklov. V kombinaciji z velikimi proalgoritmi. Druga prednost je, da ecomatController združuje dva neodvisna PLC-ja v eni napravi: Eden opravlja standardne nadzorne naloge, drugi pa je namenjen varnostnim aplikacijam in ima certifikat TÜV do SIL 2 ali PL d.
Slika 1: Praktični scenarij: AMR morajo zanesljivo delovati tudi v mešanem prometu z vozili na ročni pogon.
Slika 2: Dve glavi kamere, obrnjeni v smeri vožnje, zajemata širok pogled na območje pred AMR.
Slika 3: Jungheinrich AMR zaradi glave kamere O3R (na sredini slike) izjemno zanesljivo prepoznava palete.
Robusten oblak točk PMD za zaznavanje palet in ovir
"O3R uporabljamo za dve glavni funkciji: zaznavanje palet in ovir na vozni poti," pojasnjuje Sebastian Gangl-Spethmann, višji razvojni inženir pri podjetju Jungheinrich. Dve kameri sta nameščeni v smeri vožnje, dodatna kamera pa nadzoruje tovorni prostor zadaj. V obeh primerih AMR izkorišča oblak točk, ki ga z visoko natančnostjo ustvarijo glave kamer z uporabo tehnologije PMD: "Palete zanesljivo zaznamo, tudi če so zamaknjene ali obrnjene. AMR se jim lahko dosledno približa in jih pobere." Ta robustnost povečuje prilagodljivost skladiščnih procesov, saj omogoča zanesljivo ravnanje s paletami, tudi če niso nameščene z milimetrsko natančnostjo.
3D oblak točk in 2D slika: S platformo O3R so za sprejem tovora na voljo celovite vizualne informacije.
Boljše zaznavanje okolja v primerjavi z varnostnimi skenerji
Zaradi dveh kamer, ki sta usmerjeni naprej in se uporabljata za zaznavanje ovir, EAE 212a deluje s predvidljivo navigacijo in ne z reaktivnim načinom ustavljanja in vožnje. "Zahtevani varnostni laserski skenerji zanesljivo zaznajo ljudi, vendar imajo omejitev, da delujejo le v eni ravnini in blizu tal," pojasnjuje Gangl-Spethmann. "Kamere 3D nadzorujejo veliko večje območje pred vozilom. Tako lahko ljudi odkrijemo v zgodnejši fazi. Poleg tega kamere 3D pravočasno zaznajo tudi dvignjene predmete, ki štrlijo na pot, kot so vilice ali kavlji žerjava, da se jim izognejo in nadaljujejo vožnjo brez ustavljanja. S tem se poveča prepustnost in skrajša procesni čas."
Zanesljivejše informacije kot pri sistemih 3D LiDAR
V primerjavi s sistemi 3D LiDAR omogočajo uporabljene 3D kamere tudi zanesljivo zaznavanje predmetov na odbojnih površinah. Dodatni tok 2D omogoča natančnejšo segmentacijo in vizualizacijo posnetega prizora. "Na splošno nam to daje več informacij za zanesljivo zaznavanje predmetov," povzame Gangl-Spethmann. Ta širša podatkovna osnova omogoča zanesljivejše zaznavanje in obravnavanje predmetov v različnih okoljih, kar je odločilen dejavnik za prilagodljivo uporabo v realnih aplikacijah.
Zanesljivo zaznavanje, nemoten pretok prometa, hitra integracija
Ključni razvojni cilj je bil poenostaviti zagon sistema AMR na lokaciji stranke. Zahvaljujoč vmesnikom in orodjem, ki so na voljo s platformo O3R, je sistem hitro pripravljen za delovanje - vključno z zunanjo kalibracijo in osnovno konfiguracijo. Za operaterje to pomeni krajši čas izpada med uvajanjem, manjši inženirski napor in predvidljivo razširljivost.
O3R: zmogljivost za prihodnji razvoj protimikrobne odpornosti.
Sama platforma O3R je zasnovana tako, da raste s spreminjajočimi se zahtevami: dodatna vidna polja, dodatne kamere ali nove funkcionalne module je mogoče dodajati postopoma, ne da bi bilo treba na novo razmisliti o celotni arhitekturi sistema. Za Jungheinrich ta tehnična podlaga podpira ključni cilj: načrtovanje interakcije med človekom in strojem, da bo varna in intuitivna. "Zahteve naših strank se bodo še naprej razvijale, saj se povečujeta avtomatizacija in avtonomija," pravi Manuela Schmidbauer. Jungheinrich z modelom EAE 212a predvideva te spremembe, tehnologija senzorjev ifm pa zagotavlja potrebno globino razumevanja okolja, ki je ključnega pomena v rjavih delovnih okoljih.
Partnerstvo kot ključni dejavnik uspeha
Tesno sodelovanje med podjetjema Jungheinrich in ifm electronic je bilo ključni dejavnik uspeha projekta. "Sodelovanje z družbo ifm je zelo dobro," pravi Gangl- Spethmann. "Pri pomembnih temah lahko hitro stopimo v stik z razvijalci, kar nam omogoča, da nemudoma rešimo tudi tehnično zapletena vprašanja." Ta neposredna povezava med razvojnimi skupinami obeh podjetij omogoča kratke poti odločanja in hitre rešitve, kar je odločilna prednost v dinamičnem tržnem okolju, ki ga zaznamujejo hitre tehnološke spremembe.