Por Beth Stackpole
Los robots autónomos recorren los pasillos de bodegas gigantescas para recuperar artículos o apilar y descargar palés. Los brazos del robot mueven piezas de una celda de trabajo a la siguiente o realizan alguna soldadura básica. Una unidad de control semiautónoma y un combo de brazo robótico de 6 ejes se desplazan para manejar los servicios de desinfección COVID-19 sin poner en peligro vidas humanas.
Salude a la fuerza laboral robótica de próxima generación: un grupo diverso de robots móviles altamente inteligentes capaces de realizar tareas que no son posibles con la tecnología de robots más antigua y hacerlo en colaboración directa y segura con los humanos. Si bien los robots industriales han sido parte de la mezcla de automatización durante décadas, los avances clave en sensores, inteligencia artificial (IA), software, visión artificial y detección y rango de luz (LiDAR), entre otras tecnologías, se están fusionando para potenciar una categoría emergente de Robots móviles y colaborativos más capaces que son más fáciles de programar, menos costosos de implementar y mucho más flexibles en los tipos de tareas que pueden realizar. Las empresas ya están implementando robots móviles para aumentar la eficiencia en el movimiento de productos y materiales, para ayudar en el proceso de selección, para facilitar la clasificación y para realizar tareas de ensamblaje mundanas para liberar a los colegas humanos para que se concentren en trabajos de mayor valor.
El robot colaborativo Motoman HC20XP se pone a trabajar en una aplicación de paletizado.Imagen cortesía de Motoman / Yaskawa.
"Las empresas grandes y pequeñas están luchando por encontrar la manera de volver a la producción total y aún mantener el distanciamiento social ... y esta clase de robot puede trabajar muy cerca de los trabajadores humanos", señala Joe Campbell, gerente senior, marketing estratégico y desarrollo de aplicaciones y el jefe de Norteamérica de Universal Robots. "El concepto de inversión incremental en automatización es exclusivo del espacio colaborativo y vemos que las empresas se dan cuenta de eso, todo exacerbado por el COVID-19".
Categorías y casos de uso
Los robots móviles se clasifican típicamente en una de dos categorías: 1) Robots más pequeños y livianos que pueden moverse fácilmente de una línea a la siguiente o entre celdas de trabajo y operar de manera segura cerca de los humanos; y 2) robots móviles autónomos (AMR), que utilizan hardware de detección, software, visión artificial, inteligencia artificial y otras tecnologías para operar con una gran autonomía.
A diferencia de los robots industriales convencionales que generalmente se fijan a una línea o celda de trabajo en particular, realizan tareas muy repetitivas y necesitan estar acordonados detrás de una jaula para garantizar un funcionamiento seguro, los robots colaborativos (cobots) son más livianos y tienen más versatilidad. Esta nueva clase de robot puede compartir de forma segura un espacio de trabajo con los empleados, es relativamente simple de programar e implementar, y puede imitar acciones humanas con cargas útiles y alcance similares. Los cobots encuentran trabajo haciendo tareas repetitivas o peligrosas con posibilidades de causar lesiones, desde paletizar hasta atender máquinas. Como tal, se proyecta que el mercado de cobots, valorado en $ 649,1 millones en 2018, aumentará a una tasa de crecimiento anual calculada (CAGR) del 44,5% entre 2019 y 2025, según Grandview Research. Este crecimiento está impulsado por innovaciones avanzadas, etiquetas de precios decrecientes y una creciente necesidad de tener más flexibilidad en la automatización.
La oferta basada en suscripción de InVia combina robots AMR con software de optimización impulsado por IA para mejorar las operaciones y el cumplimiento en las bodegas o almacenes.Imagen cortesía de InVia Robotics.
Comparativamente, los AMR son mucho más sofisticados, están equipados con sensores e inteligencia a bordo que ayudan al robot a comprender su entorno operativo y navegar la congestión, ya sean personas, palés o montacargas. Mientras que los AGV son buenos en tareas y movimientos repetitivos y altamente controlados, los AMR son mucho más dinámicos y flexibles, y pueden ir a cualquier parte de una instalación. Prescient & Strategic Intelligence predice que el mercado de AMR crecerá de $ 29.3 mil millones en 2019 a $ 220.6 mil millones para 2030, impulsado, en parte, por la expansión del sector del comercio electrónico.
“En el pasado, tenía que cambiar el almacén por un AGV, hoy con los AMR, el robot se adapta al almacén”, explica Lior Elazary, CEO y cofundador de InVia Robotics, que comercializa AMR con un enfoque en el segmento del comercio electrónico. “Cuando instalamos vías de ferrocarril en todo el mundo, los trenes se volvieron bastante autónomos, pero era muy costoso hacerlo. Ahora estamos construyendo autos que pueden adaptarse a las carreteras y las condiciones. De eso es de lo que estamos hablando en las bodegas o almacenes: de usar AMR que se pueden adaptar, lo que reduce enormemente los costos. Al final del día, eso se relaciona con el ROI".
Seleccionar el candidato a robot correcto
Una de las primeras advertencias para contratar el robot adecuado es comprender el problema comercial que está tratando de resolver, no seleccionar una clase de robot en particular porque la tecnología está de moda o de vanguardia. Una de las ventajas de los nuevos robots móviles es que permiten a las empresas invertir en automatización de manera incremental; en lugar de intentar automatizar un proceso completo de 10 pasos con una implementación costosa y que requiere mucho tiempo, pueden tomar un par de pasos y aumentar el mano de obra humana con un cobot, dice Campbell de Universal Robots. "No tiene que buscar un problema de $ 1 millón; puede encontrar una serie de problemas de $ 75,000 porque no tiene que automatizar todo a la vez", explica. "Debido a su naturaleza colaborativa, no tiene que dedicar espacio en el piso o construir barreras de seguridad duras y todo lo demás que acompaña a la automatización tradicional".
Una vez que se define el problema comercial, resulta más fácil evaluar las clases de robots y las ofertas de los proveedores a través de sus respectivas características y funciones. La velocidad de las operaciones del robot, las limitaciones de la carga útil, el alcance, la precisión y las habilidades motoras de manipulación bruta para realizar el trabajo son solo algunos de los criterios que deberían estar en juego al evaluar los candidatos a robots móviles, dicen los expertos.
La facilidad de programación y la accesibilidad es otro gran diferenciador. Universal Robots promociona su capacidad para que los no expertos aprendan rápidamente los fundamentos y programen el robot para que se adapte a la resolución de diferentes tareas. Caso en cuestión: un equipo de investigación de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur está preparando para una prueba pública el XDBOT, un robot semiautónomo que se casa con un cobot Universal UR5 equipado con una boquilla de pulverización electrostática y una plataforma AMR móvil para desinfectar grandes áreas en lugar de humanos.
"Debido a que somos tan flexibles y fáciles de reprogramar y redesplegar, vemos mucho de este uso del robot como herramienta", dice Campbell. "Existe la posibilidad de montarlo en un carro y moverlo de una máquina a otra según la carga de producción de ese día".
Las empresas también deben considerar los estándares de seguridad al evaluar las diferentes clases y ofertas de robots, incluida una inmersión profunda para determinar si las capacidades de detección de una plataforma se corresponden con los tipos de obstáculos en un entorno en particular, explica Melonee Wise, CEO de Fetch Robotics, que produce AMR. Las capacidades del software de robótica y su capacidad para integrarse con los sistemas centrales y el hardware de la planta son una consideración crucial. Por ejemplo, Fetch anunció recientemente una colaboración con Zebra Technologies Corp., integrando sus AMR con el software FulfillmentEdge de Zebra para respaldar la selección colaborativa y los flujos de trabajo dinámicos que permiten a los trabajadores pasar más tiempo en el pasillo en lugar de mover manualmente el material por una instalación.
“No todas las soluciones son iguales con todos los proveedores de AMR”, dice Wise. “Cada producto tiene diferentes niveles de integración con automatización fija como transportadores o software como sistemas MES. Hay que fijarse en lo que tiene el proveedor de robots móviles en términos de software para conectarse a otra automatización de la planta”.
Como parte del proceso de selección, las organizaciones deben mirar más allá de sus requisitos para un proyecto en particular o una serie de proyectos y considerar el ciclo de vida completo de un robot móvil, incluidos los posibles requisitos de servicio y cambios. "Debe considerar cuál es el costo de cambiar a otra solución: ¿es lo suficientemente fácil hacerlo nosotros mismos en minutos u horas o requiere mucho esfuerzo y costo en términos de mantenimiento de la solución", señala Shermine Gotfredsen, vice presidente de ventas globales de ROEQ, un fabricante de equipos accesorios para robots móviles, incluidos carros, rodillos superiores y transportadores.
La facilidad general de programación y flexibilidad de los AMR en comparación con las generaciones de robots industriales más antiguas está permitiendo una nueva generación de accesorios e integraciones que no eran posibles con la tecnología de robots más antigua. El ecosistema expandido resultante de productos complementarios es otro factor a considerar cuando los fabricantes evalúan diferentes robots móviles. Por ejemplo, el ecosistema de Universal Robot ofrece una gama de opciones de terceros, incluido un paquete de soldadura de robot colaborativo que utiliza tecnología de ARC Specialties. En otro ejemplo, ROEQ ofrece GuardCom, un sistema que emplea sensores para reemplazar configuraciones de Wi-Fi engorrosas e inestables para la comunicación entre sistemas transportadores, robots móviles y sistemas de transferencia de carga estacionarios, con el objetivo de evitar demoras y mala gestión al transferir mercancías entre plataformas.
“La tecnología AGV requiere accesorios altamente personalizados, lo que puede crear mucha falta de confiabilidad”, dice Gotfredsen. "No hay tantos desafíos de integración de accesorios con los AMR".
Parte del proceso de evaluación significa equilibrar lo que una organización necesita hoy con lo que necesitará en el futuro. Muchos robots móviles se ofrecen a través de un modelo de negocio de robots como servicio basado en la nube, que garantiza que las empresas puedan escalar fácilmente para satisfacer las necesidades futuras. InVia, por ejemplo, contrata a los clientes, no por el número de robots, sino por los niveles de productividad acordados para los robots. “Entendemos los robots y lo que pueden hacer, y el cliente comprende cuántos contenedores necesitan para pasar por el sistema”, dice Elazary. "Con la robótica como servicio, no compra software ni robots, compra productividad".
A medida que las empresas avanzan con las evaluaciones y, en última instancia, las implementaciones, deben tener en cuenta que estos robots móviles no son una panacea y no serán adecuados para todas las aplicaciones. “Muchas empresas no se dan cuenta de que sus piezas no se fabrican necesariamente para la automatización o de que su proceso de estampado produce piezas que no se unen fácilmente o que el robot no puede seguir el ritmo de los aumentos repentinos de producción o los cambios imprevistos”, dice Dean Elkins, líder del segmento, manejo, en la División de Robótica Motoman de Yaskawa Electric. "No asuma que los robots pueden hacer más de lo que pueden".
