Nhu cầu về Robot di động tự động (AMR) và Xe tự hành dẫn đường (AGV) đang bùng nổ khi tự động hóa công nghiệp
tiếp tục cất cánh. Những cỗ máy thông minh này đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất, cho phép sản xuất linh hoạt và đảm bảo an toàn lao động. Tuy nhiên, các nhà sản xuất và nhà tích hợp hệ thống phải đối mặt với những thách thức đáng kể trong việc phát triển và triển khai nhanh chóng những robot này trước số lượng tùy chọn ngày càng tăng trên thị trường và yêu cầu ngày càng thay đổi của khách hàng.
Thị trường AMR và AGV tiếp tục mở rộng trong những năm gần đây, đặc biệt là trong các lĩnh vực sản xuất, hậu cần và kho bãi. Theo các nhà nghiên cứu thị trường, các lô hàng robot di động đã tăng 53% vào năm 2022 và dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng với tốc độ khoảng 50% mỗi năm trong năm năm tới. Sự tăng trưởng này không chỉ phản ánh nhu cầu của thị trường đối với công nghệ tự động hóa mà còn phản ánh nhu cầu cấp thiết của ngành sản xuất trong việc cải thiện năng suất và tính linh hoạt.
Tuy nhiên, với sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường, các nhà sản xuất AMR và AGV phải đối mặt với một số thách thức. Một mặt, họ cần liên tục đổi mới để cung cấp các tính năng và giải pháp mới đáp ứng nhu cầu của khách hàng; mặt khác, họ cũng cần tập trung vào thời gian đưa sản phẩm ra thị trường để đảm bảo sản phẩm của họ có thể thâm nhập thị trường nhanh chóng và chiếm lĩnh vị trí dẫn đầu.
Những thách thức trong phát triển Robot di động
Các nhà sản xuất và nhà tích hợp hệ thống phải đối mặt với một số thách thức trong quá trình phát triển robot di động. Đầu tiên, thiết kế, sản xuất và tích hợp robot di động là một quá trình phức tạp đòi hỏi đầu tư đáng kể về thời gian, công sức và chuyên môn. Thứ hai, khi công nghệ tiếp tục phát triển và các giải pháp và công nghệ mới xuất hiện, các nhà sản xuất cần phải liên tục học hỏi và thích nghi với các xu hướng công nghệ mới. Cuối cùng, do bản chất đa dạng và thay đổi của nhu cầu thị trường, các nhà sản xuất cần có khả năng phản ứng nhanh chóng với nhu cầu của khách hàng và cung cấp các giải pháp tùy chỉnh.
Để đáp ứng những thách thức này, các nhà sản xuất và tích hợp hệ thống cần tìm ra một giải pháp linh hoạt, hiệu quả và dễ tích hợp. Các giải pháp mô-đun, như một xu hướng công nghệ mới nổi, cung cấp những ý tưởng và phương pháp mới để phát triển robot di động.
Các giải pháp mô-đun đẩy nhanh quá trình phát triển AMR và AGV
Giải pháp mô-đun chia nhỏ các hệ thống phức tạp thành các mô-đun độc lập, mỗi mô-đun có chức năng và giao diện cụ thể, mang lại ba lợi thế chính:
Tính linh hoạt: Các mô-đun khác nhau có thể được kết hợp nhanh chóng để phù hợp với nhiều nhu cầu của khách hàng và các tình huống ứng dụng khác nhau.
Tích hợp dễ dàng: Giao diện và giao thức chuẩn hóa giữa các mô-đun giúp tích hợp với các hệ thống hoặc thiết bị khác một cách đơn giản.
Khả năng mở rộng: Khi công nghệ tiến bộ và thị trường thay đổi, các mô-đun hoặc chức năng mới có thể dễ dàng được thêm vào để mở rộng khả năng của hệ thống.
Trong quá trình phát triển AMR và AGV, các giải pháp mô-đun có thể đơn giản hóa đáng kể quá trình phát triển và đẩy nhanh thời gian đưa sản phẩm ra thị trường.
Ví dụ.
Rexroth cung cấp bộ công cụ robot ROKIT và bộ công cụ tự động hóa ctrlXAUTOMATION như một giải pháp mô-đun hoàn chỉnh. Các giải pháp bao gồm các thành phần phần mềm và phần cứng xử lý định vị, điều hướng và chuyển động cho nhiều loại xe. Với giải pháp này, các nhà sản xuất có thể nhanh chóng chế tạo robot di động đáp ứng nhu cầu của khách hàng và giảm đáng kể thời gian đưa sản phẩm ra thị trường.
Bộ ROKIT bao gồm các thành phần phần cứng và phần mềm tiên tiến xử lý chính xác nhu cầu định vị, điều hướng và điều khiển chuyển động của mọi loại xe. Hệ điều hành thời gian thực dựa trên Linux, giao diện mở được chuẩn hóa, kỹ thuật lập trình linh hoạt, cũng như kỹ thuật dựa trên Web và khả năng kết nối IoT toàn diện, giúp giảm đáng kể khối lượng công việc của thành phần và kỹ thuật, đồng thời tăng hiệu quả lên tới 30% đến 50%.
Hợp tác và trao đổi dữ liệu
ctrlX AUTOMATION dựa trên các tiêu chuẩn mở như EtherCAT, OPC UA, MQTT, VDA 5050, v.v., đảm bảo khả năng tương thích và khả năng tương tác với các hệ thống khác nhau. Và bộ ROKIT cung cấp cho người dùng tính linh hoạt tuyệt vời nhờ khả năng tương thích với các PC, hệ điều hành và máy quét laser đã được thiết lập.
Về mặt trao đổi dữ liệu, các thành phần ROKIT như Locator, Navigator và Motor có thể được kết nối liền mạch với nền tảng điều khiển ctrlX CORE và truyền dữ liệu hiệu quả thông qua kiến trúc ứng dụng của nó. Ngoài ra, công nghệ lớp dữ liệu của ctrlX đảm bảo trao đổi dữ liệu nhanh chóng và chính xác giữa dữ liệu quy trình và các chức năng an toàn.
Yêu cầu lập trình
Việc triển khai các thành phần AMR và AGV không yêu cầu kiến thức lập trình chuyên sâu. Giao diện người dùng đồ họa trực quan và dễ sử dụng của aXessor giúp rút ngắn đáng kể thời gian đưa sản phẩm ra thị trường và cho phép người dùng tập trung vào logic kinh doanh cốt lõi của dự án.
Kiến trúc phần mềm mở và ứng dụng
Kiến trúc phần mềm mở của ctrlX AUTOMATION cho phép các nhà phát triển tự do lựa chọn ứng dụng mong muốn hoặc sử dụng bất kỳ phần mềm nguồn mở nào. Phần mềm tự phát triển cũng có thể chạy trên nền tảng điều khiển, trong khi các chức năng từ tất cả các ngôn ngữ lập trình phổ biến có thể được chuyển đổi thành các ứng dụng có thể phân phối và vận hành thông qua ctrlX Store.
Yêu cầu an toàn
Đối với các yêu cầu về an toàn của AMR và AGV, ctrlX AUTOMATION và ROKIT Motor cung cấp các giải pháp toàn diện. Với kết nối EtherCAT fail-safe (FSoE), mọi thông tin an toàn đều được trao đổi đáng tin cậy và an toàn chức năng theo hiệu suất loại d được thực hiện. Ngoài ra, giải pháp an toàn ctrlX SAFETY cung cấp các giao diện và mô-đun cần thiết để hỗ trợ tính toán số học an toàn và đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.
Dễ dàng thực hiện
Người quản lý nhà máy có thể dễ dàng tích hợp AMR và AGV mà không cần thay đổi cơ sở hạ tầng tốn kém. Phần mềm định vị bằng laser của Robit Locator xác định vị trí của xe theo thời gian thực và tự động tạo bản đồ môi trường mà không cần thay đổi bất kỳ cấu trúc hiện có nào.
Các thành phần robot và tự động hóa không chỉ đơn giản hóa quá trình phát triển, đưa vào vận hành và kỹ thuật của hệ thống xe tự hành mà còn rút ngắn chu kỳ phát triển bằng cách giảm đáng kể số lượng thành phần, không gian lắp đặt, giao diện và cáp cần thiết thông qua thiết kế tích hợp cao và nhỏ gọn. Với giải pháp này, cấu trúc của AGV có thể được định hình lại thành công để đơn giản hơn và linh hoạt hơn, đáp ứng nhu cầu cao về tự động hóa và trí thông minh trong các nhà máy trong tương lai.