Por Juhani Pelttari, Senior Manager, Business Development, Murata
La llegada de la Industria 4.0 ha sacudido con éxito los sectores de la fabricación, la logística y el procesamiento industrial, permitiendo importantes aumentos de la productividad, la eficiencia operativa y la calidad de los productos. Gracias al aumento de los niveles de automatización, no solo puede evitarse el gasto que supone tener a los operarios realizando tareas engorrosas, sino que también pueden obtenerse otros muchos beneficios: instalaciones capaces de funcionar las 24 horas del día, eliminación de errores costosos y mayor seguridad, entre otros. Además, se puede mejorar la cualificación del personal. Los aspectos tediosos de su trabajo pueden descargarse en robots para que puedan centrarse en asuntos más importantes en los que su experiencia se aprovechará mejor.
Los vehículos de guiado automático (AGV-Automated Guided Vehicles) se han convertido en parte integrante de los esfuerzos en curso de automatización en todo el mundo. Surgidos hace más de dos décadas, ahora se encuentran en muchas fábricas y almacenes modernos, ayudando a las actividades logísticas y de entrega que deben llevarse a cabo a diario. A medida que ha disminuido el volumen de la inversión financiera, ha aumentado el número de unidades utilizadas. Según un informe reciente de la empresa de análisis Statista, en 2025 debería haber 270.000 unidades en funcionamiento.
Aunque la popularidad de los AGV está creciendo, hay que reconocer que estas unidades siguen teniendo limitaciones. En primer lugar, su funcionamiento viene definido por un software preprogramado. Eso está bien cuando todo sucede según se espera, pero no siempre será así. Si se produce algún tipo de problema, no tienen capacidad para responder a él.
Un AGV recorrerá una ruta predeterminada, sin desviarse de ella. Por consiguiente, si algo se interpone en su camino, lo único que puede hacer es detenerse, lo que provoca frustrantes retrasos en la producción. Como suelen ser bastante voluminosos y pesados, a menudo será necesario tenerlos totalmente separados de las zonas en las que haya personas, para evitar posibles accidentes mortales. Lamentablemente, esto limita su utilidad, sobre todo en la fabricación de lotes variables, donde los trabajadores de producción necesitan disponer continuamente de diferentes componentes para su montaje manual. En tales escenarios, la adaptabilidad será un atributo muy requerido.
También hay que mencionar que la carga de AGV es algo problemática. Normalmente, será necesario que un operario enchufe la unidad a un punto de carga específico al final de su turno, para que la batería pueda recargarse. Esto, una vez más, hace necesaria la intervención humana. Además, significa que cada AGV tendrá un tiempo de inactividad bastante considerable, lo que podría, en consecuencia, reducir la productividad del lugar en el que se empleen estas unidades.
Los avances en el campo de la automatización han dado lugar a una nueva generación de robots móviles, con la perspectiva de que los AGV convencionales sean sustituidos por robots móviles autónomos (AMR-Autonomous Mobile Robots) más inteligentes. En términos sencillos, los AMR tienen cierto grado de inteligencia, algo que no se encuentra en los AGV. Gracias a los datos obtenidos de los numerosos sensores y dispositivos de imagen que incorporan, estas unidades son capaces de comprender mucho mejor el entorno que les rodea. Esto les permite adaptarse a situaciones cambiantes.
Aunque la adopción de AMR es todavía incipiente, hay claros indicios de que esta tecnología se impondrá con fuerza en los próximos años. A principios de la década, el mercado mundial de AMR generaba unos modestos ingresos anuales de 2.000 millones de dólares, pero se prevé que a finales su valor supere con creces esa cifra, alcanzando los 12.400 millones de dólares en ingresos anuales. En los últimos tiempos, varios minoristas de venta online de alto perfil han realizado importantes inversiones en tecnología AMR, implementando despliegues masivos en sus centros de reposición. Además de su interés en los contextos de fabricación y almacenamiento, es probable que en un futuro próximo los AMR se utilicen también para prestar servicios de reparto, así como en la agricultura y la sanidad inteligentes.
A diferencia de los vehículos autoguiados, los AMR no se limitan a seguir rutas fijas. Aplicando sus sofisticados algoritmos de navegación a los datos adquiridos por los sensores, pueden calcular la ruta óptima para completar el trabajo del que son responsables. Cuando llegan a cada uno de los destinos de su ruta, pueden utilizar su hardware de imagen integrado para escanear el código QR y averiguar así qué artículos hay que llevar allí, para reponer una celda de fabricación o para enviarlos fuera del almacén. A partir de los datos cartográficos a los que tiene acceso, el AMR puede determinar el lugar al que debe dirigirse para llevar a cabo la nueva tarea que se le ha asignado. Una vez hecho esto, se dirigirá al siguiente punto de su ruta y comenzará la siguiente tarea que se le haya asignado.
Los AGV se adaptan mucho mejor a los sistemas de producción en celda, ya que pueden utilizar su inteligencia para controlar mejor sus movimientos y ser conscientes del entorno que les rodea. Aunque los AGV pueden representar un riesgo para la seguridad, los AMR se adaptan mucho mejor a la presencia de operarios humanos. Tienen la percepción necesaria para alterar su ruta si se determina que alguien se interpone en su camino.
Además, a diferencia de los AGV, los AMR ofrecen la posibilidad de recargarse sin necesidad de personal. Al disponer de áreas designadas donde se puede realizar la carga inalámbrica, los AMR pueden simplemente ir a la más cercana de estas áreas mientras no estén en uso y beneficiarse de recargas de «oportunidad de carga» más cortas. Esto significa que pueden funcionar casi 24 horas al día, 7 días a la semana, cargando sólo cuando hay un periodo adecuado para ello y volviendo a estar disponibles rápidamente en cuanto se requieren sus servicios.
| AGV | AMR | |
| Método de desplazamiento | Sigue una ruta marcada (sin desviarse) | Se desplaza de forma autónoma (por lo que no se limita a rutas establecidas) |
| Ruta seguida | Totalmente fija sin ninguna adaptación en tiempo real | Calculará automáticamente una ruta optimizada (basada en los datos que ha adquirido) |
| Coexistencia con personas | No posible | Fácilmente alcanzable
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| Respuesta ante un obstáculo | Debe detenerse hasta que el obstáculo desaparezca | Puede identificar un obstáculo y calcular una ruta alternativa para sortearlo |
| Recarga | Debe ser enchufado por un operario y desenchufado una vez finalizada la recarga | Es capaz de volver a la zona de carga (sin supervisión) y recargarse mientras no se le requiera para realizar tareas. |
| Disponibilidad | Afectada por periodos de carga prolongados | Funcionamiento 24/7 gracias a la carga de oportunidad |
Además de sus capacidades de imagen, los AMR deben disponer de funciones de medición inercial para facilitar un posicionamiento y una navegación precisos. De este modo, no será necesario recurrir a los datos GPS en lugares donde la recepción de la señal sea difícil. Por eso es esencial incorporar acelerómetros, giroscopios e inclinómetros en los diseños de los sistemas AMR. Para garantizar la rentabilidad y la compacidad, normalmente se especifican dispositivos basados en MEMS.
Para apoyar a los equipos de ingeniería en su trabajo de desarrollo AMR/AGV, Murata ofrece unidades de prueba MEMS. A través de ellas, se puede obtener una mejor comprensión de las capacidades funcionales de sus giroscopios, inclinómetros y acelerómetros multieje basados en MEMS. El dispositivo sensor MEMS que se examina se conecta a la placa de evaluación mediante una placa de circuito impreso base de chip o utilizando una placa de interfaz externa. Existe una gran variedad de opciones de placas con numerosas combinaciones de sensores. Los datos de salida del sensor se muestran en una interfaz gráfica de usuario (GUI) basada en Java. Todos los datos adquiridos se registran para su posterior análisis.
Definir un mañana más automatizado
En conclusión, gracias a su capacidad para reaccionar rápidamente a los cambios de situación, los AMR favorecen la flexibilidad de las operaciones. Aumentan la eficacia y no suponen una amenaza para la seguridad de las personas. Esto es especialmente importante en instalaciones con alta variedad de configuraciones de producción u otros lugares en los que se requiera un enfoque versátil y una interacción humana más estrecha. Dicho esto, seguirá habiendo circunstancias en las que será aplicable el uso de AGV, principalmente en lugares con flujos de producción de baja mezcla totalmente automatizados y en los que se requiera el transporte de grandes volúmenes de materiales/componentes.
Al disponer de una fuente para todas las tecnologías apropiadas de detección, batería, alimentación/carga y conectividad inalámbrica, los fabricantes de equipos originales podrán crear unidades AMR/AGV que demuestren plena eficacia en la ejecución de las tareas asignadas. Murata es capaz de suministrar los componentes necesarios en ambos casos y continúa realizando innovaciones tecnológicas en este campo.
