AMR は新しい AGV だけではない

自律移動ロボットは単なる自動マテリアル ハンドリング以上のものです

ワークフローをデジタル化および自動化するためのツールのメーカーである Zebra Technologies は、バーコード スキャナーとハンドヘルド モバイル コンピューターを使用して、多くの業界で最前線の従業員をすでに補強していました。 Fetch Robotics の買収を通じて、同社の製品に自律移動ロボット (AMR) を追加することは、良い次のステップのように見えました。

買収が 2021 年に完了したとき、イリノイ州リンカンシャーのゼブラは、腕力と頭脳の両方を含む 2 つのフェザーを手に入れました。

スペクトルの一端では、重いものを持ち上げたり、運んだり、引っ張ったりするなど、重量のある力ずくのタスクを実行できるテクノロジーを提供するようになりました。プログラミング後、製造で使用される Fetch やその他の AMR は、ドックでトラックを降ろしたり、材料を倉庫に運んで棚に置いたり、部品を製造ラインに運んだり、その同じラインの仮想部品になることができます。ゴミも出します。

AMR の自律性は、自動運転車との比較を呼び起こしますが、これらのロボットには、人間の周りで安全に動作できることを保証するための安全基準が既に設けられています。

対極にある AMR は、人工知能をロジスティクス管理に適用できる高度なソフトウェア「頭脳」を持つことができます。彼らのアプリケーションは、実行する必要があるジョブを分析し、個々のタスクをその作業を行うために利用できる資産と組み合わせることができます。

マサチューセッツ州ウォルサムにある Vecna Robotics の創設者兼 CIO である Daniel Theobald 氏は、次のように述べています。

動的で予測不可能な施設であっても、どのようにして最高のスループットを得ることができるでしょうか?トラックは遅れて到着し、人々は出勤せず、設備の一部が故障します。 Theobald 氏によると、Vecna の Pivotal オーケストレーション ソフトウェアだけを使用すると、追加のリソースなしで出荷施設のスループットが 2 倍になり、リアルタイムで最適な割り当てを見つけ出すのに役立ちました。

「信じられないかもしれませんが、これが非常にうまく機能する理由は、単一のボトルネックのために施設のスループットが常に制限されるためです」と Theobald 氏は述べています。 「そして人間は、そのボトルネックがどこにあるかを [リアルタイムで] 把握するのが苦手です。何千もの変数を考慮して、システム全体を見て、それが AI の得意とするところです。」

なぜそのすべてが重要なのですか？簡単に言えば、AMR は、機械と人間が最も得意とすることを実行できるようにします。

機械は、仕事を遂行するために必要な力をうまく供給します。これは人間の場合には当てはまりません。人間は、自分の能力を超えた身体的作業をしようとすると体が苦しむのです。機械を使用すると、エンジニアリングを適用して、より重い負荷に対応できます。バッテリーが切れると、充電できます。何かが壊れた場合、その部品を修理するか、新しい部品を取り付けることができます。

計画のための拡張知能

残念ながら、人間は工場のパフォーマンスに影響を与えるすべての要因を考慮に入れることも得意ではありませんが、それは、会社のサーバーまたはクラウドで実行されている AI を備えたソフトウェアが本当に得意とすることです.

Fetch Robotics のクラウドベースのロボット ソフトウェアである FetchCore は、ロボットを最適化したり人間の労働者を最適化したりするだけでなく、非常に生産的で効率的な方法でそれらをまとめて最適化することができます。 Zebra Technologies/Fetch Robotics

「Zebra でできることは、AMR と人の両方を最適化することです」と Lawton 氏は言います。 「そのため、特定のことを行う必要がある場合は、両方を調整して、人間とロボットが同時に同じ場所に現れ、必要なことを行うことができます。その後、人は次のタスクが何であるかに導かれ、ロボットは次のタスクに導かれ、常により最適化された方法で実行されます。」

この効率と最適化は、パンデミックの最中に 2021 年に始まった大辞職の前から、慢性的な労働力不足が存在していた製造業にとって重要です。また、業務を効率化することで、文字通り重労働を自動化に任せている世界で、従業員のエンゲージメントと関連性を維持するために必要なスキルアップに時間を割くことができます。

AMR は組立ラインの一部になることができますか?

Flex Ltd. は、カリフォルニア州サンノゼに本拠を置く 240 億ドル規模の世界的な契約製造業者で、約 10 年前に AMR の使用を開始し、現在では 100 を超える場所に 300 を超える自律マテリアル ハンドラーを配置しています。同社のロボットは、オペレーション、工場、倉庫、ロジスティクス、サービス デポ、修理、資材保管環境で使用されています。

「AMR の主な要素は、安全性と人間工学に役立ち、また、物事が接続されているインダストリー 4.0 での運用をサポートすることです」と、高度な製造エンジニアリング担当副社長の Murad Kurwa 氏は述べています。

Flex は、AMR を使用することで、結果として約 20,000 時間の労働時間の生産性向上を実現しました (同社の数値によると)。

「自動移動ロボットは Flex にとって必要以上のものです」と Kurwa 氏は述べています。 「私たちは多くの分野で AMR を使用して、原材料の移動、仕掛品の在庫、完成品の積み込みステーションへの搬入、および製品の変換におけるより熟練したタスクに集中するために人間の能力を解放するその他のさまざまな業務をサポートしています。お客様の期待に応えることです。」

Flex は、文字通りにも比喩的にも、将来的に AMR の幅広い役割を見込んでいます。

同社は AMR の 5G 接続を検討し始めており、いくつかの概念実証作業とパイロットを行っています。

「現在の Wi-Fi/LTE に代わる 5G は、プライベート ネットワークでより広い信号スペクトルを提供します。これにより、AMR のような受信機は、AMR の機能停止を引き起こす可能性のある信号の減衰や遅延なしに、より長い距離で継続的に動作することができます」と Kurwa 氏は述べています。 .

Flex での AMR の 1 つの可能性は、組み立てラインの仮想部分になることです。これにより、生産フロアがより柔軟になり、さまざまなプロジェクトに変換できるようになります。同社はまた、AMR を使用して、移動できないモニュメント (炉など) がある移動ラインのステップ間の搬送を接続することも検討しています。

「直線的な流れの代わりに、AMR は部品を拾い上げてそのモニュメントを回り、AMR の上のコンベアを使用して次のステップに接続できます」と Kurwa 氏は述べています。

Theobald 氏によると、最大の間違いは AMR の機能を十分に活用しないことです。

「ここでの魔法の一部は、このテクノロジーによって最もよく対処される最初のタスクは何かということです。なぜなら、私たちはまだその採用曲線の初期段階にあるからです」と彼は言いました。 「正しい最初のタスクを選択することで、大きな違いが生まれることをご存知でしょう。」

たとえば、工場の所有者が、以前は人間が運転していたフォークリフトを無人フォークリフトに交換し、通常どおり業務を続けているとします。彼らは、自動運転機器には一連の属性がすべて備わっているという事実を無視しています。つまり、休憩を取らず、疲れず、シフト全体を実行でき、スケジュールは AI で調整および計画されます。人間の労働者の限界を超えています。

「一般的に、それは正しいアプローチではありません」と Theobald 氏は言います。 「多くの場合、ワークフローを再考する価値があります。」

変動性が AMR に輝きを与える

人間の労働者が AMR を取得したら、それを簡単に展開できるようにしたいと考えています。

「人々は自分のプロセスを非常によく理解しています」とロートン氏は言います。 「彼らは必ずしもロボット工学を理解する必要はありません。そのため、人々が自分のスペースやワークフローを非常に簡単に定義できるテクノロジーを開発しました。」

従来、ロボットのプログラミングには 300 時間かかっていましたが、Fetch Robotics の AMR は 1 日で稼働できるようになると彼は言いました。 AMR をプログラミングするということは、通常、工場内で AMR を運転することを意味します。 Fetch Robotics では、ユーザーはドラッグ アンド ドロップ方式を使用して FetchCore ソフトウェアをセットアップします。

「施設で非常に迅速に何かを稼働させる必要があり、典型的な環境で見られる通常の変動に対応できる必要があります」と彼は言いました。 「ここが AMR の真価を発揮するところです。」

最終的に、工場は、すべて独自のフリート管理ソフトウェアを備えた異種の AMR フリートを持つ可能性があります。では、それらを連携させるにはどうすればよいでしょうか?

ロボットの一部が Vecna 製であれば、準備は完了です。これは、Pivo​​tal ソフトウェアがタスク管理シナリオのリソースの種類にとらわれないためです。 「人間かもしれないし、当社のロボットかもしれないし、別のベンダーのロボットかもしれないし、手動操作の機器かもしれない」と Theobald 氏は言います。 「能力、場所、可用性に基づいて、タスクを任意のタスクに割り当てることができます。」

一方、Theobald が共同設立したロボティクスとコネクテッド デバイスの非営利イノベーション ハブであるボストンの MassRobotics は、ロボットからフリートへの管理レポートのための相互運用性標準である MR Interop を発行しました。また、ロボットへのタスクの割り当てを可能にする標準の次のバージョンを作成中です。 MassRobotics は、充電器の相互運用性標準にも取り組んでいます。

「将来的には、どの企業のフリート管理ソフトウェアでも MR Interop を使用できるようになり、他のロボットと直接統合する必要がなくなることを願っています」と彼は言いました。 「MR 相互運用性は、そのプロセスを容易にする標準です。」
相互運用性標準は、すでに効果を発揮しています。 FedEx などの企業は、MassRobotics の相互運用性基準に準拠していないロボットは購入しないと述べている、と Theobald 氏は述べています。 FetchCore には、さまざまなベンダーの AMR の異種グループをフリート管理する機能がありますが、まだそうしていないと Lawton 氏は述べています。

Flex に関して言えば、3 つのベンダーの何百ものロボットを使用していますが、同じ施設にそれらのロボットが混在することはありません.

一緒にプラグ アンド プレイできる AMR を持つことは、ユーザーだけでなく役に立ちます。また、業界自体の成長にも影響を与えます。 「この相互運用性の問題が解決されるまで、業界は拡大しません。そのため、コンピューター業界や携帯電話業界からページを削除することにしました」と Theobald 氏は述べています。 「ビデオテープ業界、VHS 対ベータ版全体について話すことができます。これらは非常に面倒なプロセスになる傾向があり、場合によっては何十年もかかることがあり、これらのタイプのツールの顧客の採用を本当に遅らせています。」

AMR の成長がアクセサリ、サードパーティ ソフトウェアを生み出す

自律移動ロボットの使用が増えるにつれて、さまざまなベンダーの AMR のフリートを制御するソフトウェアと、それらと一緒に使用するカートのトップ アクセサリの必要性も高まります。

AMR メーカーの 1 つ、デンマークのオーデンセにある Mobile Industrial Robots (MiR) は、意図的にオープン プラットフォームのロボットを作成しました。

「私たちを 48 ボルトのリチウム イオン電池を搭載した単なるベース ロボットと考えてください。人々がロボットの上に好きなものを構築できるようにします」と、中西部およびカナダのセールス ディレクターである Matt Charles 氏は述べています。 「ロボット アームを上に置くと、バッテリーから電力が供給され、ロボットといつ移動し、いつ移動するかをやり取りできます。」

ロボット アームは可能ですが、MiR の AMR のトップ オブ カート モジュールの上位 3 つは、コンベア デッキ、カートを取り付けるための固定システム、およびパレット リフトです、と Charles 氏は述べています。

ROEQ (RO-eek と発音し、その名前は「ロボット機器」の短縮版です)、デンマークの Vissenbjerg は、MiR のトップ オブ カート アクセサリの大手サプライヤーです。実際、この会社は、カート、トップ ローラー、リフター、ラックなど、MiR AMR のトップ オブ カート モジュールを構築するために特別に設立されました。 ROEQ の共同設立者である Michael E. Hansen と Benni S. Lund は、以前はコンサルティング エンジニアとして MiR に呼ばれ、会社を設立するきっかけとなった機会を見つけました。

「そこで彼らは、優れた技術、物事を動かすための優れたプラットフォームを持っているという意味で、市場のギャップを発見しましたが、エコシステム全体は、材料を拾い上げ、降ろし、転送できる適切なツールで完全にする必要がありました。 ROEQ のグローバル セールス ディレクターである Shermine Gotfredson は次のように述べています。 「それがミッシングリンクでした。」

彼らの最初の製品は、カートのトップ ラックである TMC 300 で、現在も生産されています。 ROEQ の最新の新製品は、連携するように設計された TMS-C500 Ext と S-Cart500Ext です。新しいモジュールとカートの組み合わせにより、MiR の 250 AMR のペイロードが 250 kg から 500 kg に効果的に倍増します。 TMS-C500 Ext トップ モジュールは、安全性を損なうことなく、長さ 1.2 m までの荷物の輸送も可能にします。

ROEQ はこれまでのところ MiR ロボットとビジネスを連携させてきましたが、工場の所有者はそれほど忠実ではないかもしれません。メーカーが AMR を管理するためのソフトウェアを提供していても、異種ロボットのフリートとの相互運用性を実現することはより複雑です。 「これはメーカーが抱える共通の課題であり、相互運用性と、混じり合って連携できるインターフリートが強く求められています」と Charles 氏は述べています。 「それは私たちが取り組んでいることであり、ソリューションを開発している他の企業もあります。」

それらの企業の 1 つが AWS (Amazon Web Services Inc.) です。

1 つの AMR のコントローラー ソフトウェアを変更して、さまざまなベンダーのロボットのフリート マネージャーとして機能させることは可能かもしれませんが、AWS は AWS IoT RoboRunner を作成して、一部のベンダーのモバイル ロボットを作業管理システムと統合し、ロボティクス フリート管理アプリケーションを構築するためのインフラストラクチャを提供しています。 .今年初め、RoboRunner はラボ設定でプレビュー段階にあり、その後すぐに本番環境に展開される予定でした。

AWS IoT RoboRunner は、フリート管理アプリケーションを構築するためのインフラストラクチャを提供するだけでなく、サンプル アプリケーションとともに 2 つのソフトウェア ライブラリ (タスク マネージャー ライブラリとフリート ゲートウェイ ライブラリ) を提供し、開発者が AWS 上にロボティクス管理アプリケーションを簡単に構築できるようにします。 IoT ロボランナー。

さらに、AWS IoT RoboRunner を使用すると、さまざまなロボット制御システムと工場の作業管理システムを多数統合する必要がなくなります。代わりに、すべてのシステムが AWS IoT RoboRunner と統合され、サービスは統合されたすべてのシステムを自動的に接続します。

また、AWS IoT RoboRunner を使用すると、開発者はタスク マネージャー開発ライブラリを使用して管理アプリケーションを簡単に構築できます。このライブラリには、共有スペース管理機能を含むサンプル タスク オーケストレーション アプリケーションも付属しています。開発者は、このサンプル アプリケーションを開始点として使用して、アプリケーション開発を加速できます。

「製造、ロジスティクス、消費財の顧客はますます増えており、運用にロボット工学と自律システムを使用していますが、フリートまたはロボット全体の倉庫でのオブジェクトのピッキングや検査などの複雑なロボット工学タスクを調整するためにこれらのシステムを管理するのに苦労しています。ゼネラル マネージャー、ロボティクスおよび自律システム、AWS。 「AWS IoT RoboRunner を使用すると、Amazon のロジスティクスおよびフルフィルメント センターで使用されているのと同じテクノロジーに基づいて、顧客がロボット工学を運用に組み込み、管理、調整し、自律システムをよりスマートにすることが容易になります。」