Siempre en movimiento: vehículos de guiado automático en la fábrica
Febrero 4, 2022
Se mueven silenciosamente por las plantas de producción, transportando mercancías y materiales exactamente al lugar donde se necesitan. En tiempos de creciente automatización, los vehículos de guiado automático (AGV) se utilizan cada vez con mayor frecuencia en la producción, la logística de almacén y las líneas de producción. Allí, contribuyen en gran medida a simplificar el trabajo diario al conservar los recursos y permitir un transporte de materiales más rápido.
La planta de Pepperl+Fuchs en Trutnov (República Checa) también utiliza sistemas AGV desde 2021. Stepan Potocek conoce los retos a los que se enfrentó el equipo durante la implantación y las ventajas que aportan los asistentes de producción automatizados. Como consultor Lean en las instalaciones de Trutnov, él y su equipo se dedican a conseguir procesos de producción más ágiles y eficientes.
Los empleados de esta planta de Pepperl+Fuchs estaban acostumbrados a las largas distancias a pie y a los tiempos de espera. La producción y los almacenes estaban repartidos en dos niveles, lo que significaba que todo el transporte de mercadería tenía que realizarse en ascensor. "Sólo había un ascensor en todo el edificio para manejar todo el flujo de materiales y para transportar la materia prima de la planta baja a la superior en un carro", recuerda Potocek. "No siempre era fácil que las cosas funcionaran bien". Cuando finalmente se decidió construir un nuevo edificio en Trutnov, el equipo de Lean Consultant se puso manos a la obra para optimizar los futuros procesos de producción y la logística desde la base, ahorrando distancias a pie evitables y, por tanto, mucho tiempo, todo ello en consonancia con el concepto de Lean Management.
Un camino claro para un nuevo concepto de producción
Tras una fase de construcción de un año, a mediados de 2020 se alcanzó el punto en el que la planta, que fabrica principalmente sensores de proximidad inductivos y sensores especiales, se había trasladado a unas instalaciones completamente a ras de suelo con una superficie de producción de 3.000 m², un almacén de 1.500 m² y 1.500 m² de instalaciones técnicas.
"Cinco meses antes, ya habíamos formado un equipo interno de seis personas que se centró en el análisis de las necesidades y la creación de un nuevo diseño de planta", dice Potocek, reflexionando sobre la fase inicial de planificación. El resultado fue un concepto de producción completamente nuevo en el que prácticamente todas las células de fabricación están dispuestas en forma de U, cada una con sus propios puntos de transferencia de materia prima, material Kanban y productos acabados. Dado que estas estaciones especiales están situadas directamente en la ruta de transporte principal, también se creó una base para el uso de AGV.
Además, el nuevo edificio cuenta con dos puertas de enrollar que conectan la producción con el almacén. "De este modo, los productos acabados y las cajas Kanban vacías pueden transportarse fácilmente en vehículos AGV a través de una puerta, y el material que aún debe procesarse a través de la otra puerta, situada en el centro de la nave de producción", añade. Esto crea un ciclo de producción bien pensado que permite el seguimiento automatizado basado en RFID del material Kanban entrante y saliente.
La base del nuevo concepto y, por lo tanto, también de la búsqueda de una solución AGV adecuada fue el mapa del flujo de valor, que el equipo ya había creado durante la fase inicial de planificación, explica Potocek: "Traza el futuro flujo de mercancías y muestra qué requisitos y necesidades surgen para diseñar los procesos de producción. A partir de este análisis, es posible deducir el número de cajas de transporte que se necesita para todo el proceso de producción y la distancia que nuestros vehículos autónomos deben recorrer por turno". Finalmente, esto dio lugar a una hoja de análisis exhaustiva que contrasta los requisitos de la solución con las tecnologías AGV disponibles.
Una difícil elección
La decisión de optar por un sistema alimentado por la red eléctrica o por baterías depende totalmente de la aplicación y los requisitos individuales. "Enseguida tuvimos claro", dice Potocek, "que buscábamos una solución lista para usar que no necesitara conocimientos especiales de programación y que pudiera integrarse fácilmente en nuestro nuevo concepto de planta."
Con el AGV LEO Locative se encontró rápidamente la solución adecuada. BITO-Lagertechnik Bittmann GmbH, la empresa alemana que está detrás de LEO Locative, ofrece soluciones AGV compactas y escalables para contenedores y cajas de cartón que pueden controlarse de forma descentralizada y, por cierto, no requieren WLAN ni una computadora principal. Gracias al guiado óptico, las órdenes de desplazamiento pueden transferirse fácilmente al AGV mediante marcadores ópticos en el suelo.
"En colaboración con la filial checa BITO skladovací technika CZ s.r.o., acabamos desarrollando un sistema completamente único en el que todos los componentes activos forman parte del AGV, mientras que las estaciones de transferencia actúan como componentes pasivos", señala Pavel Grund, que acompañó el despliegue desde el principio en calidad de ingeniero de soporte de pruebas de EMS. "Con este sistema, podemos mantener un entorno de producción flexible en el que se pueden realizar fácilmente ajustes a corto plazo en las operaciones de producción, sin tener que considerar conexiones de infraestructura electrónicas", añade Potocek.
Diseño y función combinados
Antes de poder incorporar el AGV al proceso de producción, hubo que tener en cuenta una serie de requisitos de diseño y funcionalidad. Por ejemplo, los AGV se equiparon con el sensor R2100 2-D-LiDAR de Pepperl+Fuchs para garantizar una detección fiable del entorno y evitar choques. "Nuestro sistema de posicionamiento PGV (Position Guided Vision) DataMatrix se utiliza para el seguimiento óptico del AGV", explica Grund. Consiste en un sistema de cámaras con una unidad de iluminación integrada, que detecta de forma confiable las cintas de color y las cintas de código DataMatrix adheridas al suelo, incluso en curvas cerradas. A su vez, el sensor de modo difuso de la serie GLV18 supervisa la operación de carga y envía una señal de inicio al AGV para que se dirija a la siguiente parada.
Pero eso no es todo: para tener en cuenta el principio Kanban, el sistema se ha ampliado con componentes adicionales, así como con un sistema RFID. Entre estos componentes se encuentra el sensor inductivo de la serie VariKont L, que detecta de forma fiable si el AGV está dentro o fuera de la estación de transferencia. Una vez allí, el sensor retro reflectante ML100 con supresión de fondo integrada supervisa la operación de carga y detecta si las cajas se han colocado correctamente para que no se caigan durante el transporte posterior.
Un cabezal de lectura/escritura RFID de la serie F190 y una interfaz de control IDENTControl se colocan a cada lado de las dos puertas enrollables. El vehículo de transporte tiene una etiqueta RFID que activa la apertura de la puerta enrollable en cuanto se acerca el AGV. Las cajas kanban también están equipadas con sus propias etiquetas RFID para poder controlar el flujo de material en todo momento.
De este modo, el equipo checo pudo desarrollar un concepto de intralogística inteligente en el que los largos desplazamientos y la búsqueda de materiales ya son cosa del pasado. Potocek lo resume así: "Gracias al AGV LEO Locative y a la tecnología de sensores perfectamente adaptada, no sólo ahorramos tiempo, sino que también reducimos muchas veces el riesgo de accidentes, de modo que ni las personas ni los materiales sufren ningún daño".
Fuente: Amplify, The Pepperl+Fuchs Magazine