Wie ein führender Automobilhersteller „gabelfrei“ wurde, um Produktivität und Sicherheit zu steigern

Von Rob Sullivan, Präsident und CEO, AutoGuide Mobile Robots

Mit Gabelstaplern, die ständig zu Arbeitsunfällen beitragen, und qualifizierten Bedienern, die in der heutigen wettbewerbsintensiven Fertigungsumgebung schwer zu finden und zu halten sind, löst die Automatisierung des Materialtransports beide Probleme.

Vor einigen Jahren wollte ein führender Automobilhersteller die Häufigkeit reduzieren, mit der Mitarbeiter schwere Gegenstände manuell heben und bewegen müssen, und das Risiko von Verletzungen durch Gabelstapler beseitigen.

Sie verstanden, dass sie sicherere und effizientere Lösungen für den Transport von Motoren und anderen Materialien von der Montage bis zum Testen innerhalb ihrer 40.000 Quadratfuß großen Anlage benötigten.

Zunächst veranlasste die weltweite Sicherheitsinitiative „Fork-free“ des Unternehmens eine Umstellung auf manuell angetriebene Schlepper mit automatischen Anhängern für diese Schleppaufgabe an der Strecke.

Leider waren hochrangige Mitarbeiter nicht nur immer noch mit geringwertigen Transportaufgaben beschäftigt, sondern sie mussten auf einer einzigen Fahrt mehr Anhänger ziehen, als sie in einer sich ständig verändernden Produktionsstätte sicher manövrieren konnten.

Folglich kehrte das Management zum Reißbrett zurück, um einen automatisierten Ansatz zu finden, der Sicherheits- und Arbeitsbedenken besser Rechnung trägt.

Die AMR-Schlepper mit kundenspezifischen Anhängern wurden innerhalb weniger Wochen eingesetzt und in Produktionsförderbänder integriert, um linienseitige Lieferungen auf Just-in-Time-Basis zu liefern. Wenn der Bestand auf einem Förderband ein vordefiniertes Niveau erreicht, alarmieren Sensoren die Flottensteuerungssoftware des Roboters, um den Schlepper zum Nachfüllen des Vorrats zu schicken.

Sobald der Schlepper an der Verbrauchsstelle ankommt, benachrichtigt die Software die automatischen Anhänger, um Materialien an das Förderband zu liefern und leere Container über ihr eigenes angetriebenes Fördersystem wieder auf die Anhänger zu laden. Sobald der Austausch abgeschlossen ist, schickt die Software das Fahrzeug zurück zum Abholpunkt.

Automatische Trailer und Förderer tauschen dann leere Container gegen volle Container und der autonome Schlepper wird zu einem Ladeplatz geschickt, wo er auf das nächste Niedrigteilesignal wartet. Bei einer Fahrt kann ein einziger AMR-Schlepper transportieren, was normalerweise zwei bemannte Gabelstaplerfahrten zum Transport erfordert, was sich im Laufe eines typischen Tages erheblich summiert.

Dieser Hersteller war in der Lage, vier Teammitglieder (zwei Arbeiter in zwei Schichten) für höherwertige Aufgaben einzusetzen, während die Just-in-Time-Lieferung an der Produktionslinie und das Ziel einer Betriebszeit von 95 % beibehalten wurden.

Der AMR-Schlepper verbesserte auch die Sicherheitsrisiken, denen manuelle Fahrer ausgesetzt waren, darunter lange Anhänger, Sichtprobleme für Fahrer und schmale Wege. Der ROI betrug 12 Monate, wenn man die Kosten des AMR selbst betrachtete, mit einem 22-monatigen ROI auf die Kosten des gesamten Projekts, das vom Integrator bereitgestellte automatisierte Anhänger und Nachrüstungen der Förderbänder umfasste.

Worauf Sie bei einem AMR achten sollten

Während die Fähigkeit eines AMRs, sich unabhängig in einer Einrichtung zu bewegen, ohne dass eine störende und teure Infrastruktur erforderlich ist, universell ist, sind AMRs nicht alle gleich. Stellen Sie die folgenden Fragen, um sicherzustellen, dass Sie das beste für Ihre Organisation erhalten:

1. Wie sicher sind Ihre mobilen Roboter?

Zu den sichersten AMRs gehören Bodensensoren und LiDAR-Scanner, die Objekte und Personen auf ihrem Weg erkennen und entsprechend reagieren, wodurch das Unfallrisiko drastisch reduziert wird.

Dieser Automobilhersteller fügte vertikale Lastsensoren hinzu, die Hindernisse oder Verkehr über die gesamte Länge der Last erkennen, die sich vor und an den Seiten des Fahrzeugs erstreckt.

Dadurch kann der AMR sicher in überfüllten Räumen operieren und um anderen Verkehr herum manövrieren, während er dennoch die Flexibilität und Geschwindigkeit des AMR-Zugfahrzeugs nutzt.

Um die Sicherheit der Arbeiter zu gewährleisten, integrierte der Hersteller auch die Flottensteuerungssoftware der Roboter mit mehreren externen Geräten wie Ampeln und Notrufsystemen, sodass die Arbeiter in der Umgebung ständig über die Bewegung der Fahrzeuge informiert waren.

Da AMRs außerdem mehrere Paletten in einer einzigen Fahrt transportieren können, benötigen sie weniger Fahrten, um dieselben oder mehr Materialien zu bewegen als bemannte Gabelstapler. Weniger Fahrzeuge auf dem Boden, die mit anderen Geräten und Personen interagieren, verringern natürlich die Wahrscheinlichkeit von Unfällen.

AMRs verringern auch das Risiko von Unfällen, die von unkonzentrierten Bedienern verursacht werden, die auf ihrem Weg auf Hindernisse, einschließlich Personen, stoßen könnten.

Um sich jedoch wirklich sicher zu fühlen, dass die Roboter, die Sie in Betracht ziehen, sicher sind, fragen Sie den Anbieter, welchen Sicherheitsstandards er folgt.

Derzeit gibt es zwei Hauptnormen, auf die sich Hersteller bei der Konstruktion ihrer Roboter stützen – ANSI B56.5 (USA) und EN1525 (EU), aber beide wurden für fahrerlose Transportfahrzeuge (AGVs) entwickelt, die auf festen Bahnen fahren, die von Drähten oder Magneten geführt werden eingebettet in die Anlage.

Um AMRs speziell anzugehen, hat die Robotics Industries Association (RIA) den ersten Teil ihrer neuen ANSI/RIA R15.08 veröffentlicht, die darauf abzielt, die Sicherheit von Mitarbeitern zu erhöhen, die neben AMRs arbeiten.

2. Wie schnell können die Roboter eingesetzt werden?

Aufgrund seiner Benutzerfreundlichkeit und schnellen Schulung sollte der Einsatz von AMRs in der Regel Wochen dauern und nicht die Monate, die es dauern würde, wenn zum Beispiel Klebeband oder Magnete im Boden installiert werden müssten, um ein AGV einzusetzen.

Nachdem dieser Automobilhersteller seine Anlage vorbereitet hatte, dauerte es nur acht Tage, bis der AMR-Schlepper betriebsbereit war, einschließlich der Kartierung der gesamten Umgebung, dem Unterrichten der AMRs über alle Routen und der Optimierung des Systems.

Wenn Routen als Reaktion auf Produktionsänderungen neu konfiguriert werden, ist es nicht erforderlich, die gesamte Anlage neu zu programmieren, sondern nur die hinzugefügten oder geänderten Bereiche.

3. Wie anpassungsfähig sind die AMRs, wenn sich meine Bedürfnisse ändern?

Die effizientesten – und fortschrittlichsten – AMRs sind auf Flexibilität ausgelegt, um sicherzustellen, dass die Systeme Fertigungs- und Lean-Prinzipien erfüllen.

Eine Architektur, die auf einem Standard-Basis-AMR mit Modulen oder Adaptern basiert, die die Basiseinheit in einen Schlepper wie diesen Hersteller oder sogar einen Palettenstapler verwandeln, maximiert Ihre Investition.

Wenn sich Anforderungen und Anlagenlayouts ändern, können auch die Adapter geändert werden, sodass der Roboter neue Aufgaben übernehmen kann. Ein gut gestalteter AMR ist leicht erweiterbar und änderbar, ohne dass Änderungen an der Einrichtung erforderlich sind.

4. Wie einfach lassen sie sich in bestehende Umgebungen und andere Automatisierungsanwendungen integrieren?

Die Flottensteuerungssoftware der AMRs sollte die Aufträge und Missionen der AMR-Schlepper verwalten und ihre Aktivitäten koordinieren, um Leerfahrten zu minimieren.

Zusätzlich zur Optimierung von Routing und Verkehr, damit Staus begrenzt werden, sollte die Software in der Lage sein, sich in bestehende Lagerverwaltungssysteme (WMS) zu integrieren und eine integrierte Lösung bereitzustellen, die den Betrieb vereinfacht.

Sie sollten auch kollaborativ sein und in der Lage sein, sicher mit anderen Robotern und Menschen zusammenzuarbeiten.

5. Sind Ihre AMRs als AMR konzipiert oder von manuell betriebenen Fahrzeugen umgebaut?

Das Anschrauben von Automatisierungskits an vorhandene, manuell betriebene Maschinen ist nicht ideal, aber so werden einige AMRs gebaut. Ein speziell entwickelter AMR stellt sicher, dass der Roboter für autonomen Betrieb optimiert ist, da jede Komponente – von Motor, Rädern, Steuersystemen, Sensoren, Sicherheitssystem und Zentralcomputer – so konstruiert ist, dass sie als Hochleistungs-Materialtransportroboter zusammenarbeitet.

Das Finden der richtigen AMR-Lösung für Ihre linienseitigen Schleppaufgaben und andere Materialtransport-Workflows führt nicht nur zu einer verbesserten Produktivität und mehr Sicherheit, sondern wirkt sich auch positiv auf die Rentabilität Ihres Betriebs aus.

Die Vorteile des Einsatzes von AMR-Schleppern für diese eine Aufgabe an einem Standort haben den Hersteller veranlasst, AMRs für andere Arbeitsabläufe innerhalb derselben Einrichtung einzusetzen und autonome Lösungen auf zusätzliche Einrichtungen auszudehnen, einschließlich der Automatisierung des Transports schwerer Autorahmen von der Lackierung bis zur Endmontage. Lesen Sie hier mehr darüber.

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