AMR（自律搬送ロボット）：パンデミック下でも適応し躍進、その先へ

変化するニーズに対応する汎用性が製造業に求められる

8月、ロブ・サリバン氏は、ドイツ・トロイスドルフにあるドイツポストDHLグループのイノベーションセンターで、自律搬送ロボット（AMR）2台の設置工事を予定していました。しかし、コロナ禍による米国から欧州への渡航制限により、設置技術者がドイツへ渡航できませんでした。

そこで、21世紀らしい解決策として、サリバン氏率いるオートガイド・モバイル・ロボッツのチームは、設置作業をバーチャルで実施しました。

「慎重に検討した結果、ウェアラブルヘッドセット（RealWear製）を使用して、現地（ドイツ）のシステムインテグレーターであるST-IR（ST Integration & Robots）をトレーニングするのが最善と判断しました」と、オートガイド・モバイル・ロボッツCEOのサリバン氏はLinkedInに投稿（Smart Manufacturingが確認済み）。「バーチャルでST-IRと共同作業し、オートガイドMAX-NパレットスタッカーとMAX-NタガーをST-IR施設に設置し、実装方法をトレーニングしました」

ST-IRのメンバーは、オートガイドと2台のAMRから習得した知識を活かし、DHLでの設置を実施。オートガイド技術者が米国からバーチャルで支援する中、ドイツのインテグレーターがタガーとパレットスタッカーの設置を数日で完了し、プロジェクトのタイムラインに影響を与えませんでした。サリバン氏のチームもバーチャルでフィードバックを受け取りました。

「ST-IRとして設置を担当できたことを嬉しく誇りに思います。DHLでの作業は素晴らしい経験でした」と、ST-IRのオペレーションジェネラルマネージャー、クリストフ・ロイトナー氏がサリバン氏のLinkedIn投稿にコメント。

AMRとAGVの違い

オートガイドは海外設置でインテグレーターを活用しましたが、米国内の製造業者には技術者が直接支援可能です。数十年の経験を持つシステムインテグレーター、マイケル・フレミング氏は、AMRはユーザー/オーナー自身がプログラミング、カスタマイズ、統合できるよう設計・エンジニアリングされており、迅速かつ容易に設置・再構成できるため、システムインテグレーターは必須ではないと語ります。一方、AGV（無人搬送車）メーカーはそれらを顧客に代わって行う傾向があります。

「最大の違いは、AMRが分散型でフリートマネージャーを必要としないというマインドセットにあります」とフレミング氏。「過去2年間で、AMRメーカーがフリートマネージャーを提供し始めたのは、AGVが常にフリートマネージャーを持っていたためです」

これは、一か所で稼働する自律走行車両の台数に関係します。台数が増えればフリートとなり、その管理が必要になるからです。

「フリート規模が拡大し、タスクがより決定論的（特定時間枠内での一貫した実行が必要）になるにつれ、効率的な交通管理とオーダー配分管理の必要性がAMRメーカーにも認識されつつあります」

その他の違い

1950年代に発明されたAGVと、約10年の歴史を持つAMRには他にも違いがあります。「AMRは制御を車両自体に分散させる傾向があり、そのためコストが高くなりがちです」とフレミング氏。「つまり、車両自体により多くの知能が搭載されています。」この知能はナビゲーションなど多方面に現れます。AGVが障害物に遭遇すると、通常誰かが障害物を除去するまで停止しますが、AMRは障害物を回避するか、別の経路を選択して目的地へ向かいます。

ドラッグ＆ドロップでロボットをプログラミング

この柔軟性の必要性から、ある女性起業家が6年以上前にAMR企業を創業しました。「労働力不足と、既存自動化技術の柔軟性不足という課題解決に焦点を当てて創業しました」とフェッチ・ロボティクスCEOのメロニー・ワイズ氏。「ライン側納入、ジャストインタイム納入、ワークステーション間移動など、柔軟な搬送をどう提供するかが課題でした。」

既存の自動化技術はセットアップ、メンテナンス、設置に時間がかかり、変更が非常に困難だったと現場のエンジニアから聞いていました。季節変動などでライン変更しようとしても、大規模な変更とオンサイトITサポートが必要でした。

フェッチ製品：自動マテリアルハンドリング・自動データ収集用ロボットライン、ロボティクス研究用プラットフォーム、商用ロボット用プラットフォーム、パートナー製除菌ロボット（フェッチAMRベースに業界パートナーの除菌技術を搭載）。

フェッチのAMRを導入した顧客は、開梱後、施設内を走らせてマップを作成。マップ上にロボットの走行経路を描画し、ドラッグ＆ドロップメニューのワークフロー指示でプログラミング。これらすべてのステップを、パンデミック対応でフェッチのアプリケーションエンジニアがリモートサポート。その後のAMR操作はタッチスクリーン、タブレット、スキャンガンで行います。

「固定自動化との統合を非常に容易にするコンポーネントを多数開発しました。我々は自動化ストーリーの『一部分』に過ぎないからです。MES、物理自動化、PLCと接続・統合可能。ハンドスキャナー、音声システムなど、顧客の要望に応じて統合します」——ワイズ氏

ワイズ氏が工場全体の自動化と、その一部分を統合する役割を俯瞰できるのは、ROS（Robot Operating System）のコア開発者の一人としての経験に起因するかもしれません。ROSは可視化とシミュレーションの追加レイヤーを持つOSです。フェッチロボットは一部ROSを使用しますが、LinuxベースのOSを採用。フリート管理には、クラウド上のFetchCoreロボティクスソフトウェアが分析、スケジューリング、ロボット設定、タスク・ワークフロー管理を提供します。

広大なスペースこそAMRの真骨頂

サリバン氏のオートガイドロボットは、ベースAMRにカスタムアダプター（タガー、パレットスタッカー、ハイベイフォークリフト）を搭載した構成です。「ロボットにエンドエフェクターを取り付けるのと同じ発想です。一つの用途だけのロボットは作りません。ロボットを作り、異なるエンドエフェクターを装着します。我々も同様に、エンドエフェクター相当のアダプターを持つロボットとして構築しました」

アーカンソー州の消費財メーカーに導入したタガーは、80万平方フィート（約74,300平方メートル）の工場・倉庫で稼働し、製造と倉庫エリア間に4%の勾配があります。毎日20万ポンド（約90トン）の荷物を搬送。「従来型AGVだと、距離と磁気誘導構造の設置費用がネックでした」とサリバン氏。新型AGVは床面の磁気テープでナビゲートしますが、「大規模施設では、常設ワイヤー、磁気ストリップ、床埋め込みセンサーの設置に多額の費用と時間がかかり、プロセス変更時も再工事が必要で、あらゆる規模の施設で現実的ではありません」

3Dビジョンでナビゲート

シーグリッドのロボットは、名称（VGV：ビジョン誘導車両）とナビゲーションで差別化されています。「市場で唯一、カメラをナビゲーションに使用しており、AMR分野で最も信頼性の高いナビゲーションだと実証しています」とジェフ・クリステンセンVP（プロダクト担当）。

シーグリッドの2機種（タガーとパレットトラック）には10台のカメラが搭載され、5組のステレオペアとして半球視野データを取得。ソフトウェアが環境内の重要要素を判別します。この膨大なデータにより、生産継続中のルート変更が可能で、「他社では真似できません」とクリステンセン氏。製造・倉庫・配送は高度に動的な環境であり、限られた視野から外挿・推測するのではなく、圧倒的なデータを収集し、ソフトウェアに重要要素を判別させるアプローチが、LiDARベースのレーザー誘導より優れていると比較説明しています。シーグリッドロボットの製造現場での最も一般的な仕事はラインへの部品供給で、製品需要に追いつけない工場で真価を発揮します。

炭鉱から工場へ

ロボットが米国の雇用を奪うと非難される中、オートガイド・モバイル・ロボッツはロボット設置・保守の雇用を創出するだけでなく、再教育を受けた元炭鉱労働者を採用しています。オートガイドとそのプレミア統合パートナー、ハートランド・オートメーションは、ハースeケンタッキー先進製造研究所（eKAMI）で訓練を受けた元炭鉱労働者25名を採用。両社の製造施設から数マイルの場所にあるeKAMIは2017年開設。学生はロボティクス、航空宇宙、医療など先進製造業向けのCNC機械加速プログラムに参加。

「製造・設置の熟練人材確保は極めて困難ですが、eKAMIのようなリソースを見つけられて感激しています。勤勉で高度なスキルを持つ技術者が得られるだけでなく、彼ら炭鉱労働者にとっても、かつて想像もしなかった職に就く機会になります」——ロブ・サリバン、オートガイドCEO