За последние несколько лет автономная робототехника переживает бурное развитие. В будущем она может сыграть ключевую роль в преобразовании многих ключевых отраслей промышленности, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, складское хозяйство и логистика.
С появлением промышленной концепции 4.0 и стремительным ростом роботизированных производственных линий большинство отраслей промышленности внедряют передовые решения по роботизированной автоматизации.
Американская исследовательская компания Frost & Sullivan опубликовала анализ развивающейся области робототехники под названием «Возможности для автономных роботов-агентов доставки в управлении складом».
По оценкам исследования, мировой рынок автоматизации складов удвоится с 14 млрд долларов США в 2019 году до 27,2 млрд долларов США к 2025 году. Ожидается, что сегмент автоматизированных управляемых транспортных средств (AGV — Automated Guided Vehicle) обеспечит объем продаж в размере 4,6 млрд. долларов, а сегмент автономных мобильных роботов (AMR — Autonomous Mobile Robot) достигнет объема продаж в 6,8 млрд. долларов.
Это исследование рынка проводится в то время, когда многие промышленные предприятия испытывают нехватку рабочей силы из-за COVID-19 или других экономических причин.
Автоматизация производственных и складских помещений выглядит многообещающе и может стать выходом из сложившейся ситуации. Влияние пандемии COVID-19 на промышленность в ближайшие годы будет существенно различаться в зависимости от региона и отрасли.
Что касается выхода из текущей экономической ситуации, то в развитых странах ожидается гораздо более короткое восстановление, что связано с сильными позициями США, Китая и некоторых стран ЕС в плане автоматизации, в том числе автоматизации складов.
Склады по всему миру все больше внедряют различные типы автономных и автоматизированных роботизированных решений, таких как автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS), автоматизированные управляемые транспортные средства (AGV), автоматизированные управляемые транспортные средства (AGC), автономные мобильные роботы (AMR), беспилотники и роботизированные руки.
Автоматические системы хранения отличаются высокой адаптивностью и могут увеличить емкость хранения, снизить трудозатраты и повысить точность сортировки.
Важным фактором в развитии использования автономных роботов доставки является развитие навигационных технологий для пространственного позиционирования. Все чаще используются решения, объединяющие LiDAR (Light Detection and Ranging) с искусственным интеллектом и машинным обучением.
В настоящее время высокие затраты на внедрение и обслуживание, необходимость в квалифицированном обслуживающем персонале и недостаточная адаптивность руководителей или сотрудников могут препятствовать росту рынка автономных роботов-доставщиков.
Однако более частые слияния и поглощения в области исследований и разработок в сочетании с акцентом на интеллектуальные решения для автоматизации и автономные роботы будут способствовать ожидаемому расширению рынка.
Согласно исследованию, розничные компании должны сосредоточиться на выполнении следующих условий, ведущих к росту
- Начинающим производителям автономных роботов следует сосредоточиться в первую очередь на технологическом развитии и узнаваемости бренда, чтобы конкурировать с более крупными производителями. Процедуры и модели, позволяющие снизить стоимость разработки, станут ключевыми для проектных и конструкторских компаний, чтобы получить конкурентное преимущество.
- Разработчики программного обеспечения должны сотрудничать с разработчиками технологий и оборудования, чтобы обеспечить необходимую поддержку программного обеспечения для своих клиентов. Поставщики в этой области должны инвестировать в разработку таких автономных роботов, способных включать в себя передовые технологии навигации и обнаружения с несколькими типами датчиков.
Примером важной помощи компаниям во время продолжающейся пандемии является проект бостонского производителя роботов 6 River Systems на собственном складе. Работники склада используют AMR-робота пятого поколения по имени Чак.
Автономный мобильный робот
Несмотря на прочный внешний вид, это четырехуровневое транспортное средство, работающее от аккумулятора, является высокоинтеллектуальным роботом, оснащенным компьютером с искусственным интеллектом и датчиками LIDAR, которые позволяют ему ориентироваться в сложных условиях склада.
Робот может избегать неожиданных препятствий и людей, а благодаря быстрой зарядке он может работать до 22 часов в день, сводя к минимуму контакты между сотрудниками во время пандемии.
После ввода списка товаров Чак поведет работников по проходам, чтобы как можно быстрее найти и загрузить определенные коробки и предметы для заполнения складских помещений. Чак может поднимать грузы весом до 91 кг и перемещаться между выделенными рабочими местами без помощи оператора.
В настоящее время Чак является самым передовым AMR в своем классе от 6 River Systems не только с профессиональной, но и с экономической точки зрения.
Срок окупаемости составляет от двенадцати до восемнадцати месяцев, в зависимости от интенсивности использования. Именно поэтому Chuck широко используется на складах DHL, Medline International, Office Depot и многих других компаний.
Глоссарий
AGV (Automated Guided Vehicles) помогают транспортировать товары, расходные материалы и запасы на складах и производствах. Они заменяют ручные вилочные погрузчики или краны-штабелеры.
Транспортные средства направляются по обозначенным маршрутам, которые идентифицируются с помощью направляющих линий, магнитных полос, ремней, вмонтированных в пол датчиков или других физических направляющих.
Камеры, системы LiDAR, инфракрасные датчики приближения и другие датчики приближения используются в основном для обнаружения препятствий и предотвращения столкновений, а не для навигации в рабочей зоне.
Автоматизированные системы хранения и поиска (AS / RS — Automated Storage and Retrieval Systems), представляют собой группу компьютерных систем, предназначенных для облегчения быстрого поиска или размещения товаров. Обычно они работают в сочетании с системой управления складом (WMS).
Автоматизированные строительно-поисковые системы работают как краны или тележки на неподвижных рельсах и могут легко перемещаться по проходам склада и хранить товары вертикально на полках или вне их. Автоматизированные системы хранения используются на складах для ускорения выполнения заказов и обработки материалов.
Автономные мобильные роботы AMR — это роботы, которые могут автономно перемещаться в условиях склада или производственного цеха. Они подбирают товары по всему складу, служат в качестве бункеров для выбранных товаров заказа или перемещаются для хранения. Другие AMR могут управлять рабочими процессами на складе, направлять складских работников и транспортировать товары.
Они также могут помочь ускорить выполнение заказов, доставляя выбранные заказы сотрудникам в другие части склада, например, на станции комплектации или упаковки.
Эти роботы оснащены датчиками, которые позволяют им не только перемещаться между препятствиями, но и обеспечивают комплексную навигацию по складу или производственному цеху. В отличие от AGV (которые часто могут также нести, например, комбинированную роботизированную руку), они не нуждаются в направляющих устройствах.
Роботы-манипуляторы на складах часто выполняют задачи «поднять и переместить». Они используются для обработки продукции в распределительных центрах и на складах. Они могут устанавливаться на моторизованное основание и перемещаться, вращаться, подниматься и манипулировать предметами. Они также могут быть коллаборативными (совместными) и предназначены для работы непосредственно вместе с людьми-операторами.
