ANT offre una funzione di evitamento ostacoli? (E quando utilizzarla?)

Sì, la nostra tecnologia ANT include una forma sicura e altamente configurabile di evitamento ostacoli chiamata SmartPass. Scopri di più su SmartPass ed esplora quando l’evitamento ostacoli ha davvero senso con questa guida dettagliata.

L’evitamento ostacoli è un requisito sempre più richiesto nei capitolati e nelle richieste di offerta per robot mobili. Ma cosa significa realmente nella pratica ed è sempre l’opzione più efficiente?

In questa guida spieghiamo:

• Che cos’è l’evitamento ostacoli
• Come si confronta con la guida su percorso virtuale
• Quando questi diversi approcci di navigazione sono appropriati
• In che modo la tecnologia SmartPass di BlueBotics colma il divario tra i due

Panoramica: come navigano i robot mobili

I veicoli automatizzati, come AGV e AMR, navigano generalmente in uno dei due modi seguenti:

1. Guida su percorso
I veicoli seguono un percorso, fisico (come un nastro magnetico) oppure virtuale (come nel caso della navigazione ANT).

2. Evitamento ostacoli
I veicoli determinano autonomamente i propri percorsi in modo dinamico e in tempo reale.

AGV vs AMR: qual è la differenza?

In generale, gli AGV seguono una qualche forma di percorso predefinito, mentre gli AMR analizzano continuamente l’ambiente per trovare autonomamente il proprio percorso.

La prova di questa differenza? Lo standard ANSI/RIA R15.08-1-2020, che definisce i requisiti di sicurezza per la progettazione e l’integrazione dei robot mobili industriali, afferma:

“La differenza fondamentale tra AGV e AMR è caratterizzata dal modo in cui attraversano l’ambiente operativo specificato. Un AGV attraversa automaticamente l’ambiente operativo seguendo percorsi guida predefiniti (virtuali o fisici) utilizzando l’evitamento delle collisioni, mentre un AMR attraversa l’ambiente rilevando gli ostacoli tramite sensori e modificando il percorso calcolando un tragitto libero da ostacoli attraverso lo spazio disponibile invece di utilizzare un percorso predefinito.”

Confrontiamo rapidamente il funzionamento della guida su percorso tipica degli AGV e dell’evitamento ostacoli tipico degli AMR.

Importante: i veicoli ANT driven possono utilizzare sia la guida su percorso virtuale sia la nostra versione dell’evitamento ostacoli (SmartPass), anche all’interno della stessa installazione.

Ora che abbiamo chiarito le differenze, analizziamo vantaggi e svantaggi dei due approcci.  

Un modo utile per confrontare questi approcci è osservare gli scenari ideali per ciascuno.

Quando ha senso utilizzare l’evitamento ostacoli?

L’evitamento ostacoli puro — in cui il veicolo crea continuamente il proprio percorso — può essere una scelta sensata se il robot è di piccole dimensioni e opera in un’area molto frequentata.

Un buon esempio è rappresentato dai robot per la pulizia, come quelli di Cleanfix. Questi robot devono normalmente coprire un’area prestabilita, ma l’ordine con cui la puliscono non è importante.

In ambienti come centri commerciali e aeroporti, la probabilità che i robot Cleanfix incontrino un ostacolo, in particolare una persona, è elevata. Se il robot si fermasse a ogni ostacolo (come farebbe un AGV), il pavimento non verrebbe mai pulito. In questo caso, l’utilizzo dell’evitamento ostacoli puro è una soluzione ideale.

Quando ha senso la guida su percorso?

La guida su percorso è generalmente più adatta agli ambienti industriali, come le applicazioni di movimentazione materiali in magazzini e impianti produttivi.

La chiave del successo? Personale ben formato in loco, in grado di accorgersi dei veicoli bloccati e di rimuovere rapidamente gli ostacoli che causano il blocco (o, ancora meglio, evitare che vengano creati).

Nel caso di veicoli di grandi dimensioni che trasportano carichi pesanti, la guida su percorso è un’ottima soluzione, poiché gli operatori tendono a sentirsi più sicuri quando il comportamento del veicolo è prevedibile e chiaramente definito.

La guida su percorso è inoltre particolarmente adatta ai siti con spazi limitati, come le fabbriche brownfield, dove aggirare gli ostacoli può rapidamente portare a situazioni di blocco (deadlock).

Il mito dell’efficienza dell’evitamento ostacoli

Nonostante le osservazioni sul campo riportate sopra, è molto diffusa la convinzione che l’evitamento ostacoli sia l’approccio più efficiente.

I clienti vedono AMR in video marketing altamente curati che si muovono in modo apparentemente intelligente e coordinato, e intuitivamente concludono che questo approccio debba essere più efficiente.

Nella maggior parte dei casi, però, non è così. Per quanto affascinante, l’evitamento ostacoli spesso offre prestazioni inferiori negli ambienti industriali.

I principali problemi del comportamento tipico degli AMR negli ambienti industriali sono:

1. Velocità inferiori

I veicoli che si basano principalmente sull’evitamento ostacoli tendono a muoversi più lentamente degli AGV che seguono percorsi predefiniti.

Gli AMR si muovono più lentamente perché analizzano continuamente l’ambiente e calcolano il percorso da seguire. Devono inoltre ridurre la velocità per reagire agli ostacoli e spesso percorrono tragitti più lunghi per aggirarli.

2. Minore efficienza della flotta

L’efficienza delle flotte basate sull’evitamento ostacoli è generalmente inferiore a causa dell’assenza di un controllo coordinato del traffico.

Gli AMR sono progettati partendo dall’evitamento ostacoli come comportamento principale, non da una gestione integrata del traffico.

In altre parole, operano in modo indipendente anziché ricevere informazioni da un software di gestione della flotta riguardo a blocchi, priorità e movimenti agli incroci.

3. Maggiore rischio di deadlock

La conseguenza di una gestione del traffico limitata è il verificarsi di deadlock. Gli AMR finiscono spesso per bloccarsi a vicenda, interrompendo i flussi logistici.

Alcuni fornitori cercano di ridurre questo rischio aggiungendo semplici regole di traffico all’evitamento ostacoli, come zone a senso preferenziale o aree di esclusione, ma questi accorgimenti producono generalmente benefici limitati.

Caso di studio: migliorare le prestazioni degli AGV nella produzione di pneumatici

Presso BlueBotics abbiamo visto centinaia di clienti finali scegliere tra la guida su percorso e l’evitamento ostacoli puro, e abbiamo osservato anche le conseguenze di queste decisioni.

Il risultato: nella maggior parte dei casi, la guida su percorso virtuale supportata da una solida gestione del traffico è molto più efficiente dell’evitamento ostacoli puro.

In un caso concreto, un produttore nordamericano di pneumatici gestiva una flotta di 37 robot mobili che operavano tutti utilizzando l’evitamento ostacoli puro (la tecnologia di navigazione era fornita da un’altra azienda, non da BlueBotics). L’utilizzatore finale era insoddisfatto delle prestazioni complessive del sistema, a causa di frequenti deadlock e di una generale inefficienza.

Questi robot sono stati successivamente equipaggiati con la navigazione ANT e il loro approccio di navigazione è stato modificato, passando dall’evitamento ostacoli a una guida su percorso virtuale solida e preprogrammata.

Risultato: la stessa flotta ha raggiunto una produttività maggiore con un numero inferiore di veicoli, semplicemente cambiando approccio di navigazione.

Il produttore di pneumatici ha potuto operare con sette AGV in meno e, nonostante questa riduzione, il sistema è oggi il 10% più produttivo rispetto a prima.

Per essere chiari, si trattava degli stessi veicoli. L’unica differenza era il passaggio dalla modalità di evitamento ostacoli alla guida su percorso virtuale.

Combinare i vantaggi della guida su percorso e dell’evitamento ostacoli

Sebbene l’evitamento ostacoli non sia chiaramente l’approccio ottimale per le applicazioni industriali, ciò non significa che la guida su percorso funzioni perfettamente in ogni situazione. Ad esempio:

• Il personale potrebbe lasciare oggetti lungo il percorso, bloccando il passaggio dei robot.
• Il personale potrebbe reagire troppo lentamente (o essere poco motivato) quando un veicolo si blocca e genera un allarme o una notifica.
• Gli utenti di AGV/AMR potrebbero orientarsi verso operazioni completamente automatizzate (“lights-out”) e quindi non disporre del personale necessario per gestire occasionali blocchi degli AGV.

In questi casi, lo scenario ideale sarebbe che il robot, normalmente guidato da un percorso virtuale, aggirasse intelligentemente il blocco per poi ritornare immediatamente sul proprio tragitto. In altre parole, il meglio di entrambi i mondi.

Con ANT integrato nel tuo veicolo, puoi ottenere esattamente questo tipo di funzionamento combinato grazie a una funzionalità chiamata SmartPass.

Che cos’è SmartPass?

SmartPass è una funzionalità avanzata della suite software ANT che aggiunge un evitamento ostacoli controllato alla guida su percorso virtuale.

In breve, combina:

• L’efficienza e la prevedibilità degli AGV
• Con la flessibilità degli AMR (quando necessario)

A differenza dell’evitamento ostacoli tipico degli AMR, SmartPass garantisce che tutte le manovre di aggiramento rimangano controllate, prevedibili e compatibili con l’efficienza complessiva della flotta.

Questo video spiega tutto:

Come funziona SmartPass

Invece di aggiungere una gestione del traffico di base a una funzionalità di evitamento ostacoli — approccio che diversi produttori di AMR hanno tentato di adottare con risultati limitati — SmartPass segue la strada opposta: aggiunge un evitamento ostacoli intelligente e configurabile alla modalità predefinita di guida su percorso virtuale della navigazione ANT.

Ciò significa che le potenti funzionalità di gestione del traffico del nostro software di gestione della flotta ANT server vengono applicate anche alle manovre di evitamento ostacoli effettuate tramite SmartPass.

Questo approccio offre tre vantaggi principali:

1. Movimenti ottimizzati per l’efficienza

• I veicoli che utilizzano SmartPass seguono il percorso più breve possibile per aggirare un ostacolo e ritornano immediatamente sul proprio percorso virtuale.
• I veicoli dotati di SmartPass si muovono più velocemente rispetto agli AMR tradizionali.
• Operazioni come il movimento delle forche o la comunicazione con le apparecchiature avvengono durante le manovre SmartPass, consentendo di risparmiare tempo rispetto al più tradizionale approccio sequenziale.
• Le manovre SmartPass vengono disabilitate nelle vicinanze dei punti di prelievo e deposito per garantire la massima precisione.

2. Riduce al minimo i deadlock

• I veicoli SmartPass non eseguono mai manovre di aggiramento nello stesso spazio e nello stesso momento — ad esempio quando due veicoli si trovano uno di fronte all’altro in una corsia stretta — riducendo al minimo il rischio di deadlock.
• I veicoli aggirano esclusivamente gli oggetti e mai altri veicoli, un’ulteriore causa frequente di deadlock.

3. Completamente configurabile

Sicuro e prudente, SmartPass è completamente configurabile per adattarsi alle esigenze di ogni cliente e di ogni sito. Il tuo team può definire, ad esempio:

• La distanza massima che un veicolo può percorrere allontanandosi dal proprio percorso virtuale.
• Le aree del sito (e persino singoli percorsi) in cui SmartPass non può essere utilizzato.
• Parametri specifici del veicolo, come la distanza esatta alla quale fermarsi prima di un ostacolo.

Quale modalità di navigazione dovresti scegliere?

Nella maggior parte dei casi, in BlueBotics consigliamo di scegliere la guida su percorso pura. Tuttavia, il seguente schema può aiutarti a scegliere — o a confermare — il tuo approccio.

Scenario 1. Se...

• L’ambiente è prevalentemente statico e ben controllato.
• È richiesto un elevato livello di coordinamento della flotta.
• La sicurezza è una priorità.

Scegli la guida su percorso virtuale.

Scenario 2: If…

• Si applicano tutti i requisiti sopra indicati.

• E inoltre esiste una ragionevole probabilità che oggetti possano bloccare il percorso dei tuoi robot.

Scegli la guida su percorso virtuale + SmartPass.

Scenario 3. Se…

• I veicoli devono coprire un’intera area e l’ordine con cui svolgono l’attività non è importante (ad esempio nel caso dei robot per la pulizia).

Scegli l’evitamento ostacoli puro.

Promemoria: tutte le modalità di navigazione descritte sopra sono disponibili all’interno delle impostazioni di configurazione del software ANT lab. La guida su percorso virtuale è l’opzione predefinita.

Vuoi determinare la strategia di navigazione più adatta al tuo veicolo?

I nostri ingegneri BlueBotics saranno lieti di approfondire questo argomento con te. Ti basta contattarci per organizzare una call.