Manewry robotów w terminalu Dachser
Pojazdy autonomiczne mają ogromny potencjał wykorzystania w logistyce. Jednym z ich możliwych zastosowań jest pełna automatyzacja procesu manewrowania nadwoziami wymiennymi. Jednak jak można to zrobić bezpiecznie i skutecznie na ruchliwym placu przeładunkowym? Oddział Dachser w Langenau niedaleko Ulm zbadał to w rzeczywistych warunkach pracy.
Na terenie terminala przeładunkowego Dachser, ciągnik siodłowy Kamag PrecisionTractor zabiera pustą naczepę z parkingu i udaje się do Bramy 35. W tym czasie osoba siedząca za kierownicą może się odprężyć, ponieważ przegubowa ciężarówka jedzie autonomicznie. Coś, co wyróżnia ten ciągnik siodłowy to trzy duże okrągłe czujniki znajdujące się na przednim zderzaku, po jednym na każdym końcu i jeden pośrodku, od których odchodzą jasnozielone kable do cyfrowego wnętrza pojazdu. Jeszcze więcej czujników i anten znajduje się na dachu pojazdów.
W oddziale Dachser w Langenau, w południowo-zachodnich Niemczech, wizja przyszłości staje się rzeczywistością. W ramach projektu badawczego SAFE20 finansowanego przez Federalne Ministerstwo Gospodarki i Ochrony Klimatu (BMWK), testowana jest regularna eksploatacja dwóch w pełni zautomatyzowanych pojazdów. Oba ciągniki poruszające się z prędkością do 20 kilometrów na godzinę, płynnie wpasowują się pomiędzy pieszych, a samochody kierowane przez ludzi. Pojazdy zbudowane przez firmę Kamag, specjalistę w dziedzinie logistyki placu, na trasie muszą radzić sobie z wieloma niewiadomym, między innymi omijając przeszkody, zmieniając kierunek jazdy i reagując na pieszych oraz ruch poprzeczny. Stanowi to prawdziwe wyzwanie dla technologii czujników i powiązanych z nimi systemów informatycznych. Wykorzystywane są w tym celu skanery Lidar, które przy użyciu światła laserowego przechwytują i tworzą cyfrowy obraz otoczenia. Z kolei precyzyjne pozycjonowanie pojazdu podczas jazdy zapewnia antena GPS umieszczona na dachu ciągnika. Pojazd wyposażony jest również w drugą antenę, która odbiera dane z czujników infrastruktury zewnętrznej, dostarczając informacji uzyskanych z danych pochodzących z radaru i kamer. „Automatyzacja manewrowania nadwoziami wymiennymi i przyczepami z miejsca ich zaparkowania do terminala przeładunkowego w celu załadunku i rozładunku ma ogromny potencjał – zwłaszcza biorąc pod uwagę niedobór kierowców na rynku pracy” – mówi Stefan Hohm, Chief Development Officer w Dachser.
Zapewnienie całkowicie bezpiecznego zautomatyzowanego transportu ciężarówek w obiekcie logistycznym jest złożonym procesem, dlatego w ramach projektu badawczego zainstalowano również kamery i czujniki na zewnątrz budynków. Przykładowo, jeśli jeden z nich wykryje kogoś przechodzącego przez przejście dla pieszych, autonomiczny pojazd otrzyma ostrzeżenie z wyprzedzeniem. W ten sposób ciągnik może zmniejszyć prędkość, a jeśli to konieczne, natychmiast zatrzymać się, nawet zanim ta osoba pojawi się w jego polu widzenia.
Zintegrowany z przepływem ruchu
– W przypadku operacji na naszym placu, w których uczestniczą różne pojazdy i ludzie, kluczowe jest, aby te autonomiczne nie stały się przeszkodą” – mówi André Bilz, Team Leader Truck & Terminal Equipment w centrali Dachser. Obecnie obowiązujące przepisy bezpieczeństwa określają, że takie pojazdy mogą poruszać się tylko z prędkością od 6 do 8 km/h. Testowane tutaj ciągniki są jednak trzykrotnie szybsze i poruszają się z prędkością do 20 km/h. Dlatego muszą wpasować się w „normalny” przepływ ruchu zachodzący w oddziale. – Wymagające zadania transportowe w strefie automatyzacji, takie jak przemieszczanie nadwozi wymiennych i naczep, przydzieliliśmy specjalnym pojazdom, które wykonują je całkowicie autonomicznie – wyjaśnia André Bilz.
W trwającym trzy i pół roku projekcie badawczym sprawdzano praktyczne zastosowanie rozwiązania w operacjach logistycznych. W tym czasie osadzono go na solidnych podstawach, takich jak budowa kompleksowej koncepcji bezpieczeństwa, która została zweryfikowana w ciągłej pracy w rzeczywistych warunkach. Kolejnym krokiem jest włączenie wyników projektu do opracowania zgodnych z prawem wytycznych dla zautomatyzowanego transportu towarowego w terminalach tranzytowych. Oprócz Dachser w projekt SAFE20 zaangażowanych jest jeszcze siedmiu partnerów, w tym Fraunhofer Institutes for Material Flow and Logistics IML oraz Fraunhofer Institutes for Transportation and Infrastructure Systems IVI. Firma ZF Commercial Vehicle Systems z Hanoweru pełniła rolę koordynatora projektu i była odpowiedzialna za konwersję ciągnika siodłowego Kamag PT. Z kolei Kamag Transporttechnik dostarczył dwa specjalne pojazdy, które następnie różni partnerzy wyposażyli w odpowiednie czujniki i elektronikę pokładową do przetwarzania danych. Firma SICK AG, specjalizująca się w tej dziedzinie, dostarczyła czujniki i była odpowiedzialna za opracowanie koncepcji bezpieczeństwa. Natomiast firma Götting, jako ekspert w dziedzinie automatyzacji, dostarczyła niezbędne komponenty do pozycjonowania pojazdów.
André Bilz i Christoph Ehrhardt, Department Head Trends and Technology Research w dziale Corporate Research & Development, są zadowoleni z przebiegu testu przeprowadzonego na tak dużą skalę w rzeczywistych warunkach: – Nie mamy jeszcze gotowego rozwiązania, ale udało nam się zebrać cenne doświadczenie i dane, które możemy wykorzystać do kształtowania dalszych działań – mówi Christoph Ehrhardt. André Bilz dodaje, że teraz będzie można pokazać, że bezpieczna praca mieszana jest wykonalna – Oprócz zwiększonej niezawodności procesu, spodziewamy się również zauważalnego zmniejszenia liczby uszkodzeń powstałych w wyniku kolizji.
Pojazdy mogą manewrować nie tylko nadwoziami wymiennymi, ale także naczepami. W obu przypadkach prowadzenie pojazdu musi odbywać się z dokładnością co do centymetra. To oznacza, że czujniki muszą być zawsze w pełni aktywne i działają nawet w trudnych warunkach oświetleniowych, na przykład o zmierzchu lub o świcie. – Czasami mieliśmy problemy w ekstremalnie złych warunkach pogodowych, takich jak obfite opady śniegu, ale te problemy można rozwiązać.
W oddziale Dachser w Langenau, w południowo-zachodnich Niemczech, wizja przyszłości staje się rzeczywistością: projekt badawczy SAFE20, finansowany przez niemieckie Federalne Ministerstwo Gospodarki i Ochrony Klimatu, testuje regularną eksploatację w pełni zautomatyzowanych pojazdów.
Cenny dodatek
W czasach poważnego niedoboru kierowców pojazdy autonomiczne mogą stanowić przydatne wsparcie. Nie są one jednak jeszcze w stanie wykonywać manewrów na placu całkowicie bez udziału człowieka. Zadania takie jak zabezpieczenie naczepy za pomocą klinów, lub otwieranie i zamykanie drzwi nadal muszą być wykonywane ręcznie. W tym celu zdefiniowano odpowiednie procesy i w niektórych przypadkach odpowiedzialność przejmuje personel załadunkowy. Automatyczny system sprzęgający został zainstalowany zarówno w celu obsługi funkcji automatycznego łączenia, jak i podłączenia sprężonego powietrza do układu hamulcowego oraz energii elektrycznej do oświetlenia. Jednak konieczność wyposażenia każdej naczepy w taki system miałaby negatywny wpływ na rentowność. Przenoszenie nadwozi wymiennych jest znacznie łatwiejsze.
Kluczowym rezultatem projektu SAFE20 jest sposób, w jaki zidentyfikowano potencjał ulepszeń dla przyszłych rozwiązań rynkowych. Z całą pewnością jest jednak jedna istotna kwestia, którą ten przełomowy projekt badawczy pokazuje: bezpieczna i ekonomiczna integracja autonomicznych pojazdów z operacjami logistycznymi na zamkniętym terenie, jest w zasięgu ręki.
