L'automazione porta la produzione a livelli più alti
Software per sistemi di carrelli AGV
Lavoro nel settore del software di navigazione e controllo del traffico per sistemi di carrelli AGV dal 1990. A parte un periodo di pausa a livello europeo che ha subito questo settore, e che mi ha portato ad occuparmi anche di web marketing, ritengo di avere una vasta esperienza in questo settore avendo sviluppato circa 50 progetti in Europa e nel mondo.
L’evoluzione dei software per i carrelli AGV
Nell’agosto del 1990, vengo assunto dalla Noventus Italia, la filiale italiana della software house svedese Noventus. Questa azienda, a partire dalla seconda metà degli anni ’80, per 15 anni circa ha sviluppato sistemi software per il controllo del traffico di carrelli AGV per conto della Digitron; una azienda svizzera leader nel mondo per la produzione di carrelli AGV a guida magnetica.
La Digitron poi è stata acquisita da una azienda più grande, ed ha cambiato nome in Swisslog.
La Swisslog è un colosso a livello internazionale ed ha iniziato un processo di acquisizione di altre aziende nel settore dei veicoli a guida automatica.
Negli anni passati la Swisslog è stata acquisita da un grande gruppo tedesco, la Kuka, che produce anch’essa veicoli a guida automatica, sia carrelli a guida laser LGV (Laser Guided Vehicle), che veicoli a guida automatica a codice a barre, con bracci robotizzati a bordo.
Io, essendo un libero professionista da gennaio del 1997, ho avuto la fortuna di collaborare per varie aziende nel settore della movimentazione industriale, acquisendo know how su vari sistemi di guida automatica e con tecnologie diverse.
Negli anni ’90, molta intelligenza era a bordo veicolo automatico, il quale aveva il layout in memoria ed era lui a trovare il percorso migliore, tra i punti di prelievo e deposito del carico.
Per il software di controllo traffico dei carrelli AGV, è meglio PC DOS, UNIX o Windows?
In quegli anni, la Noventus gestiva tutto tramite un PC 386 (poi 486 e poi Pentium), dove montava un sistema operativo proprietario RECO (REal time system COncept) che trasformava un PC DOS in un multiuser multitasking, gestiva delle schede multiseriali Digiboard con le quali comunicava con tutto il campo ed i device quali:
- rice trasmettitori a infrarosso per comunicare con i carrelli AGV
- host computer via linea seriale o via rete
- stampanti di codici a barre
- PLC
- Traslo elevatori
Quindi in quegli anni eravamo in grado di gestire tutto un sistema di movimentazione automatica, composto di carrelli AGV, convogliatori, traslo elevatori automatici, muletti manuali MGV (Manual Guided Vehicle) con radio terminale a bordo, bilance, stampanti e host conmputer con un solo PC, quindi a costi bassissimi.
Negli anni poi la Swisslog ha iniziato ad usare macchine RISK con sistema operativo UNIX, database ORACLE o INFORMIX, questi sistemi erano più stabili e più potenti, ma molto più costosi.
Con l’avvento di Windows NT, i sistemi software per il controllo del traffico dei carrelli AGV, si sono spostati su una interfaccia più user friendly, con il mouse, le finestre di Windows, dove gli utenti potevano muoversi più liberamente e si sentivano più a loro agio.
Le aziende più conosciute nel settore dei veicoli a guida automatica AGV o LGV
Negli anni 2000, ha iniziato a farsi strada un’altra azienda svedese, AGV Electronics (ora conosciuta come AGVE, del gruppo Muratec), nata dapprima come azienda di produzione di componenti elettronici per i sistemi di guida per i veicoli a guida automatica e poi ha iniziato a produrre i propri AGV con il proprio software di guida a bordo AGV e di controllo del traffico.
Negli stessi anni (anzi, un po’ prima), ha iniziato a farsi strada una software house svedese, NDC (conosciuta ora come KOLLMORGEN); questa software house ha sviluppato i propri componenti di controllo della navigazione del carrello AGV; ha sviluppato anche il proprio software di controllo del traffico AGV ed LGV e a bordo carrello.
Io ho avuto la fortuna di lavorare in questi periodi storici (dal 1997 ad oggi), con tutte queste aziende; sono diventato una delle poche persone ad essere addestrate in varie tecnologie; come la vecchia tecnologia dei sistemi Digitron e Swisslog; la nuova tecnologia del software AGV dell’azienda AGVE e nei sistemi software AGV di Kollmorgen.
Sono in grado di scrivere o ottimizzare il software di navigazione AGV o LGV ed il software di controllo traffico di entrambe queste aziende svedesi (entrambe lader nel settore) e quindi ho potuto accumulare un know how abbastanza vasto in vari settori merceologici e realtà aziendali.
I vari livelli del software dei sistemi per carrelli LGV
In questi 30 anni di esperienza sul campo, sono in grado di scrivere software per conto dell’azienda AGVE tramite l’applicativo LDK (Layout Definition Kit); che tramite un disegno Autocad, è in grado di esportare il codice ACE che serve alla navigazione del carrello a guida automatica.
Lato Kollmorgen, sono in grado di usare il Vehicle Application Designer, per far si che il carrello LGV possa navigare nel modo corretto; inoltre, tramite il software Layout Designer ed il software System Manager NG, sono in grado di creare un layout e gestire il traffico dei carrelli a guida automatica.
Tramite queste collaborazioni a livello internazionale, ho avuto la fortuna di lavorare presso aziende multinazionali in ambienti di lavoro e metodologie molto avanzate.
I tipi di navigazione: vantaggi e svantaggi
- Navigazione a guida magnetica. Questa è la navigazione storica degli anni 70, 80 e 90; qui viene tagliato il pavimento e viene annegato un doppino elettrico sul quale viene fatta scorrere della corrente alternata. Questa corrente genera un piccolo campo elettromagnetico che viene seguito dall’AGV. Tecnica invasiva nel pavimento e poco flessibile. Guida stabile e sicura da parte dell’AGV. Quando si tratta di fare delle modifiche di layout, o di funzionalità, bisogna ritagliare il pavimento e questo necessita di tempo e costi.
- Navigazione a guida ottica: simile alla guida magnetica, ma viene incollato a terra un nastro metallico che riflette la luce, è meno invasivo della guida magnetica in quanto non bisogna tagliare il pavimento, ma bisogna tenerlo pulito e non è adatto ad ambienti industriali sporchi. Se ci sono muletti manuali che passano sulla traccia ottica, potrebbero rovinarla con le proprie ruote.
- Navigazione a guida laser, si basa sull’installazione di riflettori lungo il layout ad una altezza adeguata all’altezza della testa laser girevole posta sull’AGV. Questa testa laser ruota molto velocemente ed in base alle riflessioni è in grado determinare la propria posizione in modo univoco. Questo tipo di navigazione ha il vantaggio di essere molto flessibile perché le modifiche del tracciato riguardano solo il software. I possibili svantaggi sono relativi al pavimento che deve essere sufficientemente piatto (altrimenti la testa laser molto inclinata manda il fascio di luce laser sopra o sotto i riflettori) e non ci devono essere ostacoli tra la testa laser ed i riflettori. Questa navigazione è adatta alla maggior parte degli ambienti industriali.
- Navigazione a codici QR, molto flessibile perché basta incollare a terra dei QR code, ma questi devono essere mappati correttamente nel layout, inoltre possono essere rovinati dal passaggio di muletti manuali che con le proprie ruote o facendo strisciare il pallet, possono rovinare irrimediabilmente il codice QR. Questo tipo di navigazione è adatta a layout non molto grandi (bisogna piazzare un codice QR ogni 1,5 metri con precisione millimetrica) e in ambienti puliti.
- Navigazione naturale, questa è la navigazione di ultima generazione, dove l’AGV “guarda” tramite i propri laser scanner di sicurezza, gli oggetti ed i contorni intorno alla sua area ed in base a questi è in grado di determinare la sua posizione. Questo tipo di guida è molto flessibile, ma è adatta solo ad ambienti dove i contorni non cambiano spesso (non si spostano o posano dei palle nelle vicinanze dell’area di guida del carrello a guida automatica e non camminano troppe persone nelle sue vicinanze).
- Navigazione a megnetini interrati nel pavimento, simile a quella dei QR code, ma il pavimento va bucato per poter inserire i magneti (uno ogni due metri) ha il vantaggio che non richiede una eccessiva planarità del pavimento e non si degrada al passaggio dei muletti manuali.
- Navigazione a RFID, simile a quella a magnetini, ma ogni dispositivo interrato ha un suo codice univoco e quindi bisogna avere un software adatto che possa gestire il cambio codice nel caso un RFID si rompa nel tempo.
Il futuro della navigazione dei carrelli a guida automatica
Ora la prossima sfida in questo settore, è rappresentata dai carrelli a guida autonoma, dove il carrello stesso decide in proprio dove andare e la gestione degli incroci; oltre a risolvere ed evitare possibili collisioni.
La guida autonoma delle automobili e quella dei carrelli AGV non è poi così diversa.