Una delle prime domande in un Progetto AGV è anche una delle domande a cui è più facile rispondere in modo errato: di quanti veicoli ha effettivamente bisogno la fabbrica? Acquistarne troppo pochi Veicoli a guida automatica (AGV) possono creare code, ritardi nel ciclo di produzione e nella consegna dei materiali. Acquistarne troppi aumenta l'investimento in attrezzature, lasciando al contempo una parte della flotta sottoutilizzata. La dimensione corretta della flotta di AGV non è quindi determinata solo dalla superficie o dalla distanza di trasporto. Wesar In genere, prima di definire il numero di AGV necessari, vengono valutati congiuntamente la domanda di produzione del cliente, i percorsi di trasporto, i punti di ritiro e consegna, la geometria del percorso, i tempi di attesa, i requisiti di ricarica, le interfacce delle apparecchiature e il takt di produzione richiesto.
Perché il dimensionamento di una flotta di AGV è più complesso di quanto si possa immaginare con una semplice formula?
Un calcolo approssimativo può fornire un punto di partenza, ma le fabbriche reali presentano ritardi che una semplice formula di distanza e velocità non può rappresentare appieno.
Perché il tempo di viaggio rappresenta solo una parte del ciclo?
Supponiamo che un AGV percorra 80 metri da un magazzino a una linea di produzione. Dividere la distanza per la velocità del veicolo può fornire una stima del tempo di percorrenza, ma ignora gran parte del ciclo operativo reale.
Il veicolo potrebbe aver bisogno di:
- attendere che un pallet diventi disponibile,
- allinearsi con la posizione di prelievo,
- sollevare o ricevere il carico,
- rallentare agli incroci,
- affrontare le curve,
- attendere una porta automatica o un ascensore,
- trasferire il materiale a destinazione,
- viaggiare vuoto verso il suo prossimo compito,
- o avviare un ciclo di ricarica.
Tutti questi eventi influenzano il numero di operazioni di trasporto che un AGV può completare all'ora.
Perché due percorsi identici possono richiedere flotte di dimensioni diverse?
Due fabbriche possono avere lo stesso percorso di trasporto ma richiedere un numero diverso di veicoli.
Una potrebbe avere corsie di marcia rettilinee e aperte con solo due punti di traslazione. L'altra potrebbe presentare curve multiple, incroci condivisi, interfacce con attrezzature di produzione e frequenti conflitti di traffico.
Il secondo sistema ha tempi di inattività maggiori, quindi ogni AGV completa un minor numero di cicli durante lo stesso turno.
Ecco perché il dimensionamento della flotta deve partire dall'intero processo logistico.
Quali fattori determinano il numero di AGV necessari a una fabbrica?
Il calcolo ingegneristico di Wesar tiene conto del flusso effettivo di materiali del cliente, anziché selezionare una quantità arbitraria di veicoli.
In che modo il ciclo di produzione influisce sulla quantità di veicoli a guida automatica (AGV)?
Il ciclo di produzione è uno degli input più importanti.
Se una linea richiede un nuovo pallet ogni cinque minuti, il sistema AGV deve supportare costantemente tale ritmo. Prestazioni medie non sono sufficienti se la flotta non riesce a soddisfare regolarmente i picchi di richiesta.
Il calcolo deve quindi tenere conto del numero di movimentazioni richieste all'ora, dei periodi di punta, dei turni di lavoro e dell'eventuale richiesta simultanea di materiali da parte di più linee di produzione.
L'obiettivo non è semplicemente quello di tenere occupati i veicoli a guida automatica (AGV). L'obiettivo è garantire che il materiale arrivi in base alla domanda di produzione.
Perché la lunghezza del percorso è importante?
Naturalmente, i percorsi più lunghi aumentano il tempo di ciclo, ma il dato importante è quello relativo all'intero percorso, carico e scarico inclusi.
Un AGV può viaggiare carico dal punto A al punto B e poi viaggiare vuoto verso un altro punto di prelievo. Questo spostamento a vuoto consuma comunque capacità della flotta.
Un calcolo professionale analizza quindi i circuiti di trasporto anziché limitarsi a considerare la distanza percorsa a pieno carico indicata sul plastico.
In che modo i punti di ritiro e consegna influiscono sul calcolo?
Ogni punto di aggancio introduce un tempo di elaborazione.
Il veicolo a guida automatica (AGV) potrebbe dover arrestarsi con precisione, rilevare il vettore, inserire le forche, sollevare il pallet, attendere la conferma dell'attrezzatura o scambiare segnali con i macchinari di produzione.
Un sistema con dieci punti di ritiro e consegna può quindi comportarsi in modo molto diverso da un semplice percorso navetta a due punti.
Anche la sequenza con cui questi punti generano i compiti influisce sull'assegnazione dei veicoli.
Perché le svolte, gli incroci e il traffico sono importanti?
Un percorso tracciato su un layout CAD può sembrare breve pur risultando, in termini di prestazioni operative, piuttosto lento.
In che modo le svolte incidono sul tempo di percorrenza?
I veicoli a guida automatica (AGV) generalmente riducono la velocità in curva o in prossimità di aree ristrette. Un percorso con molte curve a 90 gradi potrebbe quindi richiedere un tempo di percorrenza notevolmente maggiore rispetto a un percorso rettilineo di pari distanza.
Anche le dimensioni del veicolo contano. I veicoli a guida automatica (AGV) pesanti, ad esempio i carrelli elevatori, potrebbero richiedere spazi di sterzata più ampi e profili di velocità diversi rispetto ai robot mobili compatti.
Il team di Wesar tiene conto di questi dettagli del percorso quando valuta il tempo di ciclo, invece di presumere che l'AGV viaggi alla velocità nominale massima per l'intero tragitto.
Cosa succede quando più veicoli a guida automatica (AGV) condividono lo stesso percorso?
Con l'aumentare delle dimensioni della flotta, l'interazione tra i veicoli diventa più importante.
I veicoli a guida automatica (AGV) possono incontrarsi in corrispondenza di incroci, corridoi stretti, punti di interscambio condivisi, aree di ricarica, ascensori o porte automatiche. Software di controllo robot È possibile coordinare questi movimenti, ma la gestione del traffico richiede comunque tempo.
Aggiungere veicoli oltre un certo limite non significa necessariamente aumentare la capacità di trasporto in modo proporzionale. In un layout congestionato, una flotta sovradimensionata potrebbe semplicemente causare tempi di attesa più lunghi.
In che modo le operazioni di carico, scarico e le interfacce delle attrezzature influenzano le dimensioni della flotta?
Il trasferimento di materiale può consumare una parte significativa del ciclo di funzionamento dei veicoli a guida automatica (AGV).
Perché è necessario misurare il tempo di attracco?
Per un AGV a carrello elevatore, un ciclo di trasporto comprende più della semplice guida. Il veicolo deve avvicinarsi al pallet, posizionarsi, inserire le forche, sollevare il carico, uscire dall'area di prelievo e, successivamente, completare il processo inverso a destinazione.
Se ogni trasferimento richiede decine di secondi o diversi minuti, questo tempo deve essere incluso nel dimensionamento della flotta.
Lo stesso principio si applica al trasferimento tramite nastri trasportatori, alle interfacce tra macchine di produzione, alle scaffalature, agli elevatori, alle porte automatiche e ad altre apparecchiature.
Perché il tempo di attesa è importante?
A volte il veicolo a guida automatica (AGV) è pronto, ma il processo non lo è.
Una macchina potrebbe essere ancora impegnata a completare il ciclo precedente. Un nastro trasportatore potrebbe essere occupato. Un ascensore potrebbe servire un altro piano. Un operaio potrebbe non aver ancora liberato la postazione di prelievo.
Questi ritardi riducono l'effettiva disponibilità dei veicoli e dovrebbero essere presi in considerazione nella progettazione del sistema.
Come si dovrebbe includere la ricarica nei calcoli quantitativi degli AGV?
Un AGV non può trasportare materiale se non è disponibile per la ricarica o la manutenzione.
La ricarica automatica significa che il tempo di ricarica può essere ignorato?
NO.
La ricarica automatica semplifica la gestione della flotta, ma la gestione energetica incide comunque sulla capacità di trasporto disponibile.
Il team di ingegneri deve prendere in considerazione le ore di funzionamento, la capacità della batteria, i tempi di ricarica, la strategia di ricarica, l'intensità del carico di lavoro e la possibilità di effettuare la ricarica durante i periodi di inattività naturale.
Nei sistemi ad alto utilizzo, la strategia di ricarica può influenzare la necessità di un veicolo aggiuntivo.
Esiste una formula semplice per stimare la quantità di AGV?
Una stima preliminare può essere utile durante le prime fasi di pianificazione.
Cosa comprende un preventivo di base?
A un livello semplificato, gli ingegneri confrontano numero di cicli di trasporto richiesti con il numero effettivo di cicli che un AGV può completare durante lo stesso periodo.
Ad esempio, se la produzione richiede 20 consegne all'ora e un AGV può completare in modo affidabile cinque cicli completi all'ora in condizioni operative reali, il fabbisogno teorico inizia a essere di circa quattro veicoli.
Tuttavia, si tratta solo di un calcolo preliminare.
La progettazione effettiva deve tenere conto dei ritardi dovuti al traffico, dei tempi di ricarica, dei picchi di attività, degli squilibri nei percorsi, dei tempi di attesa delle attrezzature, dei tempi di manutenzione e del fatto che non tutti gli AGV saranno utilizzati in modo ottimale ogni minuto.
Per questo motivo, Wesar non si affida a un'unica formula fissa per definire le dimensioni della flotta.
Perché la simulazione è importante prima di definire il numero finale di AGV?
La simulazione aiuta gli ingegneri a individuare ciò che i calcoli statici potrebbero non rilevare.
È possibile che una flotta appaia adeguata sulla carta ma fallisca comunque?
SÌ.
Un utile esempio tratto dalla pianificazione di un magazzino AMR riguarda un sistema inizialmente progettato con 15 robot per il trasferimento di cartoni. La simulazione ha mostrato un utilizzo dei robot pari a circa il 95%, indicando che la flotta pianificata era insufficiente.
Dopo ulteriori simulazioneLa quantità è stata aumentata a 19 veicoli. La configurazione finale si adattava meglio all'efficienza di prelievo della postazione di lavoro e al ciclo di spedizione richiesto.
Questo illustra un punto importante: la quantità corretta di AGV è quella che soddisfa il processo, non il numero più piccolo prodotto da un'equazione teorica.
Che cosa può valutare la simulazione?
A seconda del progetto, gli ingegneri possono valutare la congestione del traffico, l'utilizzo dei veicoli, il completamento delle attività, la domanda di postazioni di lavoro, i tempi di attesa, la distribuzione delle attività e i colli di bottiglia prima che le attrezzature vengano completamente implementate.
Può inoltre contribuire a rispondere a un'altra importante domanda: se il problema debba essere risolto aggiungendo un altro AGV o migliorando la logica del percorso e delle attività.
A volte, una modifica della disposizione degli spazi può creare una capacità maggiore rispetto al semplice acquisto di un altro veicolo.
Come fa Wesar a determinare il numero di veicoli a guida automatica (AGV) necessari?
Wesar considera il dimensionamento della flotta di AGV come parte integrante della progettazione complessiva del sistema.
Di quali informazioni ha bisogno il team di ingegneri?
All'inizio di un progetto, il team raccoglie informazioni quali il tipo di materiale, il peso del carico, le dimensioni del mezzo di trasporto, i punti di ritiro e consegna, il tracciato del percorso, la frequenza di trasporto, i turni operativi, il takt time richiesto e le interfacce delle apparecchiature esistenti.
La lunghezza del percorso da sola non basta. Gli ingegneri valutano anche le curve, gli incroci, i punti di attesa, i tempi di attracco, i viaggi a vuoto, la ricarica e il traffico tra più veicoli.
In base a queste condizioni, Wesar è in grado di calcolare e, se necessario, simulare la flotta necessaria a soddisfare le esigenze logistiche del cliente.
Perché questo è meglio rispetto a scegliere prima la quantità di AGV?
Partire da una quantità arbitraria di veicoli può costringere il resto del sistema ad adattarsi alle attrezzature.
Partire dai requisiti logistici fa l'opposto: permette di progettare la quantità di veicoli, la selezione del modello, il percorso, il software e la strategia di ricarica in base al processo produttivo effettivo del cliente.
Cosa comprende il processo di assistenza per i progetti AGV di Wesar?
Il calcolo del veicolo è solo una parte di un progetto AGV.
Come si passa dalla fase di definizione dei requisiti alla fase operativa di un progetto?
L'ambito di servizio integrato di Wesar comprende pianificazione, progettazione, produzione, installazione e assistenza post-vendita.
In pratica, un progetto AGV può seguire un processo come il seguente:
- Analisi dei requisiti e del flusso dei materiali– confermare carichi, vettori, percorsi, stazioni, capacità di trasporto, takt e interfacce di sistema.
- Pianificazione e calcolo della flotta– Determinare i tipi di AGV idonei, la quantità preliminare di veicoli, i percorsi, la strategia di ricarica e i requisiti di controllo.
- Progettazione e validazione della soluzione– perfezionare il layout e, ove necessario, utilizzare la simulazione per verificare la produttività, l'utilizzo e i colli di bottiglia.
- Produzione di apparecchiature e integrazione di sistemi– preparare i veicoli, le apparecchiature di ricarica, il software e le interfacce necessarie.
- Installazione e messa in servizio– implementare il sistema in loco, configurare mappe e attività, integrare le apparecchiature e testare i flussi di lavoro di produzione effettivi.
- Assistenza post-vendita e ottimizzazione– Mantenere le prestazioni del sistema e adeguare le strategie operative in base alle variazioni del flusso dei materiali o dei requisiti di produzione.
Questo approccio olistico al processo è importante perché la quantità di AGV è strettamente connessa a ogni altra decisione di sistema.
Perché la quantità di veicoli a guida automatica (AGV) può variare con l'espansione di uno stabilimento?
Le dimensioni della flotta non sono necessariamente definitive.
È possibile aggiungere altri AGV in seguito?
Se il volume di produzione aumenta, i punti di trasporto cambiano o vengono aggiunte nuove linee di produzione, la flotta necessaria può variare.
Un'architettura scalabile per il controllo della flotta consente alle fabbriche di rivalutare il traffico, i percorsi, la ricarica e il volume delle attività prima di aggiungere veicoli.
Il punto fondamentale è ricalcolare il sistema anziché presumere che un aumento del 20% della produzione richieda automaticamente un 20% in più di AGV. Una migliore pianificazione o ottimizzazione dei percorsi potrebbe assorbire parte della domanda aggiuntiva, mentre un nuovo collo di bottiglia potrebbe richiedere una capacità maggiore di quanto suggerisca il solo aumento della produzione.
Conclusione
Non esiste una risposta universale alla domanda: "Di quanti AGV ha bisogno la mia fabbrica?"
Il numero corretto dipende dal ciclo di produzione, dagli spostamenti richiesti, dalla lunghezza del percorso, dai viaggi a pieno carico e a vuoto, dai punti di ritiro e consegna, dalle svolte, dagli incroci, dai tempi di trasferimento, dai tempi di attesa delle attrezzature, dal traffico della flotta, dalla ricarica e dalla disponibilità operativa.
Un semplice calcolo può fornire una stima iniziale, ma il dimensionamento definitivo della flotta dovrebbe basarsi sul reale processo logistico e, se necessario, essere verificato tramite simulazione.
Il team di professionisti di Wesar integra il calcolo quantitativo degli AGV nell'intero processo di progetto, dalla pianificazione e progettazione fino alla produzione, installazione, collaudo e assistenza post-vendita. L'obiettivo non è vendere il maggior numero possibile di veicoli, bensì configurare un numero sufficiente di AGV per soddisfare in modo affidabile il ritmo di produzione del cliente, evitando investimenti superflui in una flotta più ampia.
FAQ
1. Posso calcolare la quantità di AGV utilizzando solo la distanza del percorso e la velocità del veicolo?
No. Questi valori forniscono solo una parte del tempo di ciclo. Occorre considerare anche i tempi di prelievo e consegna, le svolte, gli incroci, i tempi di attesa, i viaggi a vuoto, la ricarica, i picchi di attività e il traffico tra gli AGV.
2. È più sicuro acquistare semplicemente uno o due AGV aggiuntivi?
Una capacità aggiuntiva può garantire la ridondanza, ma sovradimensionare la flotta senza criterio può aumentare i costi e persino creare ulteriore congestione del traffico. L'approccio migliore consiste nel calcolare la capacità necessaria e includere un margine operativo adeguato in base al progetto effettivo.
3. Wesar può calcolare la quantità di AGV necessari prima che il cliente effettui l'ordine?
Il dimensionamento della flotta è parte integrante del processo di pianificazione e progettazione delle soluzioni di Wesar. Il team di ingegneri valuta il flusso dei materiali del cliente, i percorsi, i punti di trasferimento, il ciclo di produzione e altre condizioni operative per determinare la configurazione e la quantità appropriate di AGV.
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