Jungheinrich – Mobilní robotika utváří budoucnost intralogistiky
Vozíky AMR s vizí: vidí více, pracují autonomně
Jak společnost Jungheinrich urychluje rozvoj mobilní robotiky díky 3D kamerové platformě ifm O3R
Jungheinrich je již více než 70 let předním poskytovatelem intralogistických řešení. Vedle svého zavedeného portfolia manuální intralogistiky klade Jungheinrich silný důraz na automatizaci. Společnost buduje své know‑how v oblasti robotiky a využívá showroom „Home of Mobile Robots“ ve svém závodě v Echingu u Mnichova jako vyhrazený prostor pro praktickou interakci se zákazníky.
„Zákazníci si potřebují vyzkoušet mobilní roboty a přímo s nimi interagovat. Tento praktický přístup je nezbytný – pro nás, pro naše zákazníky i pro budoucí rozvoj automatizované intralogistiky“, zdůrazňuje Manuela Schmidbauerová, manažerka portfolia mobilních robotů ve společnosti Jungheinrich.
Větší míra autonomie v prostředí brownfieldů
Požadavky na intralogistiku se značně změnily. Zákazníci ve výrobě, maloobchodě a logistice hledají řešení, která řeší nedostatek pracovních sil a tlak na náklady, aniž by se však zvyšovala složitost jejich procesů. Autonomní mobilní roboty (AMR) musí být integrovány do prostředí brownfieldů – tedy do stávajících provozů, kde je smíšený provoz běžný. „Vysoký stupeň autonomie a intuitivní interakce s vozíky jsou klíčovými požadavky“, vysvětluje Manuela Schmidbauerová. Jednotky AMR pracují bok po boku s obsluhou manuálních vozíků, s dopravníkovými systémy i s pěšími pracovníky. S tím jdou ruku v ruce náročné požadavky na vnímání okolí, bezpečnost a rychlou reakci. „Naše vozíky musí držet krok se schopnostmi a reakcí lidské obsluhy“, říká Manuela Schmidbauerová.
Agilní vývoj vyžaduje agilní partnery
Aby společnost Jungheinrich dokázala na tyto požadavky trhu rychle reagovat, vyvíjí svá řešení v úzké spolupráci se zákazníky a využívá k tomu agilní metody i kratší vývojové cykly než dříve. „To vyžaduje partnery, kteří dokážou držet krok s touto úrovní dynamiky“, pokračuje Manuela Schmidbauerová. „V předním specialistovi na automatizaci, společnosti ifm, jsme našli partnera, který poskytuje vhodná senzorová a řídicí řešení pro naše mobilní roboty.“
Lepší vnímání díky platformě O3R
S modelem EAE 212a představuje společnost Jungheinrich svou nejnovější generaci vozíků AMR, navrženou tak, aby umožnila ještě vyšší míru autonomie a zároveň výrazně zjednodušila integraci těchto vozíků do stávajících procesů zákazníků. Klíčovým prvkem tohoto AMR je platforma O3R od společnosti ifm. Systém O3R se skládá z centrální jednotky pro zpracování videa (VPU), ke které je možné připojit až šest 2D/3D kamerových hlav. Jednotka VPU synchronně zpracovává obrazová data a ve spojení s algoritmy vyvinutými společností Jungheinrich umožňuje spolehlivou detekci nosičů nákladu i dalších objektů.
Výkonná duální řídicí jednotka
U modelu EAE 212a se společnost Jungheinrich spoléhá na jednotku ecomatController CR710S značky ifm s celkem 37 vstupy a výstupy. Řídicí jednotka je nejen vysoce odolná vůči vibracím, teplu a chladu, ale nabízí také špičkový výkon. Krátké cykly zajišťuje 32bitový mikrokontrolér. V kombinaci s velkou programovou pamětí spolehlivě a efektivně provádí i složité algoritmy. Další výhodou je, že ecomatController kombinuje dva nezávislé automaty PLC v jednom zařízení: jeden z nich zpracovává standardní řídicí úlohy, zatímco ten druhý je určen pro bezpečnostní aplikace a je certifikován TÜV až do úrovně SIL 2 nebo PL d.
Obrázek 1: Praktický scénář: vozíky AMR musí také spolehlivě fungovat ve smíšeném provozu, kde se vyskytují rovněž ručně ovládané vozíky.
Obrázek 2: Dvě kamerové hlavy směřující ve směru jízdy zachycují široký pohled na oblast před vozíkem AMR.
Obrázek 3: Vozík AMR od společnosti Jungheinrich díky kamerové hlavě O3R (uprostřed snímku) velmi spolehlivě rozpoznává palety.
Robustní mračno bodů PMD pro detekci palet a překážek
„Platformu O3R používáme ke dvěma klíčovým funkcím: detekci palet a detekci překážek v jízdní dráze“, vysvětluje Sebastian Gangl‑Spethmann, Senior Development Engineer ve společnosti Jungheinrich. Dvě kamery jsou namontovány ve směru jízdy, zatímco další kamera sleduje zadní nákladový prostor. V obou případech vozík AMR využívá mračna bodů generovaného s vysokou přesností kamerovými hlavami pomocí technologie PMD: „Palety spolehlivě detekujeme i tehdy, když jsou posunuté nebo natočené. Vozík AMR je dokáže konzistentně zachytit a přiblížit se k nim.“ Tato robustnost zvyšuje flexibilitu skladových procesů tím, že umožňuje spolehlivou manipulaci s paletami, i když nejsou umístěny na milimetr přesně.
3D mračno bodů a 2D obraz: Díky platformě O3R jsou pro převzetí nákladu k dispozici komplexní vizuální informace.
Lepší vnímání prostředí ve srovnání s bezpečnostními skenery
Díky dvěma dopředu orientovaným kamerám používaným pro detekci překážek pracuje model EAE 212a s prediktivní navigací namísto reaktivního chování typu stop‑and‑go. „Požadované bezpečnostní laserové skenery spolehlivě detekují osoby, ale mají omezení v tom, že pracují pouze v jedné rovině a blízko země“, vysvětluje Sebastian Gangl-Spethmann. „3D kamery monitorují v oblasti před vozíkem mnohem větší prostor. Díky tomu dokážeme osoby detekovat s větším předstihem. Kromě toho 3D kamery také včas detekují vyvýšené objekty zasahující do jízdní dráhy, jako jsou vidlice nebo jeřábové háky. Díky tomu se jim může vozík vyhnout a pokračovat v jízdě bez zastavení. To zvyšuje plynulost přepravy a zrychluje celý proces.“
Robustnější informace než u 3D LiDAR systémů
Ve srovnání s 3D LiDAR systémy poskytují použité 3D kamery rovněž spolehlivou detekci objektů i na reflexních površích. Dodatečný 2D stream umožňuje přesnější segmentaci a vizualizaci zachycené scény. „Celkově nám toto řešení dává více informací pro dosažení robustní detekce objektů“, shrnuje Sebastian Gangl-Spethmann. Tato širší datová základna umožňuje spolehlivější detekci objektů a manipulaci s nimi, a to v široké škále prostředí – což je rozhodující faktor pro flexibilní použití v reálných aplikacích.
Robustní vnímání okolí, plynulý provoz, rychlá integrace
Jedním z klíčových cílů vývoje bylo zjednodušit uvedení technologie AMR do provozu u zákazníka. Díky rozhraním a nástrojům, které platforma O3R poskytuje, je systém rychle připraven k provozu – včetně extrinzní kalibrace a základní konfigurace. Pro provozovatele to znamená kratší odstávky při nasazení, menší nároky na engineering a předvídatelnou škálovatelnost.
O3R: kapacita pro budoucí evoluci AMR
Platforma O3R je sama o sobě navržena tak, aby se dokázala přizpůsobovat měnícím se požadavkům: další zorná pole, přídavné kamery nebo nové funkční moduly lze přidávat postupně, aniž by bylo nutné přepracovávat celou systémovou architekturu. Tato technická základna pomáhá společnosti Jungheinrich naplnit klíčový cíl: zajistit, aby interakce člověka se strojem byla bezpečná a intuitivní. „Požadavky našich zákazníků se budou s rostoucí automatizací a autonomií dále vyvíjet“, říká Manuela Schmidbauerová. S modelem EAE 212a společnost Jungheinrich na tuto změnu reaguje – a senzorová technologie značky ifm poskytuje potřebnou hloubku porozumění okolnímu prostředí, která je zásadní zejména v brownfieldových provozech.
Partnerství jako klíčový faktor úspěchu
Úzká spolupráce mezi společnostmi Jungheinrich a ifm electronic byla klíčovým faktorem úspěchu projektu. „Spolupráce s ifm je velmi dobrá“, říká Sebastian Gangl-Spethmann. „V případě důležitých témat se můžeme s vývojáři rychle spojit, což nám umožňuje bez prodlení řešit i technicky složité otázky.“ Toto přímé propojení vývojových týmů obou společností vede ke krátkým rozhodovacím procesům i rychlým řešením – což je zásadní výhoda v dynamickém tržním prostředí formovaném rychlým technologickým vývojem.
