Che cos'è un veicolo a guida automatica (AGV)?

I sistemi AGV (Automated Guided Vehicle), detti anche veicoli a guida autonoma, veicoli autoguidati o robot mobili, sono sistemimovimentazione dei materiali che trasportano merci o materiali in un ambiente controllato senza la necessità di un operatore o di un conducente umano. Sono spesso impiegati in impianti di produzione, magazzini o centri di distribuzione. Questo articolo approfondisce i diversi tipi di AGV, il loro funzionamento e i loro vantaggi e svantaggi.  

Casi d'uso degli AGV

I sistemi di veicoli a guida automatica sono utilizzati per attività che in genere sarebbero gestite da carrelli elevatori, sistemi di trasporto o carrelli manuali: spostare grandi volumi di materiale da A a B. Il grande vantaggio rispetto a questi sistemi tradizionali movimentazione dei materiali è che possono operare automaticamente e senza risorse umane che presidiano il veicolo.  

Gli AGV possono essere utilizzati in diversi contesti, a condizione che l'ambiente possa essere controllato. Vediamo di seguito come vengono impiegati gli AGV:

1. Trasporto delle materie prime

Gli AGV sono spesso utilizzati per la movimentazione di materie prime come metallo, prodotti chimici, plastica o carta in ambito industriale. Sostituendo i trasportatori, possono facilitare il trasferimento continuo di questi materiali dalle banchine di ricevimento alle aree di stoccaggio o direttamente alle linee di produzione. Questa capacità assicura una fornitura costante e affidabile di materie prime alle aree di produzione, eliminando i ritardi e migliorando l'efficienza.

2. Applicazioni Work-in-Process (WIP)

Negli ambienti di produzione, gli AGV sono utilizzati per la movimentazione di merci parzialmente completate attraverso le diverse fasi della produzione. Trasportano materiali o componenti dallo stoccaggio alle linee di produzione o tra Postazioni operatore, ottimizzando il flusso di merci attraverso il processo produttivo. Questo movimento continuo è fondamentale per mantenere un processo produttivo regolare e ininterrotto, aumentando così la produttività e riducendo la probabilità di interruzioni della produzione.

3. Manipolazione dei prodotti finiti

Al termine del processo di produzione, gli AGV vengono utilizzati per trasportare i prodotti finiti dalla linea di produzione alle aree di stoccaggio o di spedizione. Questa movimentazione automatizzata riduce al minimo il rischio di danni ai prodotti finiti e garantisce una consegna tempestiva ai banchi di stoccaggio o di spedizione, preparandoli per la distribuzione.

4. Gestione in entrata e in uscita

In alcuni casi gli AGV sono utilizzati per gestire le operazioni di magazzino, compreso il rifornimento delle scorte e i processi di picking. Possono trasportare le merci dalle aree di ricezione a quelle di stoccaggio o dallo stoccaggio a lungo termine alle aree di prelievo, assumendo la funzione di sistema di stoccaggio e prelievo automatico (AS/RS). Sebbene i trasportatori siano più diffusi, gli AGV possono essere integrati con AutoStore (vedi sotto) per trasportare gli ordini evasi alle aree di imballaggio e spedizione. I trasportatori sono meno flessibili una volta installati, quindi alcuni operatori di magazzino scelgono robot mobili come gli AGV.

Questo video mostra un'integrazione del sistema AutoStore e degli AGV di Safelog presso Sport Okay, un'azienda di e-commerce specializzata in abbigliamento alpino e attrezzature sportive con sede a Innsbruck, in Austria (potenziata da Hörmann Intralogistics).

5. Immagazzinamento e recupero automatizzati: Robot mobili collaborativi nel picking

Oltre ai tradizionali AGV, i robot mobili collaborativi (un sottoinsieme degli AGV) possono essere utilizzati nei magazzini per assistere le operazioni di picking. Questi robot lavorano a fianco degli operatori umani, guidandoli nelle attività di picking e trasportando gli ordini prelevati alle aree di imballaggio e spedizione. L'aspetto negativo è che gli AGV richiedono più spazio rispetto ad altri sistemi automatizzati per il picking e che si affidano a sensori sensibili alla polvere per funzionare correttamente. L'affidabilità complessiva delle operazioni di picking tende quindi a essere inferiore rispetto ad altri sistemi, poiché richiedono un ambiente strettamente controllato e operano in un ambiente altamente esposto alla polvere (il pavimento del magazzino).

Diversi tipi di veicoli a guida automatica (AGV)  

Esistono diversi tipi di veicoli a guida automatica (AGV), ognuno dei quali è stato progettato per soddisfare esigenze e ambienti specifici movimentazione dei materiali . Di seguito abbiamo elencato i tipi più comuni.

Carrelli guidati automatizzati (AGC)

I carrelli guidati o AGC sono la forma più semplice di AGV che in genere seguono percorsi predefiniti o magnetici Binari. Vengono spesso utilizzati per trasportare carichi o oggetti più piccoli all'interno di una struttura, come componenti o parti nelle linee di assemblaggio, o per trasportare utensili, rifiuti e attrezzature. Altri casi d'uso includono:

• Applicazioni di smistamento e stoccaggio
• Operazioni di cross-docking
• Trasportatori automatici di carrelli ospedalieri per pasti, biancheria, rifiuti e forniture

AGV per carrelli elevatori

I carrelli elevatori AGV sono progettati per imitare le funzionalità dei carrelli elevatori convenzionali, ma senza la necessità di un operatore umano. Sono dotati di forche per sollevare e posizionare carichi a varie altezze. I carrelli elevatori sono ampiamente utilizzati nei magazzini e nelle strutture produttive per compiti quali l'impilamento di pallet, il recupero di articoli dalle scaffalature e il carico/scarico di camion.

Alcuni casi d'uso di AGV per carrelli elevatori includono:

• Operazioni di magazzino per l'accatastamento e il prelievo delle merci
• Ambienti di produzione per l'approvvigionamento di materie prime alle linee di produzione
• Centri di distribuzione per il carico e lo scarico delle merci

AGV a carico unitario

Questi AGV sono progettati per trasportare singole unità di carico, come pallet, contenitori o scaffali. Spesso sono dotati di piattaforme o forche per sostenere e spostare i carichi. Gli AGV a carico unitario sono comunemente utilizzati nei magazzini, nei centri di distribuzione e nelle strutture produttive per attività quali il movimento dei pallet, il carico/scarico e lo stoccaggio.

AGV di traino (Tuggers)

Gli AGV di traino, o tuggers, sono utilizzati per tirare o trainare carrelli, rimorchi o altri dispositivi su ruote in modo autonomo, quasi come un treno. Sono dotati di un gancio o di un meccanismo di aggancio per collegare e trasportare i carichi. Gli AGV a traino sono spesso utilizzati in applicazioni che richiedono la movimentazione simultanea di più carichi di piccole dimensioni, come la consegna di materiali alle linee di produzione.

Portatori di carichi pesanti

Per le applicazioni industriali più pesanti, i trasportatori di carichi pesanti sono AGV attrezzati per la gestione:

• Componenti di assemblaggio di grandi dimensioni
• Colata pesante e bobina
• Trasporto di piastre in Settori come la produzione di acciaio e l'assemblaggio di macchinari pesanti.

Alcuni modelli sono dotati di capacità di autocaricamento e di opzioni di sterzo avanzate (standard, a perno o omnidirezionale) per navigare in spazi ristretti e ambienti industriali complessi.

AGV ibridi

Gli AGV ibridi combinano la tecnologia AGV con il funzionamento manuale. Possono operare autonomamente, seguendo percorsi pre-programmati, ma possono anche essere azionati manualmente da un operatore umano quando necessario. Gli AGV ibridi sono utili in scenari in cui sono importanti la flessibilità e l'adattabilità, consentendo operazioni sia automatizzate che manuali movimentazione dei materiali .

Altri robot mobili: Robot mobili autonomi (AMR)

I robot mobili autonomi (AMR), come gli AGV, sono classificati come robot mobili e a prima vista possono sembrare molto simili agli AGV. Tuttavia, si differenziano per il loro funzionamento.

Gli AMR sono più avanzati degli AGV in quanto sono dotati di sensori e telecamere che consentono loro di capire e interagire con l'ambiente circostante in tempo reale. Non si affidano a percorsi predefiniti. Al contrario, navigano creando mappe dell'ambiente circostante e prendendo decisioni dinamiche sul percorso migliore per raggiungere la destinazione, in modo simile a come un'auto intelligente potrebbe navigare utilizzando il GPS. In questo modo, gli AMR possono evitare gli ostacoli, reinstradarsi in base alle necessità e adattarsi ai cambiamenti dell'ambiente di lavoro.

Come funzionano gli AGV

Gli AGV sono progettati per seguire percorsi predefiniti o sistemi di guida all'interno di una struttura. Questi percorsi possono essere determinati da mezzi fisici come nastri magnetici, fili o linee ottiche, o attraverso metodi più sofisticati come la navigazione laser che utilizza riflettori preinstallati.

1. Navigazione e guida

Gli AGV si muovono negli ambienti utilizzando diverse tecnologie di guida, tra cui:

• Nastro magnetico o filo: Gli AGV seguono un percorso definito da un nastro magnetico o da un filo incorporato nel pavimento. Il veicolo rileva il campo magnetico o il segnale elettrico per seguire il percorso predeterminato.
• Navigazione laser: Gli AGV dotati di navigazione laser utilizzano riflettori posizionati intorno alla struttura. L'AGV emette raggi laser che rimbalzano su questi riflettori e il veicolo calcola la sua posizione in base al tempo che impiega la luce a tornare.
• Navigazione ottica: Questo metodo prevede che gli AGV seguano marcatori visivi o linee dipinte sul pavimento.
• Navigazione inerziale: Gli AGV utilizzano giroscopi e accelerometri per Binario il loro movimento rispetto a una posizione nota, consentendo loro di navigare in base alle variazioni di posizione calcolate nel tempo.
• Navigazione GPS: Nelle applicazioni all'aperto, gli AGV possono utilizzare il GPS per la navigazione, anche se questo è meno comune negli ambienti interni a causa della limitata ricezione del segnale satellitare.

2. Rilevamento ostacoli e sicurezza

Gli AGV sono dotati di sensori e meccanismi di sicurezza per rilevare gli ostacoli e garantire un funzionamento sicuro. Le caratteristiche di sicurezza più comuni includono:

• Sensori lidar e a ultrasuoni: Questi sensori rilevano gli ostacoli sul percorso dell'AGV e possono far rallentare o fermare il veicolo per evitare collisioni.
• Paraurti: I paraurti fisici possono attivare un arresto di emergenza se l'AGV entra in contatto con un oggetto o una persona.
• Pulsanti di arresto di emergenza: I pulsanti di arresto manuale consentono all'uomo di arrestare immediatamente l'AGV, se necessario.

3. Comunicazione e controllo

Gli AGV fanno parte di un sistema automatizzato più ampio e comunicano con un sistema di controllo centrale per ricevere istruzioni e coordinarsi con altri veicoli e sistemi. La comunicazione può avvenire tramite:

• Wi-Fi: Gli AGV si collegano a un sistema di controllo centrale tramite reti wireless per ricevere informazioni sul percorso e sull'assegnazione dei compiti.
• Tag RFID: I tag di identificazione a radiofrequenza incorporati nel pavimento possono fornire dati sulla posizione agli AGV e attivare azioni specifiche quando vengono rilevati.

4. Potenza e propulsione

Gli AGV sono tipicamente alimentati a batteria, con motori elettrici che forniscono la propulsione. La gestione delle batterie è fondamentale e sono previsti sistemi di ricarica, sia attraverso scambi manuali di batterie, sia attraverso stazioni di ricarica automatiche o percorsi di ricarica induttivi.

Vantaggi e svantaggi degli AGV

I veicoli a guida automatica (AGV) offrono un'interessante combinazione di vantaggi per diversi Settori, in particolare per quelli coinvolti nella produzione, nello stoccaggio e nella distribuzione. Tuttavia, come ogni tecnologia, presentano una serie di sfide. Ecco un'analisi dei vantaggi e dei potenziali svantaggi dell'implementazione degli AGV nelle operazioni.

Vantaggi degli AGV

1. Riduzione deicosti di manodopera: Gli AGV possono ridurre significativamente i costi associati alla manodopera manuale, assumendo compiti ripetitivi e di routine. L'investimento iniziale in AGV può essere notevole, ma nel tempo la riduzione delle spese relative a stipendi, benefit e potenziali problemi di risorse umane può portare a notevoli risparmi.
2. Maggioresicurezza: Dotati di sensori e funzioni di sicurezza avanzate, gli AGV riducono il rischio di incidenti sul lavoro. Possono operare in ambienti che possono essere pericolosi o impegnativi per i lavoratori umani, come temperature estreme o aree con materiali pericolosi.
3. ‍Maggioreprecisione e produttività: Gli AGV riducono la probabilità di errori associati alla stanchezza o alla svista umana. La loro capacità di operare ininterrottamente, senza pause o turni, significa che possono aumentare significativamente la produttività, assicurando un flusso costante di operazioni 24 ore su 24.

Svantaggi degli AGV

1. ‍Non sonoadatti a compiti non ripetitivi: Gli AGV eccellono in ambienti controllati dove i compiti sono costanti e ripetitivi. Nelle operazioni in cui i compiti variano ampiamente o richiedono il giudizio umano, gli AGV potrebbero non essere altrettanto efficaci, limitando la loro applicabilità ad alcuni tipi di lavoro.
2. Riduzione dellaflessibilità delle operazioni: La dipendenza da percorsi e compiti preimpostati può rendere gli AGV meno adattabili a cambiamenti improvvisi dei requisiti operativi. Mentre i lavoratori umani possono cambiare rapidamente ruolo o mansione, gli AGV possono richiedere la riprogrammazione o la regolazione del sistema per adattarsi alle nuove esigenze, riducendo potenzialmente l'agilità operativa.
3. Affidamentoa sensori sensibili alla polvere: Gli AGV si affidano a sensori, telecamere e altre tecnologie di navigazione per muoversi ed eseguire le attività all'interno dei loro ambienti operativi. La polvere e il particolato possono interferire con questi sistemi, causando potenzialmente inefficienze operative e tempi di fermo. Ad esempio, l'accumulo di polvere sui sensori può ridurne l'accuratezza o bloccarne completamente il funzionamento, richiedendo una pulizia e una manutenzione regolari per garantire prestazioni ottimali.
4. ‍Aumento deirequisiti di spazio per il magazzino: Rispetto ad altre soluzioni di stoccaggio e prelievo automatizzato (AS/RS), come i sistemi di stoccaggio a cubo, gli AGV richiedono corridoi più ampi per consentire il loro movimento e lo spazio operativo. Questo maggiore ingombro deve essere considerato nel costo totale dell'operazione e può avere un impatto sulla progettazione e sull'efficienza complessiva del magazzino. Tuttavia, se confrontati con altre tecnologie automatizzate come i trasportatori, gli AGV sono molto più flessibili ed efficienti dal punto di vista dello spazio.

Alternative agli AGV

Gli AGV hanno rivoluzionato le operazioni manuali nei magazzini e negli ambienti produttivi, migliorando l'efficienza e riducendo la necessità di lavoro manuale. Tuttavia, potrebbero non essere la soluzione ideale per ogni scenario aziendale. La tecnologia di automazione dei magazzini si è sviluppata in modo significativo nell'ultimo decennio, facendo spazio a sistemi di stoccaggio e prelievo automatizzati più efficienti. Di seguito sono riportati alcuni esempi che tendono a garantire maggiore affidabilità, ottimizzazione dello spazio e ROI a lungo termine:

Sistemi di trasporto vs. AGV

La differenza principale tra AGV e sistemi di trasporto è la loro struttura fondamentale: i trasportatori sono sistemi fissi che richiedono un percorso fisso per il funzionamento, mentre gli AGV sono mobili e possono navigare liberamente attraverso una struttura. Questa distinzione ci porta a una considerazione cruciale: l'impatto sull'utilizzo dello spazio della struttura. I sistemi di trasporto, per loro natura, richiedono una quantità significativa di spazio dedicato all'interno di una struttura per essere installati e resi operativi. Questo requisito può rappresentare una sfida per le aziende con spazi limitati o per quelle che devono mantenere una certa flessibilità nella progettazione del layout.

Al contrario, gli AGV offrono una soluzione più flessibile che richiede un'infrastruttura meno dedicata, rendendoli un'opzione valida per le strutture con vincoli di spazio o per quelle che privilegiano l'adattabilità delle loro operazioni. Tuttavia, la scelta tra l'adozione di un sistema di trasporto o l'impiego di una flotta di AGV non è solo una questione di spazio. Dipende anche dalle esigenze specifiche della vostra attività. Per esempio, gli ambienti con un flusso continuo o quasi continuo di merci potrebbero trovare i sistemi di trasporto più vantaggiosi grazie alla loro capacità di gestire volumi elevati di materiali in modo efficiente e affidabile.

Stoccaggio e recupero automatizzato (AS/RS) vs. AGV

I sistemi di stoccaggio e recupero automatizzati (AS/RS), come le soluzioni di stoccaggio a cubo, offrono un'alternativa completa agli AGV, fornendo sia il trasporto che lo stoccaggio. Sia gli AGV che gli AS/RS sono in grado di consegnare la merce alle persone per l'evasione degli ordini e il rifornimento, eliminando la necessità di camminare, ma i sistemi AS/RS si occupano anche dell'aspetto dello stoccaggio.

Tuttavia, gli AGV richiedono corridoi accessibili e spesso configurazioni di stoccaggio più distribuite per navigare all'interno del magazzino, il che può comportare un maggiore utilizzo dello spazio di magazzino. Un vantaggio significativo dello stoccaggio a cubo AS/RS è la sua capacità di stoccaggio ultra-densa, che può liberare fino al 400% dello spazio occupato dalle scaffalature tradizionali necessarie per gli AGV.

Inoltre, i sistemi di stoccaggio a cubo nell'ambito del sistema AS/RS possono svolgere altri ruoli all'interno di un'operazione, tra cui quello di fornire uno stoccaggio tampone tra le diverse fasi del flusso di lavoro, di organizzare gli ordini per la spedizione e di integrarsi perfettamente in una strategia G2P. Questa versatilità consente alle operazioni di affrontare una gamma più ampia di sfide logistiche, al di là del semplice trasporto dei materiali, come la gestione delle scorte, l'efficienza nell'evasione degli ordini e l'ottimizzazione degli spazi.

Tuttavia, l'AS/RS a cubo richiede che l 'inventario sia collocato in Contenitori o cassette impilate in modo molto stretto Griglia. I robot si muovono in cima e selezionano, ottimizzano e recuperano le scorte Contenitori e le consegnano a Postazioni operatore per il prelievo o il rifornimento da parte dell'uomo. Ciò significa che i prodotti devono rientrare in Contenitori per poter essere automatizzati con la tecnologia di stoccaggio a cubo. Gli AGV possono essere un'opzione molto adatta per integrarsi con i magazzini a cubo e automatizzare movimentazione dei materiali gli articoli più grandi che non sono adatti a essere stoccati all'interno della configurazione Griglia .

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Robot mobili autonomi (AMR) vs. AGV

Come accennato in precedenza, gli AMR sono abbastanza simili agli AGV, ma si differenziano per i metodi di navigazione. Mentre gli AGV necessitano di percorsi predeterminati per operare in modo autonomo, gli AMR navigano utilizzando i sensori e le mappe di bordo, consentendo loro di aggirare gli ostacoli e di scegliere percorsi diversi per raggiungere una destinazione, come un aspirapolvere robot. Questa flessibilità rende gli AMR più adatti ad ambienti dinamici in cui il layout cambia o in cui devono interagire con l'uomo e con altre apparecchiature. Possono essere particolarmente utili in strutture che richiedono un alto grado di adattabilità o in spazi in cui l'installazione di guide fisiche per gli AGV non è praticabile.

La scelta tra i due si riduce alla prevedibilità dell'ambiente operativo per gli AGV, rispetto alla necessità di flessibilità e capacità di adattamento ai cambiamenti per gli AMR.

Carrelli aerei vs AGV

• I sistemi di trasporto a carrelli aerei rappresentano un'opzione interessante per le operazioni di magazzino e di distribuzione, in quanto si distinguono come alternativa ai nastri trasportatori tradizionali e ai veicoli a guida automatica (AGV). Questi sistemi, che possono essere alimentati o non alimentati, offrono un metodo unico di trasporto di prodotti e materiali utilizzando una catena che si muove all'interno di un Binario chiuso in una configurazione ad anello. Da questa catena vengono sospesi vari dispositivi, come appendini, carrelli o cestini in filo metallico, per trasportare i materiali specifici.

Rispetto agli AGV, i trasportatori a carrelli aerei offrono alcuni vantaggi:

• Efficienza dello spazio: Utilizzando lo spazio sopraelevato, questi trasportatori liberano spazio a terra per altre operazioni, cosa particolarmente vantaggiosa in ambienti affollati o con spazi limitati.
• Movimentazione specializzata: Forniscono soluzioni per requisiti di movimentazione specifici che gli AGV potrebbero non essere in grado di soddisfare con la stessa efficienza, come il trasporto di GOH o di articoli che richiedono di essere appesi o orientati in modo specifico durante il transito.
• Funzionamento continuo: I sistemi di carrelli aerei possono offrire un flusso continuo di materiali, particolarmente utile nelle applicazioni in linea di produzione in cui la fornitura costante di materiale è fondamentale.

Integrazione degli AGV con il sito AutoStore e con altri sistemi.

Se state prendendo in considerazione gli AGV, l'integrazione con i sistemi di magazzino esistenti è un passo fondamentale. Gli AGV possono essere integrati con vari tipi di sistemi di gestione del magazzino (WMS) o di pianificazione delle risorse aziendali (ERP).

Integrando gli AGV nel sistema di stoccaggio a cubi AutoStore AS/RS, i magazzini possono estendere l'efficienza al di là dei confini del magazzino. Griglia. Sebbene la tecnologia di trasporto sia la scelta tipica, gli AGV possono essere utilizzati per trasportare gli ordini imballati dal magazzino ad altre parti o direttamente alle aree di spedizione. AutoStore Postazione operatore ad altre parti del magazzino o direttamente alle aree di spedizione. In questo modo si riduce la movimentazione manuale e si accelera il processo di trasporto dei prodotti dallo stoccaggio alla destinazione successiva. Nei casi in cui i magazzini richiedano una maggiore flessibilità rispetto alla tecnologia dei trasportatori, i sistemi AGV possono essere una scelta eccellente.

Sintesi

In sintesi, gli AGV sono veicoli autonomi progettati per trasportare merci all'interno di ambienti controllati come i magazzini, spesso sostituendo le attività tipicamente svolte dai carrelli elevatori o dai sistemi di trasporto. L'adozione di AGV migliora movimentazione dei materiali con l'automazione, aumentando la sicurezza e la produttività rispetto alle operazioni manuali. Sebbene gli AGV siano adatti a molte movimentazione dei materiali attività di magazzino, opzioni come i magazzini a cubo AS/RS richiedono molto meno spazio e sono più adatti a operazioni ad alta produttività di articoli di piccole e medie dimensioni. L'integrazione degli AGV con i magazzini a cubo AS/RS può essere una soluzione interessante. Per saperne di più su SportOkay, dove sono stati installati sia i magazzini a cubo AS/RS AutoStore che la tecnologia AGV.

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FAQ

Che cos'è un AMR rispetto a un AGV?

L'AMR (Autonomous Mobile Robot) è una categoria più ampia che include gli AGV; gli AMR sono più flessibili e in grado di navigare in ambienti dinamici, mentre gli AGV seguono tipicamente percorsi predeterminati.

Quali sono i tipi di veicoli a guida automatica?

Esistono diversi tipi di AGV, tra cui gli AGV a carico unitario per il trasporto di pallet o contenitori, gli AGV a traino per il trasporto di carrelli o rimorchi, gli AGV a carrello elevatore per il sollevamento e il posizionamento di carichi, i carrelli guidati per i carichi più piccoli o per le attività in catena di montaggio, gli AGV con attacchi personalizzati per le attività specializzate e gli AGV ibridi che combinano il funzionamento automatizzato e manuale.

Quali sono le sfide associate all'implementazione degli AGV in un magazzino o in una fabbrica?

Le sfide associate all'implementazione degli AGV in un magazzino o in una fabbrica includono la necessità di modificare l'infrastruttura, garantire la compatibilità con i sistemi esistenti, affrontare i problemi di sicurezza e le normative, condurre una formazione approfondita per i dipendenti e ottimizzare i flussi di lavoro degli AGV per una perfetta integrazione nelle operazioni esistenti.