Lojistiğin Geleceği; Otonom Araçlar

Lojistiğin Geleceği; Otonom Araçlar

Onur Keskin

AGV; otomatik yönlendirmeli araç, AMR; otonom mobil robot, SDV; otonom sürüşlü araç gibi adlandırılan mobil robotlar, ticari ve endüstriyel alanlarda dijital dönüşümün temel araçlarıdır. Ama bu robotlar hangi zorluklar için çözüm yolu olarak kullanılmaktadır?

Otonom sistemlerde güvenlik her zaman önceliklidir

Mobil robot pazarı neden günümüzde bu kadar yükselişte?

1950'den beri otomobil üreticileri yönlendirmeli araçları fabrika genelinde mekanik parçaların sevkiyatı için kullanmaktadırlar. O zamanlardan beri çok farklı metotlar ile motorize edilen bu araçlar, günümüzde farklı yönlendirme teknolojileri kullanmaktadırlar. Örneğin;

  • kendinden kılavuzlu
  • çizgi yönlendirmeli
  • optik yönlendirmeli
  • konum yönlendirmeli
  • lazer yönlendirmeli
  • ultrasonik yönlendirmeli
  • kamera yönlendirmeli

Tüm bu cihazlar her ne kadar farklı yeteneklerde ve teknoloji seviyelerinde olsa da genelde ilk tanım olan AGV altında gruplanmaktadırlar. Bu sektör Avrupa'da 550 Milyon Euro'luk bir marketi oluşturur. 2026 için yapılan market araştırmalarına göre 3.64 Milyar Euro'ya kadar küresel büyüme öngörülmektedir. Bu büyümenin neredeyse yarısını Avrupa'daki işletmelerin oluşturacağı düşünülmektedir. Bu hızlı büyümenin temel kaynağını e-ticaret şirketleri ve onları destekleyen lojistik depoların oluşturacağı tahmin edilmektedir. Bu nedenle öncelikleri, kullanıldığı birimleri organize etmek ve giderek daha hızlı teslimatları sağlamak için dahili lojistik işlemlerini sürekli olarak optimize etmektir. Bu sürecin en bilinen örneği kendi mobil robotlarını depolarında oldukça yaygın olarak kullanan Amazon'dur. Aynı Amazon'da olduğu gibi e-ticaret sektörü genellikle kompakt boyutlu AGV'leri kullanmayı tercih eder. Ayrıca, yine benzer alanlarda ağır yükleri işlem yapacak insan operatörlere ulaştırmakta da sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışma şekli, insanlar ve robotlar arasında bir işbirliği olan cobotics olarak bilinir. AGV'ler, yorucu ve tekrarlayan görevleri üstlenerek optimize edilmiş bir yanıt sağlar.

Mobil robotlar neden lojistikteki zorluklara mükemmel bir cevap veriyor?

E-ticaretin gelişmesiyle birlikte lojistik hizmetlerin günümüzde yeni çözümlere ihtiyacı oluşmaktadır. AGV'ler, bir dağıtım zincirinde ortaya çıkan tüm zorlukları ele almaktadırlar:

Birincisi ve en önemlisi, operatörlerin daha büyük hacimlerde malları işlemesine izin vererek üretkenliği, hızı ve kaliteyi artırırlar. Bu yaklaşım, sadece insan operatörlerin çalıştığı duruma kıyasla en az % 30 daha hızlıdır ve daha az hata oluşturur. Bu nedenle şirketler, siparişlerini tutarlı ve daha hızlı bir şekilde yerine getirebilirler. Tabi ki de aynı zamanda çalışanlar ve ürünler için daha fazla güvenlik sunulmuş olunur.

Mobil robotların yardımıyla insan operatörlere daha iyi bir çalışma koşulu sağlanır. Bu şekilde kas-iskelet sistemi rahatsızlıklarının (MSD'ler) ve işyerindeki kazaların önemli ölçüde azaltılması mümkün olunur. Bu, cobot'ların (işbirliğine dayalı robotik) genel amacıdır: cobot'lar, insan operatörlerin faaliyetlerini gerçekleştirmelerini engellemeden fiziksel rahatsızlığı azaltır.

Ayrıca, mobil robotların desteği ile daha iyi organizasyon ve alan optimizasyonu yapılarak depolama alanlarında yer tasarrufu sağlanır. Bu durum, tasarruf edilen her metrekarenin birkaç yıl boyunca mali bir kazanımı temsil ettiği bir zamanda büyük bir gayrimenkul avantajı sunar.

Üretim açısından, yatırımın geri dönüşü Avrupa'da bir veya iki yıl, ülkemizde ise 4 ila 5 yıl içinde görülebilir.

Mobil robot üreticileri / tasarımcıları: sektörün teknik kısıtlamaları ve zorlukları nelerdir?

Üreticiler, özellikle lojistik alanında müşterilerinin ihtiyaçlarını karşılayabilmeden önce teknik kısıtlamaları aşmak zorundadır. AGV'ler, depoların karlılığını optimize etmek için en az iki yıl boyunca bakıma ihtiyaç duymadan çalışabilmelidirler. Bunu sağlayabilmek için AGV'ler uzun vadeli güvenilirlik ve sağlamlık sunmalıdır. Herhangi bir kesinti süresinin çok büyük mali kayıplara yol açabilecek bir zincirleme reaksiyona yol açacağı da unutulmamalıdır.

AGV'ler, bulundukları yerlerde daha küçük depolama alanları oluşturmalı ve işletme maliyetlerini düşürmede yardımcı olmak için kompakt olmalıdır. Daha küçük oldukları halde ağır yükleri taşıma kapasitesinden feragat etmeyen mobil robotlar, önemli miktarda güç yoğunluğu sunabilmelidir. Alan tasarrufu için az yer kaplama; verimlilik ve sağlamlık için ise sürücü sistemlerinin seçilmesi ve tam bir mekatronik sistem anlayışı ile uygulanabilmesi çok önemlidir. Sürücü ve motor seçimi için 5 önemli parametreden bahsedilebilir:

  • Mümkün olduğunca kompakt sürüş sistemleri tercih edilmelidir.
  • Sürücü, sahip olduğu parametrik özelliklerle motoru hızlı ve kararlı bir şekilde kontrol edilebilir kılmalıdır.
  • Tedariği sorunsuz ve ürün yaşam döngüsü uzun ekipmanlar kullanılmalıdır.
  • Modüler yapıda olup, ana tasarıma bağlı kalınarak farklı değerlerdeki yüklere uyum göstermelidir.
  • Güvenlik her zaman öncelikli olmalıdır. Bu güvenlik sadece engellerle karşılaştığında hızlı tepki vermesi için değil, aynı zamanda ısınmadan, herhangi bir elektriksel bozulma yaşatmadan yüksek performansını sürekli ve zorlu kullanımlarda da korumalıdır.

Öncelikli kullanım alanları

Lojistik, akış kontrolü

Ürün döngüsünün önemli bir bileşeni olan lojistik, geniş bir paydaş yelpazesini bir araya getirir. Sevkiyat, depolama, ürün tasarımı ve paketleme, gruplama, dış ambalaj vb. Giderek artan şekilde ürün alışverişi merkezli bir ekonomide, lojistik operasyonların çevik ve verimli olması gerekir. Lojistiğin ve tedarik zincirinin verimlilik seviyeleri, şirketlerin rekabet gücünde belirleyici bir faktördür. Mobil robotların kullanımı bu bağlamda hayati önem taşımaktadır. Otonom araçlar, lojistik zincirlerini dönüştürmek için büyük bir potansiyel sunma avantajına sahiptirler. Ayrıca verimlilik kazanımları için stratejik bir çıkarı temsil ederler.

Güçlü sensörler ve yapay zeka ile donatılmış mobil robotlar depolarda artık; malları taşımak, sipariş hazırlamaya yardımcı olmak ve hatta envanterleri yönetmek gibi birçok görevi yerine getirebiliyor. Kompakt boyutları özellikle e-ticaretin ortaya çıkardığı zorlukları ele almaktadır. Bu gelişen sektörde daha hızlı sipariş işlemeye ihtiyaç vardır. Tüketicilerin yoğun talepleri, 24 saat teslimatı artık bir norm haline getirmektedir. Bunu başarmak için büyük şehirlere yakınlık şarttır; ancak bir şirket kentsel bir bölgeye yaklaştıkça metrekare başına kiralar da artmaktadır. Bu nedenle, çoğu lojistik şirketi yüksek raflı depolama çözümlerini tercih etme eğilimindedir. Bu sınırlı ortamda gelişmek ve genişlemek için, AGV üreticileri bu nedenlerle dikey olarak hareket edebilen ve ağır yükleri taşıyabilen kompakt ve işlevsel robotlar da sunmalıdır.

5 ton ve daha fazlası yüksek yüklerde bile otonomluk sağlanabilir

Medikal

Sağlık personelinin hayatını kolaylaştırmak ve bir salgın durumunda bulaşma riskini tamamen önlemek için, mobil robotlar hastanelerde de kullanılmaktadır. Yemekleri, çamaşırları veya atıkları taşıyabilen ve hatta hastalara ilaç verebilen robotlar, aynı zamanda ağır yükleri taşımak için de yararlı olduğunu çeşitli sağlık kuruluşlarında kanıtlanmıştır. Covid-19 krizi sırasında, dünyanın dört bir yanındaki birçok hastane mobil robotları hizmetleri için çağırmıştır. İtalya'da robotlar hastaların sağlık durumu hakkında bilgi toplarken, Fransız Donanma İtfaiyeciler Taburu gibi birçok kurum sterilizasyon modülü içeren ufak mobil robotlardan temin etmiştir.

Aslında medikal sektör mobil robotların potansiyelinden yararlanmak için yaşadığımız bu üzücü küresel salgını beklememiştir. 2012'den beri Nantes Üniversite Hastanesi, yoğun bakım üniteleri ve endoskopi bölümleri ile birlikte ameliyathanelerine günde elliye kadar esnek endoskop sağlamak için cobot'ları kullanmaktadır. Asansöre binip koridorlarda otonom olarak hareket edebilen bu robotlar, her yıl yaklaşık 1400 km yol kat edip, 25000'den fazla endoskop taşıyarak insanlarla işbirliği yapmaktadır. Bu, mobil robotlardaki kilitli dolapların sağladığı güvenlik düzeyi de ikincil bir değer kazandırmıştır. Bu makinelerdeki sürücü ve motor sistemleri, uzaktan bakım yapılabilir olmalı ve dezenfektanlarla düzenli olarak temas ettikleri için de aynı zamanda iyi bir IP (sıvı) koruması seviyesine sahip olmalıdırlar.

Taşıma, hareketlilik

Otomotiv ve havacılık endüstrileri son koronavirüs krizinin bir sonucu olarak zarar görmüş olsa da, mobil robotlar hala ulaşım sektörlerinin itici gücü ve bu sektörlerde üretkenliği artırmanın anahtarıdır.

İlk otomatik yönlendirmeli araçların 1950'lerde otomotiv endüstrisi için geliştirildiğinden bahsetmiştik. Yetmiş bir yıl sonra, bu tarihi sektör hala AGV'ler için bir pazardır. Müşterilerin değişen ihtiyaçlarına uyum sağlarken seçeneklerini giderek daha fazla genişletmesi gereken bir sektörde, esneklik her zamankinden çok daha önemlidir. Hatta stratejik bir meydan okuma haline gelmiştir. Ford'un kurduğu montaj hattı modeli geçmişte değerli olduğunu kanıtlasa da, firmaların üretimdeki değişikliklere kolayca adapte olmalarına izin vermemektedir. Bu nedenle, Ford’un montaj hat mantığı mobil robotların önemli birer role sahip olduğu modüler montaj sistemi'ne doğru dönüşüm geçirmektedir.

Bu dönüşüm, otomobil üreticisi Audi'nin, montaj hattının iki veya üç operatörlü montaj istasyonlarıyla değiştirildiği Bavyera'daki fabrikasında yaptığı bir seçim olmuştur. Bir mobil robot üzerine yerleştirilen otomobil, montaj işlemi sırasında bir istasyondan diğerine taşınmaktadır. Mobil robot, belirlenmiş bir algoritmaya göre en uygun yolu kendisi seçmektedir. Tüm süreç, tüm üretim verilerinin analiz edildiği bir kontrol odasından senkronize edilebilir. Audi Group, modüler montaj sistemini devreye alarak üretkenlikte çift haneli bir artış görmeyi hedeflemektedir.