O nível seguinte da automação: a Linde Material Handling cria factos

Um marco no caminho para um empilhador autónomo para exterior
Um empilhador contrapesado autónomo da Linde em operação no exterior.

Segurança máxima no fluxo de mercadorias, otimização da utilização dos colaboradores, escassez de mão de obra qualificada, competitividade sustentável: não é por acaso que o tema da automação está na ordem do dia de muitos responsáveis de logística. E a sua lista de desejos não termina, naturalmente, nos porta-paletes autónomos e similares que já estão estabelecidos em muitos locais.

Para a Linde Material Handling, como motor de inovação, este é um desígnio claro para avançar intensamente com o desenvolvimento de empilhadores contrapesados autónomos: por outras palavras, empilhadores totalmente sem condutor para deslocações no interior e no exterior, recolha e transporte de mercadorias, carga e descarga de camiões e muito mais. Um domínio de ação muito complexo com várias subdisciplinas para as quais foram desenvolvidas soluções concretas. A Linde apresentou-o após quase quatro anos de trabalho de investigação com a Escola Superior Técnica de Aschaffenburg (TH AB) no âmbito do projeto KAnIS (Kooperative Autonome Intralogistik-Systeme [Sistemas intralogísticos autónomos cooperativos]).

Stefan Prokosch, promotor do projeto KAnIS, Linde MH
A Escola Superior possui os conhecimentos científicos. Nós possuímos os conhecimentos especializados. Isto permitiu-nos desenvolver em conjunto protótipos funcionais de forma muito rápida.

Stefan Prokosch, promotor do projeto KAnIS, Linde Material Handling

Miniatura: empilhador contrapesado autónomo em operação no exterior, à chuva

Automatização e exterior: uma combinação exigente

O que torna o desenvolvimento de empilhadores autónomos tão desafiante tem a ver, sobretudo, com os cenários de utilização clássicos destes equipamentos. Afinal, estes estendem-se frequentemente a áreas exteriores, como depósitos ou armazéns em bloco. Ao contrário das secções interiores claramente delineadas, as condições ambientais são muito mais dinâmicas: é necessário evitar os buracos com segurança, superar as descidas ou subidas e ter em conta uma grande variedade de utentes da estrada. Os pisos irregulares e os perfis das estradas também influenciam o comportamento de condução. Além disso, há um conjunto de influências meteorológicas, como nevoeiro, chuva ou neve, que representa enormes desafios para a tecnologia de sensores instalada. Por outras palavras: uma multiplicidade de variáveis e, para os parceiros do projeto KAnIS, uma multiplicidade de tarefas que foram abordadas em vários subprojetos.

Prof. Dr. Hans-Georg Stark, gestor do projeto KAnIS, Faculdade de Engenharia, Escola Superior Técnica de Aschaffenburg (TH AB)
O projeto KAnIS foi um projeto de investigação interdisciplinar muito complexo para a TH AB. Estiveram envolvidos dez professores, bem como vários investigadores e estudantes.

Prof. Dr. Hans-Georg Stark, gestor do projeto KAnIS, Faculdade de Engenharia, Escola Superior Técnica de Aschaffenburg (TH AB)

Atento, rápido, proativo...

Idealmente, os operadores humanos de empilhadores deveriam pôr mãos à obra com estas “virtudes” e os equipamentos autónomos deveriam ser concebidos em termos de software e hardware! Por conseguinte, os investigadores do KAnIS centraram o seu trabalho nos seguintes aspetos: perceção do meio envolvente e interação com os outros utentes da estrada. Os sofisticados scanners a laser 3D e as câmaras HD desempenham um papel importante. Enquanto as últimas são particularmente adequadas para registar informações sobre cores e reconhecer e classificar objetos com o auxílio de algoritmos de inteligência artificial, os scanners a laser são a tecnologia de eleição para determinar a distância até aos objetos classificados. Como resultado, o empilhador sabe o que se passa na sua área circundante e consegue agir de forma adequada.

… e também preparado para qualquer eventualidade

Mas e se, por exemplo, uma pessoa se deslocar subitamente em direção ao empilhador a partir de uma área sem visibilidade? Para estas situações críticas, os investigadores apoiam-se no tema da cooperação com base no lema: “Vejo algo que tu não consegues ver”. Se outro empilhador tiver detetado a pessoa, esta informação flui através de uma rede 5G privada ultrarrápida (especialmente criada no âmbito do projeto) para um servidor que, por sua vez, a transmite a todos os outros empilhadores. E se não houver um segundo empilhador por perto? Neste caso, a Linde Material Handling e a TH AB também tomaram precauções sob a forma de scanners a laser 3D estacionários, que são colocados em pontos críticos e também transmitem os seus dados ao servidor central.

Prof. Dr. Klaus Zindler, vice-presidente de investigação e transferência, Escola Superior Técnica de Aschaffenburg (TH AB)
As redes via rádio rápidas são um pré-requisito para que os empilhadores autónomos possam agir de forma cooperativa em áreas exteriores e reagir a situações de tráfego imprevistas em tempo real.

Prof. Dr. Klaus Zindler, vice-presidente de investigação e transferência, Escola Superior Técnica de Aschaffenburg (TH AB)

Muito trabalho de investigação para a realização do trabalho

É claro que é necessário muito mais para transformar um empilhador autónomo num auxiliar de logística totalmente fiável e produtivo. Os empilhadores contrapesados – o “canivete suíço” dos equipamentos de movimentação de cargas – são conhecidos por terem de lidar com uma grande variedade de suportes de carga. Os intervenientes no projeto criam as condições para os reconhecer e registar, instalando uma câmara móvel montada entre os garfos. Mede o respetivo suporte de carga para que os garfos possam ser devidamente posicionados através do deslocador lateral. Posição de palavras-chave: enquanto os empilhadores utilizam scanners a laser para se localizarem em áreas interiores, é utilizado um GPS diferencial particularmente preciso para as utilizações no exterior. As especificações da equipa de investigação também incluíam temas como a manutenção preventiva, a gestão de carregamento automática e opções para a limpeza automática dos sensores ao nível do solo utilizando ar comprimido.

Empilhador contrapesado autónomo em operação
O sensor ao nível do solo de um empilhador contrapesado autónomo.
Um empilhador autónomo da Linde durante o processo de carregamento.
Empilhador contrapesado autónomo em operação
O sensor ao nível do solo de um empilhador contrapesado autónomo.
Um empilhador autónomo da Linde durante o processo de carregamento.

Mark Hanke, diretor do departamento de Desenvolvimento Preliminar, Linde Material Handling
A implementação prática dos resultados da investigação foi um aspeto importante para a Linde Material Handling e a TH AB.

Mark Hanke, diretor do departamento de Desenvolvimento Preliminar, Linde Material Handling

Quatro empilhadores autónomos dão o primeiro passo

Isto foi claro para a Linde e para a TH AB desde o início do projeto: o KAnIS não deve ter apenas resultados teóricos, mas também protótipos operacionais. Em termos concretos, os suportes tecnológicos montados são quatro equipamentos baseados nos empilhadores elétricos contrapesados Linde E20, Linde E25 e Linde E30. O plano é continuar a desenvolvê-los ao longo de 2024 e melhorar a sua viabilidade prática para que possam ser utilizados em condições reais na fábrica de Aschaffenburg no futuro.

Tanto no interior como no exterior, os equipamentos de alta tecnologia destinam-se a transportar, por exemplo, caixas-palete, baterias em paletes ou estruturas de equipamentos, subir inclinações de até 8% e interagir com outras pessoas e sistemas de transporte sem operador. E, estes darão à Linde mais conhecimentos valiosos para garantir que, em última análise, a investigação orientada para a aplicação resulta num produto comercializável para os clientes.

Mal Rexhepi, Gestor de produto de soluções de automação e intralogística, Linde Material Handling
Não somos apenas o parceiro de investigação, mas também o primeiro cliente do projeto.

Mal Rexhepi, Gestor de produto de soluções de automação e intralogística, Linde Material Handling

KAnIS – Dados essenciais de um projeto pioneiro

Nome do projeto

Kooperative Autonome Intralogistik Systeme

Período

1 de março de 2020 até 31 de dezembro de 2023

Parceiro

Linde Material Handling e a Escola Superior Técnica de Aschaffenburg

Volume do projeto

Cerca de 2,8 milhões de euros de financiamento no âmbito do programa “Informations- und Kommunikationstechnik” (Tecnologias da informação e da comunicação) do Estado Livre da Baviera

Aplicação

Quatro protótipos baseados na mais recente geração de empilhadores elétricos contrapesados Linde E20, Linde E25 e Linde E30

Outros

Robô de carregamento baseado em inteligência artificial, rede 5G privada, tecnologia de sensores de infraestruturas, GPS diferencial com a sua própria estação de base (Global Positioning System), computação em nuvem através do servidor Edge