De term zegt het al: een automatisch geleid voertuig (AGV) wordt geleid op zijn weg door het warehouse. Dat kan door een bovenliggend systeem dat exact aangeeft wat de AGV moet doen, maar ook door een productiemedewerker die met een druk op de knop een nauwkeurig omschreven opdracht geeft: breng deze pallet met eindproducten naar het warehouse. De weg die de AGV vervolgens aflegt, is vooraf geprogrammeerd. Elke keer opnieuw maakt hij exact dezelfde manoeuvres.
De A van AMR staat voor autonoom. Dat betekent dat deze robots zelfstandig hun weg door het warehouse kunnen vinden. Net als bij AGV’s is het begin- en eindpunt bekend, maar de weg daartussen kan elke keer anders zijn. Dat heeft als voordeel dat de AMR (waarin Kruidvat heeft geïnvesteerd) zich niet laat tegenhouden door een obstakel zoals een pallet of een heftruck. Waar een AGV zou stoppen, zoekt een AMR een weg eromheen.
Dat de weg van een AGV voorgeprogrammeerd is, heeft een belangrijk voordeel: het voertuig is volledig voorspelbaar. Francis De Backer, senior directeur bij Dematic in Europa, herinnert zich nog een project van Egemin – later overgenomen door Dematic – zo’n twintig jaar geleden in de bandenfabriek van Vredestein waar op een gegeven moment 29 AGV’s reden. “De medewerkers liepen rustig tussen de voertuigen door. Ze wisten precies wat ze konden verwachten, omdat ze erop konden vertrouwen dat de voertuigen nooit opeens een andere richting zouden inslaan. Omdat een AMR zelf zijn weg zoekt, zijn de bewegingen minder voorspelbaar. Medewerkers zullen daarop bedacht moeten zijn”, aldus De Backer.
Roy Dingemans, manager sales mobile robots bij Jungheinrich, voegt daaraan toe dat een AMR meer ruimte nodig heeft. “Die moet immers om een obstakel heen kunnen rijden. Die ruimte is niet altijd beschikbaar.”
‘Underload transport’
Wie een stel AGV’s en AMR’s naast elkaar zet, ziet nog meer verschillen. Veel AGV’s zijn in feite niets anders dan standaard hef- of magazijntrucks die dankzij een automatiseringspakket onbemand kunnen rondrijden. Voor sommige toepassingen worden voertuigen op maat gemaakt, bijvoorbeeld om lasten met grote gewichten of afwijkende formaten te kunnen transporteren. Daarentegen zijn AMR’s een stuk compacter. Soms zijn ze niet veel hoger dan een paar decimeter, zodat ze onder een last kunnen rijden om die iets te heffen en naar de gewenste locatie te rijden. Jungheinrich noemt dit ‘underload transport’.
Behalve tot AGV omgebouwde hef- en magazijntrucks heeft Jungheinrich sinds enkele jaren ook AMR’s in het productportfolio. “Terwijl een dergelijke robot doorgaans niet meer dan 1300 kilogram transporteert, kan een AGV moeiteloos veel zwaardere lasten en bijzondere ladingdragers verplaatsen. Bovendien kan het voertuig die lasten tot grotere hoogte heffen. Daardoor kunnen AGV’s ook goed worden ingezet in productieomgevingen om pallets van een conveyor af te halen en vervolgens bij de expeditie op de vloer te plaatsen”, vertelt Dingemans.
AGV International wijst daarnaast op de veiligheid. “Met lasten van drie ton moet je niet kriskras door het warehouse rijden, maar een vooraf vastgelegde weg kiezen”, verklaart managing director Tom Broeder.Anders dan AGV’s worden de meeste AMR’s ingezet voor het transport van bakken met kleingoed, zoals in het nieuwe warehouse van fulfilmentspecialist Radial in Groningen. Voor de aan- en afvoer van bakken heeft Dematic daar twee type robots geïmplementeerd: één robot die de bakken heen en weer tussen de stellingen en de pickstations transporteert en één robot met een hefmast die de bakken uit de stelling haalt en weer terugzet. Een derde type robot verzorgt daar het transport van pallets.
Navigatie
Een ander onderscheid betreft de navigatietechnologie. Jungheinrich stelt dat AGV’s doorgaans gebruik maken van zeer accurate lasernavigatie, waarvoor behalve een laserscanner ook reflectoren langs de route nodig zijn. “Terwijl de volledig automatische smallegangentrucks juist weer op inductie en RFID navigeren, waardoor ze met hoge snelheid en beperkte toleranties toch pallets op grote hoogte kunnen afzetten”, stelt Dingemans.
Omdat AMR’s gebruik maken van ‘natuurlijke’ navigatie, is een dergelijke fysieke infrastructuur niet nodig. Natuurlijke navigatie betekent dat de robot is voorzien van moderne technologieën zoals SLAM (simultaneous localisation and mapping), camera’s en zelfs microfoons voor lichaamsgeluid. Daarmee kan de robot voortdurend de actuele omgeving vergelijken met de virtuele omgeving die in de boordcomputer is geladen. Zo creëert de robot inzicht in de omgeving en kan hij autonoom navigeren.
Misschien wel het belangrijkste voordeel van natuurlijke navigatie is het gemak waarmee processen kunnen worden gewijzigd. “Als het takenpakket of werkgebied van de AMR wordt aangepast, hoeft de operatie niet te worden stilgelegd en hoeft de route niet fysiek te worden aangepast. Ook op- en afschalen door extra robots toe te voegen, is gemakkelijker. Een software-update is vaak al voldoende”, stelt Dingemans.
Jungheinrich verwacht dat de AGV’s zich meer in de richting van AMR’s zullen ontwikkelen en ook de intelligente, natuurlijk navigatie zullen adopteren. AGV International ziet dat in de praktijk al gebeuren. “Het is echt niet meer zo dat AGV’s alleen met inductiegeleiding of lasernavigatie werken. Wij hebben ook projecten uitgevoerd met vloernavigatie of LiDAR (Light Detection and Ranging)”, stelt Broeder.
Bij vloernavigatie wordt een camera gebruikt die patronen in de vloer kan herkennen. LiDAR is een techniek waarbij de omgeving met kleine, onzichtbare laserstralen wordt gescand om de afstand tot objecten en personen te berekenen.
Twee vuistregels
Dat een AMR zich niet laat tegenhouden door blokkades, maakt hem in theorie sneller dan een AGV. In de praktijk is dat voordeel soms minder groot dan verwacht. Sterker nog, AGV International kent situaties waarin een AMR slechts 50 procent van de capaciteit van een AGV haalt. “In een AGV-project hanteren we twee vuistregels. Het voertuig heeft altijd voorrang en het pad moet altijd vrij van obstakels zijn”, stelt Broeder. “Met een AMR is dat in principe niet nodig. Maar als dat betekent dat de weg voortdurend geblokkeerd is en de robot steeds naar alternatieve routes moet zoeken, gaat dat ten koste van de capaciteit. Dan is het soms beter om te kiezen voor een voorspelbare oplossing zoals een AGV. Voor de mensen eromheen, maar ook voor de bedrijfsvoering. Als iedereen de weg van het voertuig kent, is de kans het kleinst dat die geblokkeerd wordt.”
Het verhaal wordt beaamd door De Backer: “Als je niet expliciet vraagt om het pad vrij te houden, moet een AMR steeds weer pallets of andere obstakels ontwijken. Dat betekent dat de robot meer tijd nodig heeft en dus minder bewegingen kan uitvoeren. Met als mogelijk gevolg dat de vooraf berekende capaciteit niet wordt gehaald. Daarom kiezen wij in toepassingen met veel robots ervoor om de ruimte af te schermen, simpelweg omdat wij ons geen verstoringen kunnen veroorloven.”
Juiste sequence
Voor system integrators lijken AMR’s een ideale oplossing. Ze hoeven niet zoals bij AGV’s voor elk voertuig een route door het warehouse te programmeren. Ze kunnen een stel robots loslaten die vervolgens zelf maar moeten uitzoeken hoe ze al het werk gedaan krijgen.
Zo simpel is het niet, stelt De Backer. Hij wijst op de AMR’s in het al genoemde warehouse van Radial. Die brengen bakken of pallets met pickvoorraad naar de orderpickstations, waar operators klaar staan om de juiste artikelen in de juiste verzenddoos te leggen. “De volgorde waarin de artikelen worden gepickt, luistert erg nauw. Maar als je de AMR’s volledig vrijlaat, kun je niet garanderen dat ze de bakken en pallets in de juiste volgorde aanvoeren. We hebben daar oplossingen voor, maar die voegen toch weer enige complexiteit toe.”
Om de complexiteit in dit soort projecten te reduceren, kiest Dematic steeds meer voor navigatie via een raster van QR-codes op de vloer. De Backer: “Een navigatietechnologie als SLAM is bij uitstek geschikt om een robot van A naar B te laten rijden. Die scant voortdurend zijn omgeving en vindt zelf zijn weg. Maar die technologie is niet geschikt om zoals bij Radial de bewegingen van 300 robots in een kleine ruimte te synchroniseren. Daarvoor is het aantal vrijheidsgraden simpelweg te groot. Als je meer dan 20 robots inzet, wordt de aansturing al snel te complex. Voorlopig blijven we voor dit soort projecten inzetten op een vereenvoudigde navigatietechnologie met QR-codes op de vloer.”
Aan- en uit-knop
Ook Broeder merkt dat klanten vaak te hoge verwachtingen koesteren. Ze denken dat de voertuigen meteen na aanschaf aan de slag kunnen. “Maar er is meer nodig dan de aan- en uit-knop indrukken. Je moet de voertuigen eerst leren kruipen voordat ze leren lopen en uiteindelijk kunnen rennen”, aldus Broeder, die stelt dat voor een succesvol project tot op zekere hoogte een gestandaardiseerd proces nodig is. “Als system integrator moet je het proces kunnen ademen”, stelt Broeder. “Je moet weten wat je kunt verwachten. Stel bijvoorbeeld dat een pallet een klein beetje scheef staat. Kan die dan nog worden opgepakt? En hoe scheef mag die pallet dan staan? Als je rekening houdt met dat soort details, kun je alles automatiseren.”
Toekomstperspectief
Hoe ziet de toekomst eruit? Worden op termijn alle AGV’s uit het warehouse verdreven door de flexibele en wendbare AMR’s? Deels, denkt De Backer. “Ik denk dat de onderkant van de AGV-markt inderdaad wordt overgenomen door AMR’s. We zien nu al kleine en wendbare robots die pallets oppakken en van A naar B transporteren. Maar waar we met Still en Linde, de andere bedrijven binnen de Kion-groep, mee bezig zijn, is het automatiseren van het volledige portfolio van hef- en magazijntrucks. Daardoor kunnen we bijvoorbeeld smallegangenmagazijnen volledig automatiseren. Ik zie robots dat voorlopig nog niet overnemen. Daarnaast blijft een behoefte bestaan aan op maat gemaakte voertuigen voor grotere en zwaardere lasten, waarvoor de standaard AMR’s geen oplossing bieden.” Ook Dingemans verwacht dat voorlopig nog vraag blijft bestaan naar zowel AMR’s als AGV’s, inclusief geautomatiseerde smallegangentrucks. “Daarnaast hebben we de afgelopen jaren verschillende mobiele robots aan ons productportfolio toegevoegd. We blijven daarin investeren.”
Laden en lossen
Broeder volgt de ontwikkelingen rondom AGV’s en AMR’s op de voet. De reden om tien jaar geleden AGV International op te richten, is de grote mogelijkheden die automatisering van mobiel intern transport biedt. Hij ziet voortdurend nieuwe toepassingen ontstaan. Zoals op de LogiMAT dit voorjaar, waar een Chinese leverancier AGV’s met vision-technologie inzette om vrachtwagens te laden en te lossen. “Vooralsnog is de praktijk te weerbarstig. In een echt warehouse blijkt deze oplossing nog niet te werken. Maar het is slechts een kwestie van tijd voordat ook dat gaat lukken.”
De Backer: “Wij geloven dat de AMR- en AGV-markt zal blijven groeien als belangrijk onderdeel van het geautomatiseerde warehouse. Niet voor niets heeft ons moederbedrijf, de Kion-groep, eind september in Antwerpen een speciaal ‘center of excellence’ voor mobiele automatisering geopend.”
