Les véhicules guidés automatisés (AGV), également appelés véhicules autonomes ou véhicules autoguidés, sont des systèmes de manutention ou des transporteurs de charge qui se déplacent de manière autonome dans un entrepôt, un centre de distribution ou une usine de production, sans opérateur ou conducteur à bord. Dans cet article, nous allons explorer les différents types d’AGV, leur signification, leur fonctionnement et leurs avantages.
Applications des AGV
Les systèmes de véhicules guidés automatisés sont utilisés pour des tâches qui seraient normalement effectuées par des chariots élévateurs, des convoyeurs ou des chariots manuels, déplaçant ainsi de grandes quantités de matériaux de manière répétitive.
Les AGV sont utilisés dans de nombreuses applications. Ils sont souvent utilisés pour le transport de matières premières telles que le métal, le plastique, le caoutchouc ou le papier. Par exemple, les AGV peuvent transporter les matières premières de la réception à l’entrepôt ou livrer directement les matériaux aux lignes de production. Les AGV fournissent de manière constante et fiable les matières premières nécessaires sans intervention humaine, garantissant ainsi que les lignes de production disposent toujours des matériaux nécessaires sans interruption.
En plus du transport de matières premières, les AGV sont utilisés dans les applications de fabrication en cours et avec les produits finis pour soutenir les lignes de production ou de fabrication. Selon Investopedia, le terme “fabrication en cours” décrit des “biens partiellement achevés, qui sont généralement transformés en produits finis en peu de temps”, tels que des biens manufacturés. Dans les applications de fabrication en cours, les AGV déplacent les matériaux ou les pièces de l’entrepôt aux lignes de production ou d’une station de travail à une autre, permettant un mouvement répétitif et efficace des matériaux tout au long du processus de fabrication. Sans les AGV, les processus de fabrication pourraient s’arrêter lorsque les lignes de traitement manquent de matériaux. La fabrication est alors retardée pendant qu’un travailleur humain récupère les matériaux nécessaires dans le stock et les transporte jusqu’à la ligne de production.
Les AGV sont également utilisés pour la manipulation des entrées et des sorties pour le réapprovisionnement et la préparation des commandes. Par exemple, les AGV peuvent être utilisés pour transporter les stocks de la réception vers les emplacements de stockage ou des emplacements de stockage à prélèvement direct pour réapprovisionner les stocks. Le déplacement des stocks à partir de l’entreposage à long terme vers les emplacements de prélèvement direct garantit que les stocks adéquats sont accessibles aux préparateurs de commandes, ce qui rend le processus de préparation des commandes plus efficace. Les AGV tels que les robots mobiles collaboratifs aident à la préparation des commandes en guidant les associés d’entrepôt dans leurs tâches et en transportant les commandes préparées aux postes d’emballage et d’expédition.
Types de véhicules guidés automatisés
Il existe plusieurs types de véhicules guidés automatisés. De nombreux AGV ressemblent à d’autres véhicules utilisés par des opérateurs humains, mais sont conçus pour fonctionner sans intervention humaine ou assistance.
Chariots guidés automatisés
Un chariot guidé automatique (AGC) est le type le plus basique d’AGV avec des fonctionnalités minimales. Les systèmes de navigation peuvent aller de systèmes aussi simples que des bandes magnétiques à des systèmes de navigation complexes basés sur des capteurs utilisant l’intelligence artificielle pour se déplacer dans leur environnement. Ils peuvent transporter une variété de matériaux, des petites pièces aux palettes chargées, et sont souvent utilisés dans les applications de tri, de stockage et de cross-docking.
Un exemple d’AGC est un transporteur automatique de chariots hospitaliers, utilisé pour transporter efficacement des charges compactes dans un hôpital, telles que des repas et des plateaux vides, du linge propre ou sale, des déchets de biohazard ou des fournitures stériles. Sans avoir besoin d’un membre du personnel pour pousser manuellement le chariot d’un endroit à un autre, les transporteurs automatiques de chariots hospitaliers peuvent contribuer à réduire les coûts de main-d’œuvre.
AGV à fourche
Les véhicules à fourche, ou AGV à fourche, sont un autre type couramment utilisé d’AGV. Ils sont conçus pour effectuer les mêmes fonctions qu’un chariot élévateur utilisé par un opérateur humain (transport de palettes), mais sans avoir besoin d’un opérateur humain.
AGV de remorquage
Les véhicules de remorquage, ou AGV de remorquage, tractent un ou plusieurs véhicules de transport sans moteur derrière eux, formant une sorte de train. Parfois appelés trains sans conducteur, les véhicules de remorquage utilisent des roues pour se déplacer. Les AGV de remorquage sont souvent utilisés pour transporter des charges lourdes sur de plus longues distances. Ils peuvent avoir plusieurs arrêts de dépôt et de ramassage le long d’un chemin défini à travers un entrepôt ou une usine.
Manipulateurs de charges unitaires
Les manipulateurs de charges unitaires transportent des charges discrètes telles que des objets individuels, ou une unité unique telle qu’une palette ou un contenant contenant plusieurs articles.
Transporteurs de charges lourdes
Pour les charges les plus lourdes, les transporteurs de charges lourdes sont un type d’AGV utilisé dans des applications telles que l’assemblage de grandes pièces, la coulée, le transport de bobines et de plaques. Certains transporteurs de charges lourdes ont des capacités d’auto-chargement et peuvent avoir une direction standard, pivotante ou omnidirectionnelle.
Robots mobiles autonomes
Les robots mobiles autonomes (AMR) sont généralement plus technologiquement avancés que les autres types d’AGV. Alors que de nombreux AGV utilisent des systèmes de navigation fixes, tels que des fils ou des bandes magnétiques, de nombreux AMR sont équipés de capacités de navigation intelligentes telles que des capteurs et des systèmes de caméras qui leur permettent de détecter et de naviguer autour des obstacles. Grâce à une technologie plus sophistiquée, les AMR peuvent naviguer de manière dynamique dans un entrepôt ou un autre établissement et planifier les chemins les plus efficaces.
Comment fonctionnent les AGV
Les AGV sont des véhicules automoteurs dont le mouvement est guidé par des logiciels et des capteurs. La plupart des AGV se déplacent le long de trajets définis, mais comme mentionné précédemment, les AMR ont généralement une technologie plus avancée avec des capacités de navigation dynamique.
Navigation des AGV
La navigation des AGV peut être guidée par un ou plusieurs des mécanismes suivants :
- Bande magnétique – certains AGV sont équipés de capteurs magnétiques et suivent une piste utilisant une bande magnétique.
- Navigation par câble – certains AGV suivent des chemins de câbles intégrés dans le sol de l’établissement. Le câble transmet un signal que les AGV détectent via une antenne ou un capteur.
- Navigation par cible laser – avec cette méthode, du ruban réfléchissant est monté sur des objets tels que des murs, des machines fixes et des poteaux. Les AGV sont équipés d’un émetteur-récepteur laser. Les lasers se réfléchissent sur le ruban dans le champ de vision et sont utilisés pour calculer l’angle et la distance de l’objet par rapport à l’AGV.
- Navigation inertielle (gyroscopique) – certains AGV sont contrôlés par un système informatique avec l’aide de transpondeurs intégrés dans le sol de l’établissement pour vérifier que l’AGV est sur la bonne voie.
- Guidage par vision – aucune modification de l’infrastructure n’est nécessaire pour les AGV guidés par vision. Les caméras enregistrent les caractéristiques le long du parcours et les AGV s’appuient sur ces caractéristiques enregistrées pour naviguer.
- Guidage géographique – Tout comme les AGV guidés par vision, aucune modification de l’infrastructure n’est nécessaire pour les AGV qui utilisent le guidage géographique. Les AGV guidés par géolocalisation reconnaissent les objets dans leur environnement pour établir leur position en temps réel et naviguer dans l’ensemble de l’établissement.
- LiDAR – La technologie de navigation LiDAR (Light Detection and Ranging) utilise des capteurs qui émettent des impulsions laser pour mesurer la distance entre le robot et les objets de son environnement. Ces données sont compilées pour créer une carte à 360 degrés de l’environnement, permettant aux robots de naviguer dans l’établissement et d’éviter les obstacles sans nécessiter d’infrastructure supplémentaire. 6 River Systems utilise la technologie de navigation LiDAR pour permettre à leurs AGV de naviguer dans un entrepôt sans nécessiter de modifications de l’infrastructure, ainsi que pour s’adapter à de nouveaux environnements en cas de modifications de l’agencement du sol de l’entrepôt.
Direction des AGV
La direction des AGV est contrôlée par un contrôle de vitesse différentielle, un contrôle de la direction des roues ou une combinaison des deux :
- Contrôle de vitesse différentielle – il s’agit du type de contrôle de direction le plus couramment utilisé par les AGV. Le contrôle de vitesse différentielle utilise deux roues motrices indépendantes. Chaque roue motrice tourne à une vitesse différente pour tourner. Pour avancer ou reculer, les deux moteurs sont entraînés à la même vitesse. C’est l’option de contrôle de direction la plus simple pour les AGV, qui ne nécessite pas de moteurs ou de mécanismes de direction supplémentaires. Elle est couramment utilisée pour les AGV qui opèrent dans des espaces restreints ou à proximité de machines. Elle n’est pas utilisée pour les applications de remorquage, car elle peut entraîner un renversement de la remorque lors d’un virage.
- Contrôle de la direction des roues – ce type de contrôle de direction est similaire au contrôle de direction d’une voiture ou d’un camion. Dans le contrôle de la direction des roues, la roue motrice est la roue de direction. Le contrôle de la direction des roues est plus précis que le contrôle de vitesse différentielle et offre une meilleure capacité de virage en douceur. Il est souvent utilisé pour les applications de remorquage et peut également être contrôlé par un opérateur.
- Direction combinée – il s’agit d’une combinaison du contrôle de vitesse différentielle et du contrôle de direction des roues. Les AGV utilisant une direction combinée ont deux moteurs de direction/entraînement indépendants sur les coins diagonaux de l’AGV et des roulettes pivotantes sur les deux autres coins. Les AGV utilisant une direction combinée peuvent tourner dans n’importe quelle direction comme une voiture et conduire en mode de direction différentielle dans n’importe quelle direction.
Contrôle du trafic des AGV
Les mesures de contrôle du trafic comprennent le contrôle de zone, l’évitement de collisions ou une combinaison des deux :
- Contrôle de zone – Facile à installer et à étendre, le contrôle de zone est une méthode de contrôle du trafic couramment utilisée pour les AGV. Un émetteur sans fil émet des signaux dans des zones définies, et l’AGV contient un capteur qui reçoit le signal et le renvoie à l’émetteur. Si la zone est libre, un signal “libre” est envoyé, ce qui permet à l’AGV d’entrer ou de traverser la zone. Si un autre AGV se trouve dans la zone, un signal “arrêt” est envoyé, ce qui alerte les autres AGV qui tentent d’entrer que la zone n’est pas libre. Dans ce cas, les AGV en attente s’arrêtent et attendent que le premier AGV quitte la zone et qu’un signal “libre” soit envoyé par l’émetteur. Une autre façon d’utiliser le contrôle de zone est d’équiper chaque AGV de son propre émetteur, ce qui lui permet d’envoyer un signal “ne pas entrer” aux autres AGV s’approchant de la zone.
- Évitement de collisions – Les AGV utilisant l’évitement de collision par contrôle de zone sont équipés de capteurs qui émettent un signal et attendent une réponse pour déterminer s’il y a un objet devant eux. Ces capteurs peuvent être soniques, fonctionnant comme un radar, ou optiques, utilisant des capteurs infrarouges. Les deux fonctionnent de manière similaire. Les capteurs de pare-chocs sont un autre type de capteur d’évitement de collision. De nombreux AGV sont équipés de capteurs de pare-chocs comme dispositif de sécurité supplémentaire. Les capteurs de pare-chocs s’arrêtent pour éviter une collision lorsqu’ils détectent un contact physique.
- Contrôle combiné – Les AGV qui utilisent le contrôle combiné sont équipés à la fois de capteurs de contrôle de collision et de capteurs de contrôle de zone pour offrir une prévention des collisions plus robuste dans toutes les situations. Par exemple, un AGV peut utiliser le contrôle de zone comme système principal de contrôle du trafic, mais également avoir des capteurs d’évitement de collision en cas de défaillance du système de contrôle de zone.
Avantages des AGV
Les AGV offrent de nombreux avantages dans les entrepôts et les usines de fabrication.
Augmentation de l’efficacité et de la productivité
En fonctionnant de manière autonome, les AGV augmentent l’efficacité et la productivité, et ils sont prévisibles et fiables pour les tâches répétitives. Les AGV éliminent les déplacements inutiles et suppriment également le travail physique de transport des matériaux. Ils permettent également de fixer le rythme de travail des employés, en maintenant les associés concentrés sur leurs tâches. Les AGV, tels que les robots mobiles collaboratifs, guident les associés d’entrepôt à travers chaque tâche, réduisant les erreurs humaines, ce qui contribue à améliorer la précision de la préparation des commandes et à minimiser les pertes et les produits égarés. En optimisant les itinéraires et en priorisant les tâches grâce à l’intelligence artificielle, les robots mobiles collaboratifs améliorent l’utilisation des ressources.
Coûts constants
Les AGV sont généralement acquis sur la base d’un coût par unité ou d’une période de location, ce qui permet de limiter les fluctuations des coûts par rapport à la main-d’œuvre humaine, qui peut varier en fonction des conditions du marché et de la demande.
Flexibilité
Certains AGV offrent la flexibilité de modifier facilement les itinéraires (comparé à d’autres qui nécessitent la modification des fils de guidage ou d’autres infrastructures pour ajuster l’itinéraire d’un véhicule). Les véhicules guidés automatisés sont également une solution évolutive, avec la possibilité d’ajouter des unités supplémentaires en fonction de la demande.
Gain d’espace
Comparés à d’autres solutions d’automatisation, tels que les systèmes de convoyeurs, les AGV nécessitent moins d’espace. Certains AGV sont plus petits que les équipements d’entrepôt traditionnels, tels que les chariots élévateurs, ce qui permet de disposer de couloirs plus étroits et d’une meilleure utilisation de l’espace.
Amélioration de la sécurité
Enfin, les AGV sont une solution d’automatisation sûre pour les entrepôts, les centres de distribution et les usines de fabrication. Les AGV sont équipés de capteurs pour éviter les collisions. Les AGV avancés, tels que les AMR, disposent de capacités de routage intelligentes qui leur permettent de planifier le chemin le plus efficace à travers un entrepôt ou un établissement, réduisant ainsi la congestion des allées et prévenant les accidents.
Les véhicules guidés automatisés sont spécialement conçus pour automatiser des tâches pour lesquelles les humains ne sont pas nécessaires. Ils automatisent de longues marches dans les entrepôts, fixent le rythme de travail des employés et éliminent les contraintes physiques d’un travail traditionnellement exigeant sur le plan physique. Chuck by 6 River Systems est une solution flexible, évolutive et rentable pour les entrepôts et les centres de distribution, offrant une technologie innovante conçue pour relever certains des plus grands défis de la logistique.
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