Automatiseringskruip – buiten de productie
Automatisering biedt fabrikanten veel voordelen: kwaliteit, precisie, consistentie, hogere productie, veiligheid en de mogelijkheid om mensen te concentreren op taken waarbij hun vaardigheden, beoordelingsvermogen en behendigheid het verschil maken.
Hoewel industriële automatisering een breed spectrum bestrijkt, wordt het vaak gezien als de integratie van robotarmen ter ondersteuning van specifieke functies. Steeds betaalbaardere en flexibelere robotica wordt steeds sneller toegepast in steeds meer faciliteiten, en velen noemden Pack Expo International 2016 zelfs de "robotbeurs".
Naarmate belangrijke productiefuncties worden geautomatiseerd, wordt technologie toegepast op een aantal uitdagingen op het gebied van opslag en logistiek. De overname van Kiva door Amazon en de opkomst van ‘slimme’ opslag- en inventarisatiedrones zijn een paar bekende voorbeelden.
Net als bij de vroege fabrieksrobotica zijn veel van de vroege toepassingen van magazijnautomatisering speculatief, duur en niet flexibel. Maar de snel evoluerende technologie stimuleert een versnelde acceptatie en vermindert de kosten- en integratie-uitdagingen.
Magazijnautomatisering wordt steeds toegankelijker voor het MKB en voor toepassingen in grote bedrijven die in het verleden niet aan de verantwoordingseisen voldeden.
AGV's zijn een goed voorbeeld van deze trend en bieden daarnaast ook een belangrijke kans voor veel kleine en middelgrote fabrikanten om hun bedrijfsvoering te verbeteren.
Een introductie tot autonome geleide voertuigen
Ze staan bekend onder vele namen, waaronder AGV's, Autonomous Guided Vehicles en Autonomous Fork Trucks. Voor specialisten kunnen deze namen subtiele verschillen oproepen, maar in dit artikel hebben we het over zelfrijdende voertuigen die 'automatisch' opereren in productie-, magazijn- en distributieomgevingen.
In een interview met Modern Materials HandlingMark Longacre (destijds voorzitter van de afdeling automatische geleide voertuigen bij de Material Handling Industry of America) definieerde een AGV als “een computergestuurde mobiele robot die wordt gebruikt om materialen binnen een faciliteit te verplaatsen.”
Volgens Savant Automation werd de AGV in 1954 uitgevonden door Barrett Electronics en stonden ze oorspronkelijk bekend als "zelfrijdende voertuigen". De naam "automatisch geleid voertuig" kwam in de jaren 1980 in zwang.
De daadwerkelijke adoptiesnelheid is lastig te kwantificeren, aangezien veel bedrijven dit soort informatie als bedrijfseigendom beschermen. Financiële prognoses voor de sector geven echter wel een indicatie van de groei en de adoptiesnelheid. Statistieken zijn onder andere:
- Verwachte marktomvang van 1.5 miljard dollar in 2024
- In de VS zijn de afgelopen 3,000 jaar ongeveer 50 AGV-systemen geïnstalleerd
- Het gemiddelde geïnstalleerde systeem in de VS heeft 4-5 voertuigen, terwijl er veel kleinere systemen (1-3) en grotere (50-100) zijn.
- Sleepsystemen zijn een groeiende vraag ervaren vanwege hun vermogen om meer ladingen te vervoeren met meerdere opleggers dan een enkele vorkheftruck
De eerste toepassingen waren eenvoudig. Een van de eerste AGV's werd ingezet om post bezorgen rond de Sears Tower in ChicagoIndustriële toepassingen daarentegen waren duur en complex en voorbehouden aan extreme eisen. Voorbeelden van vroege AGV-implementaties zijn onder andere slepen en "zwaar vervoer". Vroege gebruikers zagen de potentie om niet alleen de kosten te verlagen, maar ook de veiligheid op de werkplek te verbeteren. Gezien de extreme aard van vroege toepassingen, de uitgebreide programmering en integratie, en de aanzienlijke kosten waren gerechtvaardigd op basis van de mogelijkheid om te voldoen aan gevaarlijke en extreme eisen zonder de veiligheid in gevaar te brengen.
Zoals in elke disruptieve sector die voortbouwt op snel evoluerende technologie, is er sprake van voortdurende consolidatie en de lancering van nieuwe spelers. Bekende fabrikanten zijn onder andere Savant, JBT Corp en Egemin Automation.
Naarmate adoptie steeds gebruikelijker wordt, neemt ook de bewustwording en innovatie toe. Zo werd al in 2012 een studie in opdracht van de Automation Alliance van het MHI (Material Handling Institute) ontdekte dat:
- 74% van de professionals in de productie- en distributiesector overweegt al automatisering van hun werkzaamheden, waarbij de focus meer ligt op AGV's (17%) dan op robots (16%).
- Respondenten in de magazijnsector benadrukten de nauwkeurigheid van de bestellingen, terwijl respondenten in de productiesector de doorvoer noemden als een belangrijke drijvende kracht achter projecten.
- De implementatie van AGV's werd beïnvloed door de marktvraag, klantmandaten, operationele excellentie, kostenreductie en lanceringen van nieuwe producten in afnemende volgorde van belangrijkheid.
In het tijdschriftartikel van Inc. uit 2014 “Automatisch geleide voertuigen: de drijvende kracht achter de snelle business van de zware industrie” AGV's aangemerkt als een "beste industrie" voor innovatieve startups. (Voor zover het relevant is, in 2016 staat marihuana bovenaan de Inc-lijst….)
Kortom, de geleidelijke ontwikkeling van AGV's, die 60 jaar geleden begon, is de laatste tijd in een stroomversnelling geraakt. De toepassing breidt zich uit naar toepassingen buiten de zware en gevaarlijke sector, nu de prijzen dalen, de technologie verbetert en de mogelijkheden toenemen. Het lijkt erop dat AGV's binnenkort overal in fabrieken en magazijnen te vinden zullen zijn.
Behalve…
Een culturele barrière
Het kan een beetje zenuwslopend zijn als je door een fabriek, magazijn of distributiecentrum loopt en je ziet een voertuig zonder bestuurder om de hoek komen rijden, ook al bevind je je veilig op het gemarkeerde looppad!
In tegenstelling tot robots die doorgaans vastzitten (hoewel nieuwe generaties gemakkelijk van werkcel naar werkcel kunnen worden verplaatst en naast mensen kunnen werken), kunnen AGV's beelden oproepen van op hol geslagen vrachtwagens. Voor doelgroepen die een OSHA-training over de veiligheid van vorkheftrucks hebben gevolgd en zich bewust zijn van de kans op chaos en ernstig letsel, is het onbewaakt verplaatsen van vorkheftrucks bijzonder verontrustend. Daarom is een van de onderdelen van een systeemimplementatie een uitgebreid "cultureel" trainingsprogramma om werknemers te laten wennen aan de aanwezigheid van AGV's.
Er zijn ook mogelijke politieke en personeelsgerelateerde overwegingen. AGV's kunnen worden gezien als een vervanging van personeel door het management. In sommige situaties kan dat ook zo zijn – een oppervlakkige kostenberekening. Veel implementaties zijn echter gebaseerd op veiligheid en comfort, en een open discussie over de doelen en resultaten van een project kan de natuurlijke bezorgdheid onder magazijnmedewerkers wegnemen.
Voorbeelden van AGV-gebruiksscenario's die zijn ontworpen om het comfort en de veiligheid van werknemers te verbeteren, zijn onder meer:
- Werkzaamheden bij extreme temperaturen (diepvriesvriezers en gloeiend hete gieterijvloeren)
- Zware, lastige, repetitieve toepassingen zoals het ophalen van een lege pallet uit een stapel en deze op de vloer plaatsen voor handmatige belading
- Verbeter de nauwkeurige locatie van producten om frustrerende tijd te verminderen die wordt besteed aan het zoeken naar zoekgeraakte goederen.
Net als bij elke belangrijke technologische verandering moet het management zich bewust zijn van mogelijke percepties, interpretaties en angsten. Daarnaast moet het management transparantie inzetten en trainingen geven om de zorgen weg te nemen en zo de weg vrij te maken voor een succesvolle implementatie die het verwachte rendement oplevert.
Technologische convergentie – stuurbekrachtiging voor heftrucks en lidarsensoren
Naast kosten en cultuur was een van de belemmeringen voor bredere acceptatie de noodzaak om interne technische resources in te zetten voor het beheer van een omvangrijk integratieproject en de noodzaak om te investeren in upgrades van de faciliteit en doorlopend onderhoud. Geleidingssystemen vereisten bijvoorbeeld vaak de verstorende en dure installatie van draden of inductieve elementen in betonnen vloeren. Lasers daarentegen zochten naar reflectoren die uitgebreid in een faciliteit waren geïnstalleerd.
Het waren juist de begeleidingssystemen die de oplossingen van elkaar onderscheidden, en die een aantal integratie-uitdagingen illustreerden.
Halverwege de jaren 2000 ontstonden er echter twee onafhankelijke trends die samen de AGV-markt op zijn kop zetten.
Elektronische stuurbekrachtiging werd in verschillende heftruckplatforms geïntegreerd. Vervangen van mechanische en hydraulische systemenElektronische stuurbekrachtiging werd oorspronkelijk bedacht als een oplossing voor ergonomische en veiligheidseisen. Naarmate het breder werd toegepast, kwamen er andere voordelen naar voren, waaronder verbeterde wendbaarheid. Binnen een paar jaar was het een standaardkenmerk van veel heftruckmodellen. (Interessant genoeg Ontwikkelingen in de vorkheftrucksector hebben geleid tot innovaties in auto-ontwerp.)
Toevallig lidar-technologie, dat oorspronkelijk werd ontwikkeld voor meteorologie, evolueerde al snel tot een hulpmiddel voor het maken van kaarten en 3D-scans. In 2004 zagen twee Franse ingenieurs een kans om lidar te gebruiken om virtuele kaarten van fabrieks- en magazijnfaciliteiten te creëren die AGV-navigatie konden ondersteunen.
Het werd interessant toen ze hun robotgestuurde softwarebesturingssysteem, een vorkheftruck met elektronische stuurbekrachtiging en een virtuele kaart combineerden. De essentie van die combinatie – het creëren van AGV's van standaard vorkheftrucks en deze eenvoudig te implementeren in faciliteiten zonder ingrijpende adaptieve aanpassingen – bood de belofte van toegankelijke autonome voertuigen voor magazijnautomatisering. zelfs voor het MKB en lagere rendementen, maar belangrijke integraties in grote bedrijven.
Ze hebben een softwareroboticabedrijf opgericht afstand[JH1] ze belden BALYO. Ze identificeerden vorkheftrucks als een doelmarkt, maar wisten dat hun expertise lag op het gebied van besturingen [JH2] [EM3] [EM4] – niet de trucks zelf. Ze startten een programma voor partnerschapsontwikkeling en tekenden begin 2016, na een succesvolle samenwerking en groei in Europa, een samenwerkingsovereenkomst met de Amerikaanse heftruckfabrikant Hyster-Yale. Tegenwoordig bieden ze standaard AGV-besturingsintegraties aan op nieuw bestelde trucks uit zowel de Hyster- als de Yale-serie – "aangedreven door Balyo", zoals ze worden omschreven.
Standaard vrachtwagens…aangepast
Deze aanpak biedt een aantal interessante voordelen ten opzichte van een traditioneel, speciaal gebouwd, automatisch geleid voertuig. Eén voordeel is duidelijk: indien nodig kan een operator op de truck springen en deze bedienen met traditionele bedieningselementen. Het grootste voordeel is echter de eenvoudige implementatie.
In tegenstelling tot oudere AGV-systemen, die aanpassingen aan de faciliteit vereisen voor navigatiehulpmiddelen (ondergrondse kabels, enz.), heeft BALYO's lidar-aanpassing van traditionele vorkheftrucks simpelweg wat tijd nodig om het magazijn te 'leren' door ermee rond te rijden, terwijl het systeem geleidelijk de verschillende vaste elementen catalogiseert waar het omheen moet navigeren. Dit betekent dat een MKB-bedrijf met beperkte lokale technische middelen dezelfde kansen heeft als een multinational met een wereldwijde technische afdeling.
AGV's kunnen redelijkerwijs worden geïmplementeerd met een beetje proactieve planning, meerdere dagen 'leren' op locatie en adequate culturele en operationele training om ervoor te zorgen dat de operators zich op hun gemak voelen. (Houd er rekening mee dat een aangepaste, standaard truck de operators meer kan laten schrikken dan een vreemd ogende AGV die onbeheerd door een gebouw rijdt.)
Kosten en rechtvaardiging
Kosten blijven een factor bij kleine implementaties. Terwijl een enkele standaardtruck tussen de $ 15 en $ 40 kan kosten, kan een aangepaste truck met installatie meer dan $ 100 kosten. Dat is een enorme besparing ten opzichte van de kosten van eerdere systemen, maar het verschil is nog steeds aanzienlijk. Er zijn wel wat besparingen te behalen met de installatie van meerdere trucks.
De kosten hebben daarom invloed op de typische toepassing en het gebruik. Bedrijven die minimaal twee shifts draaien en een van de volgende factoren in aanmerking nemen, vinden doorgaans een redelijke rechtvaardiging voor dit soort systeem. Andere factoren kunnen veiligheid, comfort en aanzienlijke tijdsinvestering zonder toegevoegde waarde zijn, zoals het verplaatsen van producten.
In een enigszins tegenintuïtieve trend zouden HR-afdelingen wel eens tot de sterkste voorstanders van AGV's kunnen behoren. Waarom? Magazijnmedewerkers behoren tot de functies met het hoogste personeelsverloop in veel bedrijven.Gegevens van het Bureau of Labor & Standards weerspiegelen dit met de verhouding tussen het aantal nieuwe werknemers en het aantal openstaande vacatures in magazijnbanen..) Retentie en verloop zijn kostbare aangelegenheden, en de relatief lage werkloosheid vertaalt zich in moeilijkheden bij het vinden van gekwalificeerde, geïnteresseerde kandidaten voor veel magazijnfuncties tegen de gangbare lonen. En de oncomfortabele werkomstandigheden dragen bij aan de uitdaging. Tot slot is de dure werknemersverzekering een veelgehoorde klacht van managers die ondanks alle inspanningen om veiligheidsprogramma's te implementeren moeite hebben om de premies te beheersen. Magazijnfuncties zijn immers bedrieglijk gevaarlijk. Het BLS stelt: "Beroepen in de transport- en materiaalverplaatsingssector waren in 2015 verantwoordelijk voor meer dan een kwart van alle dodelijke arbeidsongevallen."
Integratie met systemen en operaties
Waarom zouden bedrijven geïnteresseerd moeten zijn in AGV's? Om een paar redenen. Ze zouden geïnteresseerd moeten zijn in technologie, technieken en trends die kunnen bijdragen aan het verbeteren van magazijn- en productieprocessen. (Voor meer informatie hierover Download de gratis gids van Lantech over het "Lean Loading Dock" voor 5 concrete actiestappen om de magazijn- en verzendactiviteiten te stroomlijnen en te verbeteren.)
Meer specifiek zouden bedrijven zich echter moeten richten op hoe ze pallets met producten efficiënt en effectief kunnen verpakken. Veel discussies over stretchwikkelen richten zich op de rotatie en toepassing van folie. Bedrijven zouden zich ook verder moeten verdiepen (bijvoorbeeld in de de juiste hoeveelheid folie op de juiste manier wordt aangebracht om de vereiste inperkingskracht te leveren).
In onze gesprekken met Jeff hebben we specifiek onderzocht hoe een eenvoudigere implementatie van AGV's de traditionele wikkelworkflow zou kunnen beïnvloeden, gebaseerd op zijn observaties in de praktijk. Tijdens dat gesprek werd duidelijk dat we waarschijnlijk het volgende zullen zien:
- Een toename van automatische wikkeltoepassingen – de toegenomen penetratie van AGV’s betekent dat zelfs toepassingen die geen hogesnelheidsautomatisering vereisen, wikkelautomatisering nodig zullen hebben om onbemande vrachtwagens in staat te stellen ladingen te laten vallen en op te pakken bij onbemande wikkelstations
- Geconsolideerde wikkellocaties komen steeds vaker voor – vaak vinden we in grote faciliteiten in elke werkcel wikkelaars. In sommige gevallen komt dit doordat onstabiele producten moeten worden verpakt voor een probleemloze interne verplaatsing, maar vaak ook om operators tijd te besparen bij het verplaatsen van pallets naar externe wikkelaars. Als medewerkers zich niet hoeven te bekommeren om het transport van producten en zich kunnen concentreren op het opbouwen van de volgende palletlading, is de noodzaak om de afstand tot de wikkelaar te verkorten minder urgent.
- De eenvoudige integratie met warehouse management systemen (WMS) voor dubbele controles op kwaliteit en nauwkeurigheid (scannen van codes, vergelijken van wegingen ten opzichte van voorspeld gewicht, nauwkeurige locatiebepaling) zal waarschijnlijk ook leiden tot meer geautomatiseerde toepassingen voor rekfoliewikkelen. Zoals we eerder hebben geschreven, betekent de groei van onderling verbonden processen vaak dat een automatische wrapper is geïndiceerd voor controles en integratie, zelfs als snelheid geen factor is.
- Toenemende behoefte aan eenvoudige automatisering die kan automatiseer het klemmen en snijden van folieDeze zullen waarschijnlijk worden gecombineerd met een geautomatiseerde mogelijkheid om op afstand te starten en worden geactiveerd via een 'handshake' van de bedieningselementen met de AGV.
- Zelfs 'eenvoudige' projecten met semi-automatische machines zullen waarschijnlijk routinematig enige planning, controles en opties voor communicatie met 'handshake'-controles bevatten. (bijv. wrap voltooid, verwijderen | laden op zijn plaats, beginnen met wrappen | wrapzone leegmaken, een lading plaatsen)
Conclusies
Naarmate AGV's voor meer MKB-bedrijven geschikter worden dankzij oplossingen zoals die van BALYO, zullen het proces, de materiaalstroom en de operationele omgeving aanzienlijk veranderen. Het simpelweg repliceren van een bestaand proces of een bestaande machine zal minder gebruikelijk worden. In plaats daarvan zal een eenvoudige specificatie van een kapitaalgoed voor een extra wikkelmachine meer op een eerste aankoop lijken. Er zal meer discussie zijn over "wat is mogelijk" en wat gerechtvaardigd en redelijk is, met veel vragen en gedachten over hoe technologie kan worden aangepast om de verbetering van het material handling-proces te ondersteunen.
Dat vereist meer educatief materiaal voor inkopers en inkoopteams, waaronder mensen uit de operationele, technische, onderhouds-, financiële en inkoopafdelingen. Waarschijnlijk zal zelfs IT deel uitmaken van die teams om te zorgen voor een goede integratie met WMS- en ERP-systemen.
Het zijn spannende tijden voor magazijnactiviteiten. Hoewel baanbrekende technologieën zoals autonoom geleide voertuigen ongetwijfeld een nieuwe reeks uitdagingen en problemen met zich meebrengen, bieden ze tegelijkertijd enorme kansen voor verbetering van processen, kwaliteit en nauwkeurigheid.
In de toekomst kunt u van ons meer te weten komen over AGV's, met name over hoe wij onze klanten hebben geholpen om AGV's succesvol te integreren in hun magazijnactiviteiten.
Noot van de redactie: Dit artikel is gebaseerd op informatie uit een uitgebreid interview met Jeff Huerta, VP Sales van BALYO, en op algemeen onderzoek. Het is niet bedoeld als aanbeveling van BALYO, maar als verkenning van een onderwerp waarvan wij denken dat het interessant zal zijn voor onze lezers.
Krediet van het beeld: BALYO VS
Dit bericht werd gepubliceerd op 9 februari 2017 en bijgewerkt op 27 augustus 2019.
9 februari 2017
