Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Moderní bezpilotní létající prostředky (drony) nacházejí stále širší uplatnění v nejrůznějších oborech lidské činnosti, průmyslovou výrobu nevyjímaje.
Bezpilotní létající prostředky, zvané drony, jsou obrovským hitem ve světě i u nás a trh s nimi rychle roste. Očekává se, že v roce 2015 bude obrat na světovém trhu s drony činit asi 130 milionů dolarů (USD) a hranici jedné miliardy překročí během pěti let. Některé propočty a odhady odborníků v EU signalizují, že obrat na trhu s civilními drony může během deseti let dosáhnout až asi 10 % celkového obratu v leteckém průmyslu, což by znamenalo asi 15 miliard eur ročně. V současnosti již ve světě existuje více než 1 700 typů dronů, vyráběných asi 500 oficiálními výrobci, z nichž celá třetina sídlí v Evropě. Evropa je v oboru dronů velmi aktivní. V souvislosti s vývojem a výrobou dronů by mohlo v Evropě podle odhadů vzniknout do roku 2050 asi 150 000 nových pracovních míst. V současné době globálně dominují ve výrobě dronů USA a Izrael, které se ale soustřeďují především na drony pro vojenské účely. Silný konkurenční potenciál mají i další mimoevropské země (Brazílie, Čína, Indie a Rusko).
Drony začínají rychle nacházet uplatnění ve všech sférách lidské činnosti, např. při sledování vzdušného prostoru, hlídání nemovitostí, při záchranářské činnosti, odstraňování následků živelních pohrom atd. Velmi dobré manévrovací schopnosti dronů ve všech rovinách v kombinaci s nosností až několika kilogramů a schopností klidného, samostatného letu s použitím systému družicové navigace GPS otevírají této technice stále nové oblasti použití. V poslední době je pozornost věnována např. doručování zboží a poštovních zásilek zákazníkům prostřednictvím létajících dronů nebo využití dronů při inventarizaci
skladů ze vzduchu, vše s cílem zvýšit produktivitu při úspoře nákladů.
InventAIRy – projekt systému pro inventarizaci zásob ze vzduchu
V Německu je inventura pro podniky ze zákona povinná. Zjišťování skutečného stavu skladových zásob je však dosud velmi pracné, časově náročné a nákladné, zejména ve velkých a rozlehlých skladech. To by se ale mohlo brzy změnit. Odborníci ve Fraunhoferově ústavu pro tok materiálu a logistiku IML (Institut für Materialfluss und Logistik) v Dortmundu se svými partnery z průmyslu totiž v rámci projektu s označením InventAIRy vyvíjejí metodu umožňující inventarizovat skladové zásoby ze vzduchu při použití dronů. Řízením projektu je pověřen Marco Freund, diplomovaný logistik z Fraunhoferova ústavu IML, který cílový stav představuje tak, že odpovědný pracovník skladu sedí u svého počítače, s jehož použitím si několika kliknutími myší může bez dalších nákladů zjistit aktuální stav zásob nebo vyhledat konkrétní skladovanou položku.
Projekt je založen na modifikovaném dronu Aibot X6 pro profesionální použití od firmy Aibotix GmbH (viz obr. 1 a text v rámečku). Dron se šesti rotory (hexakopter) se díky vestavěné senzorové technice dokáže při létání ve skladu samostatně orientovat. K základnímu vybavení tohoto dronu patří trojrozměrně snímající (3D) kamery, laserové skenery a ultrazvukové senzory, které společně umožňují přesně mapovat vnitřní uspořádání skladu. K přesnému určení polohy dronu ve venkovním prostředí se používá systém GPS.
Řešení i pro malé a střední podniky
„Aby naše metoda byla atraktivní i pro malé a střední podniky, předem jsme vyloučili použití drahé lokální infrastruktury, s jejíž podporou by se roboty v prostoru skladu orientovaly,“ zdůrazňuje vedoucí projektu Marco Freud. V projektu Invent AIRy jsou použity robustní drony od renomovaného výrobce, které spolehlivě rozpoznají svou polohu vzhledem k proměnlivému okolí. V rámci projektu je pro ně vyvíjen inteligentní software k naplánování dráhy jejich letu a koordinování všech činností spojených s inventarizací, včetně bezdrátového přenosu získaných údajů. Předmětem vývoje je také systém identifikace logistických objektů na bázi techniky RFID a inteligentní rozhraní, které umožní inventurní údaje automaticky získané prostřednictvím dronu již bez většího programovacího úsilí efektivně zpracovat a vyhodnotit v nadřazeném počítačovém systému uživatele.
Zboží, palety a další logistické objekty lze v současnosti již poměrně snadno automaticky evidovat s využitím techniky RFID, založené na rádiové komunikaci mezi čtečkou a identifikačním štítkem RFID (transpondér, tag). Čtecí jednotka včetně antény je přitom většinou pevně nainstalována, např. v místě příjmu zboží, a předměty s upevněnými transpondéry, z nichž se odečítají údaje, procházejí kolem čtecí jednotky. U projektu InventAIRy je tomu ale naopak: předměty nesoucí transpondér zůstávají na svých pozicích ve skladu a čtecí jednotka s anténou vestavěná v poletujícím dronu k nim za účelem sejmutí údajů přilétává. Vedle invetarizační činnosti ale drony také navíc vytvářejí zcela autonomně plány skladištních hal, které při změnách neustále automaticky aktualizují. Vedoucí skladu tak nejen dostává od „svých“ dronů inventární seznamy, ale současně má i vizuální přehled o stavu zásob na skladě. Podle Marca Freuda je tímto dále zmenšeno riziko, že přehlédnutím dojde k překvapivému vyčerpání zásoby konkrétního materiálu a tím i k ohrožení plynulosti výroby.
Metoda inventarizace ze vzduchu podle projektu InventAIRy je díky své flexibilitě a tím, že nevyžaduje výstavbu nákladné lokální infrastruktury, vhodná pro nejrůznější typy skladů a scénáře provozu včetně využití v projektech digitálních továren podle konceptu Industrie 4.0. Práce na projektu úspěšně pokračují a v druhé polovině roku 2015 byly zahájeny první zkušební lety. Podrobnější informace lze nalézt na webové stránce projektu
www.inventairy.de.
Závěr
Projekt InventAIRy je podporován Spolkovým ministerstvem pro hospodářství a energii (BMWi) v rámci programu Autonomik für Industrie 4.0. Práce na projektu byly zahájeny v lednu 2014 s plánovanou dobou trvání 36 měsíců a jsou dotovány částkou 3,1 milionu eur. Nositelem a pověřenou řídicí organizací projektu je Fraunhoferův ústav IML, s nímž spolupracují firmy Aibotix GmbH a Panopa Logistik GmbH, spediční firma Wiedmann GmbH & Co. KG a vysoká škola Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn. Útvar koncernové logistiky společnosti Volkswagen AG společně s Ústavem pro management výroby IPM (Institut für Produktionsmanagement) zařadily výzkumný projekt InventAIRy mezi deset nejlepších inovačních logistických projektů roku 2015.
Dron Aibot X6 pro profesionální použití
Dron Aibot X6 je bezpilotní létající prostředek (robot) se šesti rotory (hexakoptéra) ve speciálním ochranném rámu z kompozitního karbonového materiálu (
obr. 1). Kombinace bezpečné konstrukce, jednoduchého ovládání a možnosti flexibilního rozšíření o senzory a elektroniku všeho druhu umožňuje použít dron Aibot X6 ke sběru údajů v nejrůznějších úlohách. Dálkově ovládaný dron může létat všemi směry rychlostí až 50 km/h a stoupat rychlostí až 8 m/s. Poletovat může ve výšce až 1 000 m nad povrchem země a až 3 000 m nad hladinou moře. Zdrojem energie pro motory i vestavěná elektronická zařízení je lithium-polymerová baterie s kapacitou 10 A·h, která vystačí až na 30 min letového provozu. Kompaktní dron má obrysově tvar válce o průměru 1 050 a výšce 450 mm, vlastní hmotnost 3,4 kg, nosnost 2 kg a letovou hmotnost 4,6 až 6,6 kg. Dron Aibot X6 je prestižní výrobek firmy Aibotix GmbH z Kasselu, která se zabývá vývojem a výrobou inteligentních, počítačově řízených přístrojů a zařízení pro oblast robotiky a umělé inteligence. Podrobnější informace lze najít na
www.aibotix.com.
[Drohnen entlasten Unternehmen bei der Inventur im Lager. Pressemitteilung Fraunhofer IML.]
Ing. Karel Kabeš
Obr. 1. Dron Aibot X6 ve standardním provedení (foto: Aibitix GmbH)
Obr. 2. Dron v akci při inventarizaci zásob ve skladu (vizualizace: Fraunhofer IML)