Comment fonctionnent les chariots élévateurs automatisés ? L'avenir de la manutention

Les chariots élévateurs automatisés, également appelés véhicules à guidage autonome (AGV ) ou robots mobiles autonomes (AMR), révolutionnent la manutention en combinant la robotique, les capteurs et l'intelligence artificielle (IA) pour effectuer des tâches sans intervention humaine, en particulier dans le contexte des usines intelligentes et des entrepôts modernes. Comprendre leur fonctionnement permet de comprendre leur importance croissante dans le paysage industriel. Voici une explication détaillée de leur fonctionnement :

1. Composants essentiels d'un chariot élévateur automatisé

a. Système de navigation

• Laser SLAM (localisation et cartographie simultanées): Utilise des capteurs LiDAR pour créer une carte en temps réel de l'environnement et s'y localiser. L'ordinateur de bord du chariot élévateur utilise ensuite cette carte pour calculer le meilleur itinéraire pour atteindre une destination. Ce type de navigation est très flexible car le chariot élévateur peut s'adapter aux changements de l'environnement.
• Navigation par vision: La navigation guidée par vision repose sur les caméras installées sur le chariot élévateur. Les caméras capturent des images de l'environnement et des algorithmes de vision par ordinateur analysent ces images pour identifier des points de repère, des panneaux et d'autres indices visuels. Cette méthode est très adaptable et ne nécessite aucune infrastructure physique telle que des bandes magnétiques. Elle peut également être utilisée en combinaison avec d'autres méthodes de navigation, telles que la navigation par laser, pour une plus grande précision.
• Guidage par bande magnétique： Une bande magnétique est posée sur le sol de l'usine ou de l'entrepôt, suivant les trajectoires souhaitées pour le chariot élévateur. Le chariot élévateur est équipé d'un capteur qui détecte le champ magnétique de la bande. Lorsque le chariot élévateur se déplace, il suit le signal magnétique, en restant sur l'itinéraire prédéfini (systèmes plus anciens). Ce système manque de souplesse, car toute modification de l'itinéraire nécessite de repositionner physiquement la bande magnétique.

b. Capteurs

• 3D LiDAR (Light Detection and Ranging) : Le LiDAR est un capteur fondamental dans les chariots élévateurs automatisés. Il émet des impulsions de lumière laser et mesure le temps nécessaire à la lumière pour rebondir sur les objets environnants. Il crée ainsi une carte 3D détaillée de l'environnement du chariot élévateur. Cette cartographie en temps réel est essentielle pour la navigation, car elle permet au chariot élévateur de détecter les obstacles, les autres véhicules et l'agencement de l'installation. Par exemple, dans un entrepôt très fréquenté, le capteur LiDAR peut rapidement identifier l'emplacement des palettes, des rayonnages et des travailleurs qui se trouvent à proximité, ce qui permet au chariot élévateur de planifier son itinéraire en conséquence.
• Capteurs à ultrasons/Infrarouges: Les capteurs à ultrasons, un type de capteur de proximité, fonctionnent en émettant des ondes sonores à haute fréquence et en mesurant le temps que mettent les ondes à rebondir. Ces capteurs sont particulièrement efficaces pour détecter des objets de petite taille ou de forme irrégulière qui pourraient échapper à d'autres capteurs. Par exemple, un capteur à ultrasons peut détecter un petit outil laissé sur le sol dans la trajectoire du chariot élévateur, évitant ainsi une collision potentielle.
• Unité de mesure inertielle (IMU) : Assure la stabilité sur les sols irréguliers.

c.Système de contrôle

• Ordinateurs embarqués : Les chariots élévateurs automatisés sont équipés de puissants ordinateurs embarqués. Ces ordinateurs sont chargés de traiter les données provenant de tous les capteurs, de prendre des décisions sur la base de ces données et de contrôler les mouvements du chariot élévateur. Ils exécutent des algorithmes logiciels complexes conçus pour optimiser les performances du chariot élévateur. Par exemple, l'ordinateur de bord peut calculer l'itinéraire le plus efficace vers une destination en fonction de facteurs tels que la distance, la présence d'obstacles et le niveau de la batterie. Il contrôle également la vitesse, l'accélération et la décélération du chariot élévateur, garantissant ainsi un fonctionnement souple et sûr.
• Connectivité et communication : Les chariots élévateurs automatisés doivent communiquer avec les autres systèmes de l'usine ou de l'entrepôt. Ils utilisent des technologies de communication sans fil telles que Wi - Fi ou Bluetooth pour se connecter au réseau de l'établissement. Cela leur permet de recevoir des instructions d'un système de contrôle central, tel qu'un système de gestion d'entrepôt (WMS). Par exemple, lorsque le système de gestion d'entrepôt reçoit une nouvelle commande, il peut envoyer des instructions au chariot élévateur automatisé le plus proche, lui indiquant où prendre les marchandises requises et où les livrer. Le chariot élévateur peut également renvoyer des données au système de gestion d'entrepôt, telles que sa position, l'état de la charge qu'il transporte et les éventuels messages d'erreur. Cette communication bidirectionnelle est essentielle pour coordonner les activités de plusieurs chariots élévateurs automatisés dans un environnement industriel très actif.
• Logiciel de gestion de flotte: Coordonne plusieurs chariots élévateurs (par ex, système RDS d'AiTEN).

d. Système d'alimentation

• Alimentation par batterie (lithium-ion/plomb-acide): 6-8 heures d'autonomie, 2 heures de charge rapide, pour un fonctionnement prolongé.

2. Comment fonctionnent les chariots élévateurs automatisés : Étape par étape

Étape 1 : Attribution des tâches

• Entrée: Un système de gestion d'entrepôt (WMS) envoie une tâche (par exemple, "Déplacer une palette de la zone A à la zone B").
• Traitement prioritaire: Le système attribue les tâches en fonction de l'urgence et de la disponibilité des chariots élévateurs.

Étape 2 : Planification de la trajectoire

• Routage dynamique: Évite les collisions et les embouteillages grâce à des données en temps réel.
• Exemple: Si le chariot élévateur n° 1 est bloqué, le système réachemine le chariot élévateur n° 2.

Étape 3 : Manutention des palettes

• Réglage des fourches: Réglage automatique de la hauteur/largeur des fourches en fonction de la taille des palettes (guidage par la vision).
• Vérification de la charge: Des capteurs de poids confirment la sécurité du levage (par exemple, ≤1 500 kg).

Étape 4 : Éviter les obstacles

• Arrêt d'urgence: s'arrête si une personne pénètre dans la zone de sécurité.
• Detour: Recalculates path if blocked (response time: <0.5 seconds).

Étape 5 : Livraison et rapports

• Placement de précision: Abaisse la palette avec une précision de ±10 mm.
• Synchronisation des données: Met à jour l'inventaire dans le WMS et enregistre les mesures de performance (par exemple, le temps de cycle).

3. Technologies clés de l'automatisation

Vision de l'IA

• ‍Rôle: Identifier les palettes, détecter les dommages et lire les codes-barres.‍
• Exemple : AGV guidé par la vision d'AiTEN

Connectivité 5G

• ‍Rôle: Permet la communication en temps réel dans les grands entrepôts.‍
• Exemple : Chariots élévateurs à fourche compatibles 5G d'AiTEN

Jumeau numérique

• ‍Rôle: Simule les flux de travail afin d'optimiser les itinéraires et de prévoir les défaillances.‍
• Exemple : Plate-forme de jumelage numérique AGV d'AiTEN

4. Avantages par rapport aux chariots élévateurs manuels

• Réduction des coûts: Réduction des coûts de main-d'œuvre de 30 à 50 % (pas d'équipes ni de pauses).
• Sécurité: Éliminer 80 % des accidents du travail dus à l'erreur humaine.
• Efficacité: Fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, en réalisant plus de 200 mouvements de palettes par jour et par chariot élévateur.

5. Applications dans tous les secteurs d'activité

• Commerce électronique: Tri de plusieurs articles dans le centre de distribution d'une entreprise de commerce électronique.
• Automobile: Expédiez des batteries et des pièces automobiles avec une précision de 99,99 %.
• Pharmaceutique: manipulation de produits stériles dans un environnement à température contrôlée.

En conclusion, les chariots élévateurs automatisés sont des machines sophistiquées qui combinent des capteurs, des systèmes de navigation et des systèmes de contrôle pour effectuer des tâches de manutention de manière autonome. Leur capacité à travailler efficacement, en toute sécurité et en coordination avec d'autres systèmes en fait un atout inestimable dans les environnements industriels modernes. Au fur et à mesure que la technologie progresse, on peut s'attendre à ce que les chariots élévateurs automatisés deviennent encore plus intelligents et performants, transformant ainsi la manière dont les matériaux sont déplacés et gérés dans les usines et les entrepôts.

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