Vous songez à introduire des AGV (automated guided vehicles - véhicules à guidage automatique) dans vos opérations d'entreposage ou vous souhaitez renforcer votre flotte d'AGV existante ? Yanis LOUNNAS, Ingénieur d’applications chez EnerSys®, résume les avantages de plus en plus flagrants des AGV, souligne les options disponibles actuellement et explique le rôle clé des batteries dans l'exploitation du potentiel des AGV.
À mesure que l’automatisation des entrepôts grandit, les AGV font évoluer la manutention des biens en dépassant le stade des simples convoyeurs et machines de tri, et en facilitant les déplacements sur les sites. Contrairement aux installations statiques, la plupart des AGV ne sont pas raccordés en permanence au réseau électrique, mais recourent plutôt à des batteries de traction. Si vous souhaitez investir dans les AGV pour accroître la productivité, l'efficacité et réaliser des économies, vous devrez choisir judicieusement les équipements, dont la batterie, qui vous permettront d'en tirer le meilleur parti.
Avantages des AGV
Un AGV est un type de robot mobile ou robot de transport, dont la navigation est assurée par une technologie plus ou moins complexe. Dans les entrepôts, les AGV remplacent les chariots élévateurs pour le transport, le stockage et la récupération des marchandises. Ils sont aussi largement utilisés dans les usines.
Les AGV peuvent être conçus selon des dimensions plus réduites que les chariots élévateurs classiques, pour les adapter à des allées plus étroites et accroître la densité de stockage. Grâce à l'automatisation des opérations, les AGV réduisent les risques d'erreurs et d'endommagement des produits et, dans les zones sans présence humaine, ils diminuent les besoins d'éclairage et de chauffage.
Ils peuvent assumer des tâches inconfortables ou dangereuses pour les travailleurs.Grâce à leur comportement prévisible, leurs mouvements contrôlés avec précision et leurs systèmes de sécurité intégrés, les AGV rendent aussi le lieu de travail plus sûr pour les employés. Lorsqu'ils détectent une présence humaine, ils sont conçus pour déclencher une alarme, ralentir et, si nécessaire, s'arrêter complètement.
Catégories d'AGV
Les AGV se diversifient de plus en plus et chaque véhicule doit faire l'objet d'une analyse approfondie pour faire le meilleur choix en termes de batterie, de méthode de charge et d'approche de gestion de la batterie. Les AGV les plus simples ne sont dotés que de fonctionnalités minimales et transportent des marchandises d’un point A à un point B en suivant un parcours prédéfini. Les tracteurs automatisés”, sur lesquels une unité motorisée tire une remorque ou un train de remorques, constituent une avancée dans ce domaine.
Une unité de chargement ou un AGV « top carrier » transporte généralement un article - ou un contenant tel qu'une palette, un bac ou un sac - sur son plateau. Les plus grands modèles transportent des marchandises lourdes, comme des moteurs, des rouleaux de papier et des bobines d'acier. Les plus petits , communément appelés « tortues » se glissent sous un objet pour le soulever et le transporter.
Les AGV chariots élévateurs à fourche sont spécialisés dans les activités de la gamme des chariots élévateurs pilotés pour entrepôts. La plupart d'entre eux remplissent les fonctions de transpalettes électriques et de préparateurs de commandes, mais il existe aussi des AGV équivalents à des gerbeurs, des chariots à mât rétractable ou encore des chariots pour allées étroites et très étroites.
Navigation et contrôle
Les activités des AGV sont dirigées par une combinaison de logiciels et de systèmes basés sur des capteurs. Les premiers AGV suivaient une voie tracée par des fils inductifs encastrés dans le sol de l'entrepôt. Ce système continue à bien fonctionner aujourd'hui, mais il rend difficile toute modification de l'agencement. D’autres technologies sont maintenant utilisées, comme le guidage laser, utilisant des réflecteurs disposés dans l’ensemble de l’entrepôt, ou le guidage par aimant grâce à des points magnétiques posés sur le sol, sans oublier le guidage inertiel et le géoguidage.
Alors que ces technologies permettent essentiellement de programmer les AGV pour qu'ils effectuent des tâches répétitives, l'introduction de l'intelligence artificielle promet de les rendre plus autonomes. Aujourd'hui, certains AGV avancés peuvent, par exemple, explorer de nouveaux environnements, créer leurs propres cartes et calculer des itinéraires idéaux.
Les AGV qui peuvent apprendre et prendre des décisions nous donnent un aperçu de l'Industrie 4.0, avec ses usines et ses entrepôts intelligents. L'Internet des objets - outil essentiel de l'Industrie 4.0 - est largement utilisé pour contrôler et surveiller les AGV. Grâce à la communication sans fil, par le biais de l'IdO, les données sont collectées auprès des AGV en vue de leur traitement, et les instructions sont transmises.
Choix des batteries
Pour garantir la productivité des AGV et maximiser leur efficacité, un des objectifs évidents est de réduire le temps et les efforts consacrés à la maintenance et à la recharge de leurs batteries. Les batteries plomb-acide traditionnelles, à électrolyte liquide, sont les plus exigeantes en termes de maintenance. Elles nécessitent notamment une salle ventilée et refroidie pour l'appoint d'eau, la recharge et le stockage.
Cependant, il s’agit du type de batterie le moins cher. Ainsi, toute décision relative aux batteries doit être fondée sur une connaissance approfondie de l'application et, dans certains cas, les batteries plomb-acide traditionnelles peuvent constituer une bonne proposition commerciale malgré leurs exigences en matière de maintenance.
Les batteries plomb-acide étanches, y compris les batteries au gel et les batteries AGM (absorbent glass mat - fibre de verre microporeuse), bien qu'elles n'exigent aucune maintenance, nécessitent généralement une recharge complète après chaque poste, ce qui prend plusieurs heures. Cependant, les batteries AGM avancées, basées sur la technologie TPPL (plaques fines de plomb pur), peuvent être rechargées à volonté - comme les batteries lithium-ion - pendant les courtes pauses de travail. Dans de nombreuses applications, il s'agit d'une solution optimale pour recharger les AGV tout en respectant les conditions d'utilisation requises.
En raison de ses caractéristiques - charge rapide, densité d'énergie élevée, capacité d'état de charge partielle (PSoC) et maintenance minimale -, la TPPL est généralement le premier choix de la plupart des applications d'AGV. Avec l'augmentation de la demande en énergie, les batteries lithium-ion peuvent offrir une solution plus viable grâce à leur densité énergétique accrue et à leur capacité de charge ultra-rapide. Aujourd'hui, le principal inconvénient des batteries Li-ion est leur prix beaucoup plus élevé, qui devrait toutefois diminuer à l'avenir.
Encore une fois, il convient d'analyser en détail les besoins et la situation spécifiques de l'utilisateur avant de choisir la solution d'alimentation électrique. Cela comprend l'application, l'environnement, les horaires de travail, le poids des charges et les spécifications des AGV. Dans certains véhicules, comme les petits AGV à unité de chargement plate, les batteries Li-ion sont idéales en raison de leur densité d'énergie élevée et de leur taille compacte. Dans tous les cas, les batteries doivent bénéficier d'une capacité suffisante pour éviter toute décharge complète pendant les heures de travail. Au final, le bon choix de batterie dépend du calcul précis du TCO (coût total de possession) et du ROI (retour sur investissement) de chaque option.
Recharge et gestion de l'énergie
Pour certaines opérations et certains modes de travail avec peu de temps d'arrêt, la recharge partielle n'est pas suffisante pour répondre à la consommation d'énergie d'un AGV. Dans ce cas, le remplacement des batteries déchargées par des packs complètement chargés peut se révéler une option plus efficace et plus productive. Cela peut être effectué manuellement ou, dans la plupart des cas, par l'installation d'une station automatisée où les batteries sont remplacées par une machine.
Une autre manière efficace de faire fonctionner les AGV, lorsqu'on dispose de temps entre les tâches et les postes, consiste à effectuer une recharge partielle rapide. Les chargeurs sont installés à des endroits stratégiques du parcours des AGV pour assurer le réapprovisionnement pendant toute courte pause entre les tâches. Le processus peut être entièrement automatisé, de sorte que les AGV recherchent une station de charge lorsque la charge de leur batterie chute en dessous d'un certain niveau.
L'AGV trouve la première station d'accueil disponible et s'y rend afin de procéder à une recharge rapide pour la prochaine mission. La connexion peut être réalisée avec des patins physiques ou à l'aide des chargeurs sans fil les plus modernes. Les performances et l'intelligence des équipements de charge varient considérablement d'un produit à l'autre. Par conséquent, un choix rigoureux s'impose pour optimiser les taux de charge, l'efficacité et la durée de vie des batteries.
L'augmentation de la numérisation, de la collecte et de l'échange de données est essentielle pour le développement des entrepôts automatisés. Équipés de capteurs et d'électronique de communication, les AGV se révèlent très utiles comme dispositifs de collecte et de transmission de données. S'ils disposent des équipements adéquats, ils peuvent également agir sur les données reçues. Ces fonctions constituent une bonne base pour les systèmes de gestion de flotte.
Les utilisateurs d'AGV seront aussi naturellement favorables à une automatisation de la gestion de la batterie. Idéalement, toutes les données provenant des AGV, des chargeurs et des dispositifs de manutention de batteries doivent être rassemblées sur une seule plate-forme intégrée à des fins d'analyse et de production de résultats exploitables. Le système de gestion du fonctionnement des batteries EnerSys® Xinx™, connecté sans fil aux dispositifs de surveillance montés sur batterie EnerSys® Wi-iQ®, en est un bon exemple.
Les batteries, l'équipement de charge et la technologie de gestion de l'énergie des AGV doivent être fournis comme un service complet par un spécialiste capable d'évaluer la combinaison idéale pour chaque application.
