Urządzenia transportu bliskiego w fabryce przyszłości

Urządzenia transportu bliskiego w fabryce przyszłości Abus

W fabrykach przyszłości, zgodnych z koncepcją Przemysłu 4.0, aż roi się od nowoczesnych i zaawansowanych technologicznie rozwiązań. I choć w obszarze urządzeń transportu bliskiego (UTB) zmiany nie są jeszcze aż tak rewolucyjne, również tam widać spory postęp. To istotne, bo UTB odpowiadają za sprawne i wydajne procesy logistyczne w zakładach produkcyjnych, a więc pośrednio także za efektywną produkcję.

Urządzenie albo środki transportu bliskiego obejmują szeroką grupę różnorodnych urządzeń, które odpowiadają za przemieszczanie ładunków w ramach zakładu produkcyjnego czy magazynu (a także placu budowy czy terenu fabryki). Ich wspólnym mianownikiem jest niewielka odległość i zasięg urządzenia, który ogranicza się zwykle do transportu lądowego (poziomego lub pionowego).

Wyróżniamy tu urządzenia o charakterze typowo dźwigowym (m.in. dźwignice i cięgniki), transportowym (m.in. wózki, manipulatory, przenośniki) i dźwigowo-transportowym (m.in. suwnice). Dźwigniki i cięgniki zaliczają się do prostych urządzeń, które mogą mieć napęd ręczny lub elektryczny. Dużo bardziej złożonymi UTB są suwnice i żurawie.

Przemysł 4.0 w zakładach produkcyjnych

Przedsiębiorstwa z różnych branż coraz śmielej sięgają po rozwiązania z obszaru czwartej rewolucji przemysłowej. Przemysł 4.0 to przede wszystkim cyfrowa transformacja wszelkich procesów. Do najpopularniejszych rozwiązań należą automatyzacja i robotyzacja, sztuczna inteligencja (artificial intelligence – AI), internet rzeczy (internet of things – IoT) i przemysłowy internet rzeczy (industrial internet of things – IIoT), przetwarzanie w chmurze i przetwarzanie brzegowe, a także analityka dużych zbiorów danych. 

Technologie te pozwalają stworzyć „inteligentne” fabryki i magazyny, w których maszyny, urządzenia i pozostały sprzęt oraz systemy zarządzania są połączone i wzajemnie się komunikują, a rola człowieka jest stopniowo ograniczana. Przemysł 4.0 umożliwia wejście na taki poziom wydajności i produktywności, który wcześniej nie był możliwy.

Niezwykle istotnymi elementami Przemysłu 4.0 są różne czujniki, systemy komunikacji i technologie obliczeniowe. Dzięki nim kluczowe dla większości procesów są pozyskiwane różnorodne dane, które dotyczą maszyn i urządzeń, materiałów, komponentów i poszczególnych procesów. Analiza tych danych stanowi podstawę usprawniania procesów i w konsekwencji finalnych produktów.

W rozwoju UTB udział wspomnianych wyżej technologii nie jest jeszcze tak znaczący, jednak nie oznacza to, że również w tym obszarze nie następuje szybki rozwój i nie pojawiają się nowe typy tych urządzeń. Coraz większe wymagania co do procesów produkcyjnych wymuszają, żeby również wszelkie procesy im towarzyszące były coraz bardziej efektywne. 

W obszarze UTB pojawiają się więc nowe funkcjonalności – np. sterowanie radiowe, układy antywahaniowe, systemy zapobiegania luzowaniu się liny czy ruch impulsowy. Te inteligentne rozwiązania są niewątpliwie pierwszym krokiem we wdrażaniu koncepcji Przemysłu 4.0 w urządzeniach transportu bliskiego.

Dane podstawą wszelkich usprawnień

Jednym z obszarów, w którym technologie Przemysłu 4.0 mogą okazać się już dziś bardzo przydatne, są operacje dźwigowo-transportowe realizowane w zakładzie np. przez suwnice. Niezależnie od tego, czy używane są suwnice bramowe, podwieszane, mostowe czy obrotowe, dostępne zaawansowane rozwiązania mogą okazać się pomocne w usprawnianiu i optymalizacji procesów, obniżeniu kosztów operacyjnych, zmniejszeniu zużycia sprzętu czy utrzymaniu produktywności zakładu.

Zaawansowane technologie czujnikowe – m.in. wskaźniki momentu obciążenia, systemy antykolizyjne czy też systemy monitorowania stref – to przykłady rozwiązań, które mogą być źródłem pozyskiwania danych związanych z pracą suwnic. Czujniki i systemy te dostarczają w czasie rzeczywistym danych m.in.  a temat nośności, stabilności i potencjalnych zagrożeń, zwiększając poziom bezpieczeństwa przeprowadzanych operacji. 

Pozwalają także zrozumieć, jak funkcjonują poszczególne urządzenia i obszary w zakładzie, a także które operacje można zoptymalizować (żeby np. zwiększyć przepustowość i wydajność oraz skrócić przestoje).

Łącząc wszystkie dźwignice, suwnice i pozostałe urządzenia w jeden inteligentny system, można zwiększyć elastyczność procesów logistycznych. Przedsiębiorstwa, które w pełni akceptują koncepcję Przemysłu 4.0 i wykorzystują jego technologie w operacjach dźwigowo-transportowych, mogą rozwinąć nowe możliwości.

Największą korzyścią jest jednak możliwość gromadzenia i analizowania danych z różnych źródeł, co pozwala uzyskać cenny wgląd w procesy. Może to prowadzić do bardziej świadomego podejmowania decyzji i uzyskiwania lepszych wyników.

Zaawansowane funkcjonalności

Suwnice, żurawie czy manipulatory są wykorzystywane do przenoszenia ładunków już od dłuższego czasu. Nowoczesne wersje tych urządzeń – po zaimplementowaniu w nich technologii cyfrowych (np. przetwornic częstotliwości) i zautomatyzowanych rozwiązań – oferują coraz więcej zaawansowanych funkcjonalności.

Do najczęściej spotykanych należą:

  • kontrola zapobiegania kołysaniu – funkcja ta zapobiega kołysaniu się ładunku w przypadku np. zmiany prędkości żurawia podczas przenoszenia ładunku,
  • kontrola naprężenia – moment obrotowy urządzenia jest automatycznie kontrolowany w celu zapewnienia płynnego przyspieszania i zwalniania, zapewniając stałe napięcie materiału,
  • krótki czas rozruchu – prędkość UTB dostosowuje się automatycznie do masy przenoszonego ładunku (np. kiedy ładunek będzie lżejszy, urządzenie przyspieszy),
  • system sekwencjonowania hamulców – znacząco skraca on czas od uruchomienia do otwarcia hamulca i poprawia reakcję przy niskiej prędkości,
  • wykrywanie przeciążenia – kiedy ładunek jest zbyt ciężki dla UTB, ta funkcja zatrzymuje pracę i ostrzega operatora,
  • wykrywanie spadającego ładunku – pozwala to wykryć nieoczekiwane upuszczenie ładunku i włącza wówczas sygnał ostrzegawczy.

Konserwacja predykcyjna

Jedną z ważniejszych korzyści, którą mogą zapewnić technologie Przemysłu 4.0 w operacjach dźwigowo-transportowych, jest konserwacja predykcyjna. Podłączenie wszystkich urządzeń transportu bliskiego do systemów, które zawierają rozwiązania wykorzystujące algorytmy sztucznej inteligencji, pozwoli uzyskać wgląd w praktycznie każdy etap poszczególnych procesów.

W momencie, w którym urządzenie zacznie się ponadnormatywnie zużywać, inteligentne systemy poinformują o tym przedsiębiorcę. Możliwe będzie wówczas przeprowadzenie odpowiednich czynności naprawczo-konserwacyjnych – zanim się nasilą potencjalne problemy, których następstwem mogą być nieoczekiwane przestoje, a nawet zagrożenie życia pracowników.

Żeby system konserwacji predykcyjnej działał sprawnie i niezawodnie, konieczne będzie wdrożenie komponentów, które umożliwią połączenie urządzeń z nadrzędnym systemem i zapewnią odpowiednie kanały komunikacyjne. To np. rozwiązania, które połączą urządzenia z chmurą, czy też rozwiązania sieciowe CC-Link.

Zaawansowaną konserwację predykcyjną mogą wspierać także inteligentne systemy zdalnego monitorowania, które umożliwiają podgląd realizowanych operacji z dowolnego miejsca. W razie wystąpienia awarii często można zdalnie zdiagnozować problem, a nawet naprawić część usterek.

Zrobotyzowane UTB

Chyba najbliżej idei Przemysłu 4.0 są obecnie wózki transportowe, które ewoluują w kierunku pojazdów samojeżdżących, a nawet autonomicznych robotów mobilnych (autonomous mobile robots – AMR). 

W przypadku zautomatyzowanych pojazdów sterowanych (automated guided vehicle – AGV) występuje pewne ograniczenie. Muszą one poruszać się po ściśle wytyczonej trasie przejazdu (np. przez odpowiednie oznakowanie poziome lub umieszczone w różnych miejscach na hali znaczniki). W przypadku wystąpienia zatoru na trasie przejazdu pojazd AGV zatrzymuje się więc i czeka na udrożnienie drogi.

Roboty AMR nie mają tego problemu. Są bowiem w stanie samodzielnie wyznaczyć sobie nową trasę, jeśli nie będzie możliwości kontynuowania jazdy. Co więcej, potrafią na bieżąco optymalizować trasy przejazdu, żeby były one najefektywniejsze.

Technologie czwartej rewolucji przemysłowej nie zdominowały jeszcze całkowicie UTB, jednak już teraz warto na nie stawiać. Dzięki bowiem danym pozyskiwanym w czasie rzeczywistym pozwolą zwiększyć wydajność operacyjną procesów dźwigowo-transportowych, poprawić bezpieczeństwo i zminimalizować ryzyko przestojów.

Adam Szlendak, dyrektor zarządzający, Dalmec:

Czy w obszarze UTB można mówić o inteligentnych rozwiązaniach?

Jeżeli inteligencję rozwiązań rozumiemy jako przebijającą się mocno na rynku sztuczną inteligencję (AI), to UTB nie są jeszcze na tym etapie rozwoju. Konstruktorzy i producenci wprowadzili jednak już wiele rozwiązań, które odpowiadają zarówno za bezpieczeństwo pracy, jak i komunikację ze światem zewnętrznym. I tu możemy mówić o swego rodzaju inteligencji, ale do AI przed nami bardzo daleka droga.

Wykładnia Ministerstwa Rozwoju i Transportu, z którym współpracowaliśmy przy uldze na robotyzację, nie uznaje UTB (w rozumieniu manipulatorów) jako urządzeń zdolnych do wymiany danych. To relatywnie proste narzędzia do wspomagania procesów transportowych.

Znajdują tu oczywiście zastosowanie inteligentne czujniki – czy to obciążenia, czy położenia ramion. Niemniej jednak, jeżeli możemy mówić o inteligencji w zakresie przenoszenia ładunków na małych odległościach, to należy wspomnieć oczywiście o robotach czy cobotach. Ale to zupełnie odrębna grupa urządzeń, poza definicją UTB. 

Jak wykorzystując najnowocześniejsze UTB, można zwiększyć efektywność różnych procesów transportu wewnętrznego?

Nowoczesne technologie w urządzeniach transportu bliskiego, w tym w manipulatorach, rewolucjonizują transport wewnętrzny w magazynach i zakładach produkcyjnych. Rozwój manipulatorów eliminuje błędy i zwiększa precyzję operacji. 

Technologie IoT umożliwiają śledzenie lokalizacji towarów w czasie rzeczywistym, usprawniając zarządzanie zapasami. Monitorowanie wydajności UTB umożliwia szybką reakcję na problemy, minimalizując przestoje. Wprowadzenie autonomicznych funkcji podnosi niezawodność operacji. 

Te zaawansowane rozwiązania skracają czasy realizacji zadań, poprawiając ogólną wydajność logistyczną. To istotne innowacje, które przynoszą korzyści w efektywności operacyjnej i optymalizowaniu procesów logistycznych w środowisku przemysłowym.

Piotr Kotlarz, key account manager, MalowanieLinii.pl:

Czy także w fabrykach przyszłości niezbędne będzie stosowanie odpowiedniego oznakowania?

Wydaje się, że nawet w zrobotyzowanych fabrykach nadal będzie istniała potrzeba stosowania odpowiedniego oznakowania poziomego i pionowego. Oznakowanie w przemyśle bowiem odgrywa ważną rolę zarówno z perspektywy bezpieczeństwa, jak i efektywności procesów. 

Kilka kierunków, w których może ewoluować oznakowanie w zrobotyzowanych fabrykach, to:

  • Bezpieczeństwo pracowników – nawet w zautomatyzowanych środowiskach ważne jest, żeby pracownicy byli świadomi obszarów, w których operują roboty i maszyny. Oznakowanie bezpieczeństwa, takie jak znaki ostrzegawcze, może informować o potencjalnych zagrożeniach i zasadach bezpieczeństwa.
  • Oznaczenia robotów i obszarów ich pracy – jasne oznaczenia i informacje dotyczące obszarów, w których pracują roboty, mogą pomóc w unikaniu kolizji i zapewnieniu bezpiecznej współpracy między ludźmi a maszynami.
  • Identyfikacja i monitorowanie produkcji – oznakowanie może być używane do identyfikowania i monitorowania produktów oraz surowców w procesie produkcyjnym. Technologie, takie jak kody kreskowe czy kody QR, mogą być wykorzystywane do śledzenia produktów od etapu produkcji do dystrybucji.
  • Optymalizacja procesów logistycznych – w zautomatyzowanych fabrykach oznakowanie może pomagać w optymalizowaniu tras dla robotów, które transportują materiały czy gotowe produkty. Nasza firma realizowała już oznakowanie tras poruszania się robotów z optycznym systemem kierowania. Polega to na wykonaniu ścieżki jazdy w odpowiednio dobranym kolorze, z łukami pod określonymi kątami itp.

W najbliższej przyszłości można oczekiwać, że oznakowanie będzie jeszcze bardziej zintegrowane z systemami cyfrowymi, które opierają się na aplikacjach i czytnikach. Jednocześnie takie oznakowanie nadal będzie mieć na celu podnoszenie bezpieczeństwa w obiekcie przemysłowym.

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę