Mobilna automatyzacja w Biazet S.A. z wykorzystaniem autonomicznych inteligentnych robotów AGILOX

Biazet to firma z ponad 50-letnią tradycją. Jest producentem kontraktowym, wytwarzającym wyroby dla wielu międzynarodowych klientów, wspierając ich również w procesach badawczo-rozwojowych i prototypowaniu. Jednym z kluczowych filarów strategii Biazet jest automatyzacja produkcji, obejmująca szereg procesów wytwarzania, w tym również proces logistyki wewnętrznej.

W ramach automatyzacji procesów intralogistycznych w Biazet została wdrożona aplikacja transportu wewnętrznego, bazująca na autonomicznych inteligentnych robotach mobilnych AGILOX. Roboty transportują półfabrykaty oraz wyroby gotowe, które wcześniej były przewożone przez operatorów. Operator w ciągu jednej zmiany pokonywał od 6 do 8 kilometrów i przewoził kilka ton ładunku.

Obecnie zadania transportowe są w całości realizowane przez autonomiczne roboty mobilne, które poruszają się po hali wtrysku, hali montażu oraz magazynie, transportując prefabrykaty oraz produkty gotowe. Na hali wtrysku znajdują się maszyny wtryskowe, na których formowane są półprodukty takie, jak np. obudowy. Elementy te są następnie odbierane przez pracowników, pakowane do tak zwanych kojców, czyli wysoko zabudowanych palet, a następnie wywożone do magazynu. Z kolei w hali montażu znajdują się linie produkcyjne, na których pracownicy montują wyroby gotowe z komponentów dostarczonych z magazynu. Są one następnie pakowane, zaklejane i paletyzowane. Gotowe palety są odbierane przez robota mobilnego i wywożone na stanowisko owijania.

W systemie pracują cztery roboty AGILOX, które są autonomiczne, co oznacza, że poruszają się po terenie zakładu w sposób niezależny, samodzielnie wybierając trasę i unikając przeszkód. Roboty wyposażone są w mapę przestrzeni roboczej, co umożliwia im dynamiczne i elastyczne planowanie trasy, a także w zestaw kamer i czujników, skanujących otoczenie i umożliwiających wykrywanie niespodziewanych przeszkód (takich, których nie ma na mapie).

Dodatkowo roboty współpracują ze sobą, wymieniając na bieżąco dane o sytuacji w hali produkcyjnej i aktualizując informacje dotyczące tras przejazdowych. Wykorzystywana jest tu koncepcja tzw. swarm intelligence, czyli inteligencji roju lub inteligencji rozproszonej. Roboty cały czas komunikują się, przesyłając między sobą wszystkie dane, które mogą być przydatne do planowania zadań transportowych. Są to m.in. dane o nowych przeszkodach, jakie pojawiły się na hali i mogą stanowić utrudnienie w poruszaniu się po niej. Przykładowo gdy jeden robot napotyka przeszkodę i wybrana droga jest nieprzejezdna, informacja o tym trafia do wszystkich pozostałych robotów, które mogą uwzględnić ją, planując własne trasy.

Współpraca między robotami obejmuje także uzgadnianie, który z robotów zrealizuje poszczególne zlecenia transportowe. Decyzja podejmowana jest m.in. w zależności od odległości, którą trzeba pokonać. Jeżeli dwa roboty są wolne, zlecenie otrzymuje ten z nich, który jest bliżej i który szybciej może zabrać element oczekujący na transport. Dzięki temu oszczędzany jest czas, a cały system staje się bardziej efektywny.

Opisane wyżej cechy robotów AGILOX sprawiają, że ich wdrożenie nie wymagało żadnej ingerencji w infrastrukturę zakładu. Dzięki temu, że roboty są wyposażone w napędy wielokierunkowe, mogą z łatwością poruszać w wąskich ciągach komunikacyjnych na hali produkcyjnej. Było to szczególnie istotne ze względu na fakt, że struktura hali jest skomplikowana – część dróg komunikacyjnych ma niewielką szerokość i poruszanie się po nich wymaga precyzyjnego manewrowania.

Roboty AGILOX mogą jeździć się we wszystkich kierunkach, w tym również bokiem, dzięki czemu bez problemu są w stanie poruszać się po hali Biazet. Istotne okazało się również to, że charakteryzują się one płynnym ruchem, szczególnie w momentach zatrzymania i wznowienia pracy. Sprawia to, że nie ma ryzyka zgubienia elementów, które wypadłyby z palety transportowanej przez robota.

Dodatkową zaletą robotów AGILOX jest również szybkie ładowanie. Zaledwie trzy minuty ładowania robota zapewnie dodatkową godzinę jego pracy.

Współpracę robotów AGILOX z otoczeniem zapewniają sterowniki PLC Astraada One. Sterują one bramami na terenie hali – każda z bram posiada swój dedykowany sterownik. Zapewniają także koordynację współdziałania robotów z owijarką – kolejny sterownik jest zainstalowany w stacji owijania.

Gdy robot podjeżdża w obszar bramy na mapie, wysyła do sterownika sygnał o swojej obecności, który otwiera bramę. Po przejechaniu przez nią sygnał o obecności robota jest wyłączany, co powoduje zamknięcie bramy. Z kolei gdy roboty podjeżdżają pod stację owijania, czekają na informację od sterownika, że stacja jest gotowa do pracy i nie występują tam żadne przeszkody ani awarie. Gdy sterownik wyśle taki sygnał, robot wjeżdża na stanowisko i odkłada paletę.

Komunikacja pomiędzy sterownikami PLC a robotami AGILOX odbywa się bezprzewodowo, przez zakładową sieć Wi-Fi. Do wymiany informacji wykorzystywany jest protokół REST API.

Operatorzy pracujący na hali mają do dyspozycji panele operatorskie, za pomocą których mogą obsługiwać system. W oprogramowaniu pracującym na panelach osadzone są elementy sterujące robotami – przyciski przeznaczone do wezwania robota lub wyzwolenia zadania transportowego. W ten sposób zrealizowana jest integracja nadrzędnego systemu zarządzającego zleceniami i zadaniami produkcyjnymi z systemem sterowania robotami mobilnymi.

Na potrzeby projektu przeprowadzone zostały symulacje w oprogramowaniu FlexSim, których celem była weryfikacja wymagań klienta i potwierdzenia ich realizowalności. Pozwoliło to określić optymalną liczbę robotów potrzebnych do obsługi procesu i potwierdzić, że zaproponowane rozwiązanie spełni wymagania procesowe.

System jest otwarty na dalszą rozbudowę oraz wszelkie modyfikacje. Pracownicy firmy Biazet zostali przeszkoleni w zakresie konfigurowania i programowania robotów. W efekcie mają pełną swobodę wprowadzania zmian w konfiguracji systemu, mapach i trasach oraz zarządzania aplikacją sterującą robotami.

Autorzy artykułu: Kamil Relidzyński, Łukasz Mąka