Munkaerőhiány, költségnyomás és növekvő komplexitás formálja át az ipari intralogisztikát. Az AMR-ek (Autonomous Mobile Robot) egyre több területen jelennek meg megoldásként, ám a valódi autonómia, a gazdaságosság és az ember-gép együttműködés kérdései továbbra is hordoznak magukban kihívásokat. Dr. Bohács Gáborral, a Budapest Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Anyagmozgatási és Logisztikai Rendszerek Tanszékének tudományos főmunkatársával az autonóm mobil robotok gyakorlati alkalmazhatóságáról és jövőjéről beszélgettünk. 

GyártásTrend.: Az ipari termelésben egyszerre van jelen a munkaerőhiány, a költségnyomás és a növekvő komplexitás. Hogyan változtatta meg ez az intralogisztikával kapcsolatos elvárásokat és kihívásokat az elmúlt években?

Dr. Bohács Gábor: A felsorolt kihívások valóban egyre inkább relevánsak a termelésben, és ezeket az intralogisztika területén is megtapasztaljuk. A fentieket kiegészítve feltétlenül meg kell még említeni a gyors adaptálhatóság és rekonfigurálhatóság iránti igényt. Napjainkban a világban zajló folyamatokban a kiszámíthatatlanság, és a hektikusság minden területen egyaránt jelen van, előfordul, hogy a jól bevált nemzetközi kapcsolatok és ellátási láncok egyik pillanatról a másikra – geopolitikai döntések, nyersanyaghiány, egy új technológia megjelenése miatt –összeomlanak. Ezek az anomáliák a vállalatokat a működés során lényegesen nagyobb óvatosságra késztetik, illetve egyidejűleg extrém igényeket támasztanak a meglévő termelési és intralogisztikai struktúra gyors megváltoztatására. A vállalatok tehát gyorsan implementálható és egyidejűleg költséghatékony megoldásokat szeretnének a működésükbe integrálni. Kiemelten nagy igény mutatkozik a feladatok automatizált megvalósítására, hiszen a megfelelő képességű, képzettségű és tapasztalattal rendelkező, motivált munkaerő megtalálása, illetve hosszú távú megtartása egyre nehezebben teljesíthető. A munkaerőhiány tehát természetes módon növeli az feladatok automatizálásának igényét. 

„Ezt szokták úgy is fogalmazni, hogy a mi nyugdíjunkat egyre inkább a gépek fogják megtermelni.”

Nem ejtettem szót a növekvő komplexitásról. Ez nem a folyamatok lebonyolításában jelentkezik, inkább abban, hogy a gyors fejlődés miatt egyre több különböző technológiájú, elsősorban informatikai megoldást kell rendszerbe kapcsolva üzemeltetni. Egy német szakember fogalmazott úgy az Ipar 4.0 megjelenésének hajnalán, hogy mostantól 25 évig mindenki interfészt fog írni. Az egyedi megoldások és a rendszerek aránya növekszik, melyekben a mesterséges intelligencia is egyre inkább teret nyer. 

GyT.: Az AMR-ekről gyakran a rugalmasság és az autonóm működés kapcsán beszélünk. Szakértői tapasztalata alapján mi az, ami ipari környezetben valóban működő autonómiát jelent, és mi az, ami inkább csak ígéret?

B. G.:Az AMR egy nem könnyű téma, melyről a különböző szakemberek, elsősorban gazdasági érdekeiknek megfelelően nyilatkoznak. Ráadásul külsőleg ezek a robotok nagyon hasonlítanak az AGV-kre (Automated Guided Vehicle), a különbség a jellemző szenzorozottságban, illetve az irányító szoftverben rejlik, mely különösképpen a mozgáspálya jellemzőiben érhető tetten. Tehát a kérdést úgy lehetne átfogalmazni, hogy egy mobil platformot – mely egy egyszerű szállítótargonca, vontató, vagy tehermanipulációs eszközzel felszerelt berendezés is lehet –milyen szenzorokkal és szoftverrel kell ellátni, hogy egy adott környezetben, két pont között anyagmozgatási feladatot végezzen el. Elméletileg minden környezethez létezik olyan rendszer, mely két pont között megbízhatóan anyagmozgatási feladatot lát el és mobil platform alapú. Ez viszont gyakran egyedi megoldást jelent, speciális szenzorozottsággal ellátva, a fix pályás „AGV” és a szabad terület alapján tervező „AMR” üzemmódot kombinálva, kiegészítve egyéb anyagmozgatási rendszerkomponensekkel. Tehát rendszerint van megoldás, a kérdés, hogy ennek az ára mennyire van köszönöviszonyban a gazdaságossággal.

Megfordítva a kérdést, akkor lesz egy AMR alapú rendszer gazdaságos, ha kellően egyszerű kivitelben és alacsony költséggel tudunk egy komplex funkcionalitást biztosítani. Ehhez szükséges a környezet és az egységrakományok standardizálása, illetve a környezetben zajló gyártási és egyéb emberi tevékenységek kontrollálása. Ez tehát valójában egy megéri-e vagy nem kérdés. Ráadásul az elérhető piaci megoldások egyre „ügyesebbek”, tehát egy olyan feladatra, melyre néhány éve még nem volt rentábilis megoldás, lehet, hogy már közben kifejlesztettek egy megfelelőt. Nem egyszerű tehát a kérdés, a válaszom, hogy egy jól standardizált, egységrakományokat használó, kevéssé változó tereptárgyakkal rendelkező, legfeljebb alacsony kézi vezetésű anyagmozgató gépekből és gyalogosokból álló forgalom esetén viszonylag nagy eséllyel lehet megbízható rendszert kialakítani, míg ha a fentiek közül valamelyik nem teljesül, akkor a siker esélye a komplexitás növekedésével csökken. Ami talán a legnehezebb feladat, hogy egyedi, nagy méretű termékek összeszerelését egy változó szerelési területen hogyan lehet biztonságosan AMR berendezésekkel kiszolgálni.

GyT.: Egy AMR folyamatosan döntéseket hoz mozgás, útvonal és prioritások mentén. Melyek ma azok a döntési helyzetek, ahol az autonóm működés még mindig a legnagyobb kihívást jelenti?

B. G.: A teljesség igénye nélkül néhány olyan helyzetet említenék meg, melyek majdnem biztos, hogy kihívást jelentenek. Ilyen, ha a környezetben nagy számú olyan személy van jelen, aki a robot működését és korlátait nem ismeri, így akaratlanul is zavarja a működést. Ennek egy minősített esete, mely a hosszú távú sikeres AMR projektek majdhogynem kizáró tényezője, hogyha a környezetben lévő személyek a robotokat ellenszenvvel fogadják, és emiatt akadályozzák, illetve nem segítik a működést. Ha nem nyerjük meg a környezetben dolgozók támogatását a projekt számára, akkor az ellehetetleníti a működést. További kihívás az autonóm működésre a már meglévő AMR és AGV rendszerek jelenléte, ha ezek közös területen dolgoznak, nagyfokú navigációs autonómiával rendelkeznek, közös, kollaboratív irányítással viszont nem.

GyT.: A mesterséges intelligencia ma már az AMR-ek alapvető építőeleme. Hol látjuk a legnagyobb hozzáadott értékét a mindennapi ipari működésben – és hol tart még inkább kísérleti fázisban?

B. G.: A gépek navigációja területén mindenképpen jelen van. Ezen kívül az egyre inkább alkalmazott intelligens érzékelőkben is az AI növekvő szereppel rendelkezik. Végül ne felejtsük el a rendszerirányítást sem. Az AMR-ek rendszerszintű, intelligens irányítása csökkenti az üresjáratok számát, növeli a kihasználtságot és az üzembiztonságot. A felsorolt három területen az AI térnyerése már erősen jelen van, és folyamatosan növekszik. Kísérleti fázisban van viszont az ember-gép interakció területén. Erre még úgy látszik, nem jutott a fejlesztőknek energiája. Vannak ugyan már megoldások ezen a területen is, viszont itt még óriási a fejlődési potenciál. Ami pedig még abszolút nem kezdődött meg: az intelligens irányítás kiterjesztése az AMR rendszeren túlra, vagyis tényleges intelligens, öntanuló irányítás a teljes anyagmozgató rendszerre. Ez a terület is még gyerekcipőben jár. 

GyT.: Egy AMR megbízhatóságát nagyban meghatározza, mennyire „érti” a környezetét. Mitől válik egy robot valóban környezettudatossá, és milyen szerepe van ebben a szenzorok és a gépi látás együttműködésének?

B. G.: A környezettudatosság ebben a kontextusban nem egy „zöld” fogalom, hanem a robot  azon képessége, melynek segítségével a környezet jellemzőit „megérti”. 

“A robot azáltal válik környezettudatossá, hogy rendelkezik a megfelelő érzékelőkkel és feldolgozó szoftverekkel.” 

Jó a kérdés, mert a gépi látás csak egy eszköz a problémák kezelésére, a jó megoldáshoz leginkább nem egy szenzor intelligenciájának minden határon túl történő fejlesztése, hanem szenzor fúzión át vezet az út. A lézer scannerek és a kamerák jellemzően jól kiegészítik egymást, de több különböző típusú kamera kombinálása is javíthatja a felismerőképességet.

GyT.: Az AMR-ek egyik legnagyobb ígérete, hogy biztonságosan működnek emberekkel közös térben. Hol húzódik ma a határ a biztonság, a hatékonyság és a túlzott óvatosság között?

B. G.: Mint már korábban is említettem, az AMR-ek akkor lehetnek csak sikeresek, ha a környezetben lévő emberek támogatók, illetve „robot tudatosak”, vagyis ismerik a gépek működését és korlátait. Az emberek viszont nagyon különbözők, sőt egy embernek is lehetnek rossz napjai. Ezt a munkavédelem sokszor túlzott óvatossággal kezeli – hangsúlyozom, hogy a túl laza szabályok is kerülendők –, ami a termelékenységet is visszafogja. A megoldás szerintem az lesz majd egy szép napon, hogy az intralogisztikai rendszerekre is rendelkezésre fognak állni olya monitoring és asszisztens rendszerek, melyek ugyanúgy figyelik és segítik a környezetben dolgozókat, mint egy modern autó a gépjárművezető viselkedését, és ezeknek a rendszereknek a használata a szabványokban, előírásokban is megjelenik majd. Ma a szabványt betartva kellően biztonságos rendszer érhető el, ám a jelenlegi szabályozás a gépek teljesítményét visszafogja, ez tény. 

GyT.: Ipari környezetben az AMR-ek ritkán egyedül dolgoznak. Milyen új kihívásokat és lehetőségeket hoz a flottaszintű működés az autonóm logisztikában?

B.G.: Ha a gépeket nemcsak külön autonóm irányítással, hanem flotta szinten vezéreljük, az mindenképpen előnyös, hiszen a működés optimalizálásával a rendszeren belüli veszteségidők csökkennek, a priorizálással a késések csökkennek, illetve a rendszer anyagmozgatási teljesítmény növekszik. Kihívást jelent a flottairányításban, hogy egy optimális rendszerirányítás a környezet vagy a termelés jellemzőit mennyire tudja lekövetni, tehát hogy néhány év, és sok termelésben- és a környezetben elvégzett változtatás után is optimális legyen. Ez nagy kihívás, ahogy a különböző, saját irányítással rendelkező AMR rendszerek együttes irányítása is.

GyT.: Ha előre tekintünk 5–10 évre: mely technológiai fejlődési irányok változtathatják meg leginkább az AMR-ek szerepét az ipari logisztikában?

B.G.: Szerintem a szerepük nem fog változni, vagyis az A-ból B-be anyagszállítás vagy az állványkiszolgálás megmarad. Lesznek viszont új területek: az AGV és AMR-ek összemosódásához hasonlóan közelíteni fog a mobil és az ipari csuklókaros robotok területe is. Vagyis én azt várom, hogy az AMR-ek egy kisebb része egyre komplexebb robotkarokkal legyen felszerelve, és így egyre bonyolultabb feladatokat tudjon ellátni. Ne felejtsük el a humanoid robotok területét sem, ezek is az intralogisztikai rendszerek részévé fognak válni, közelíteni fognak az AMR területhez, lesznek közös alkalmazások. Ezen kívül a szerviz robotika más területein dolgozó berendezések (pl. járőr vagy megfigyelő, karbantartó robotok) fejlődése is sok érdekes megoldás létrejöttét fogják eredményezni az AMR-ekkel. Tehát a legfontosabb fejlődési irány, hogy az AMR nem egy önálló kategória lesz, hanem egy általános robot kategória része, mely komponens szinten fogja az emberrel együtt dolgozó, automatizált intralogisztikai rendszereket szolgálni.

GyT.: Egyetemi emberként hogyan látja: mi az a tudás vagy szemlélet, amelyet ma az AMR-ek kapcsán az ipar még alulértékel, de hosszú távon döntő jelentőségű lesz?

B.G.: Szerintem a kreativitás, mint szemlélet emelhető ki, amelyre a legnagyobb szükség lesz. Hogyan látható el egy új feladat a meglévő eszközökkel, hogyan használhatom –  rekonfiguratív módon – a meglévő eszközöket. Ez a terület elég alulértékelt, hiszen most általában azt tapasztaljuk, hogyha van egy új feladat, akkor ahhoz megpróbálják a lehető legjobb technológiát megtalálni, mely legtöbbször egy új berendezés. Ez az emberiség globális lehetőségeit tekintve elég pazarló szemlélet, mely nyilván változni fog. 

Tudás terén a korszerű megoldások és korlátaik ismeretét emelném ki. Mivel azonban a technológia borzasztóan gyorsan változik, amire még szükség lesz, az a józan mérnöki szemlélet illetve a létrejövő tudás vállalaton belüli menedzsmentje, mely lehetővé teszi, hogy az egyszer már régebben elkövetett hibák ne ismétlődjenek meg újra. Egy ilyen rendszer kialakítását sem szabad elhanyagolni, mert az egyre élesebb versenyben kulcsfontosságú lesz. 

Képek forrása: GyártásTrend