כמה AGV אתם צריכים? מדידת צי רכב ללא נהג

By Mirko Peters · 2026-11-11

כמה AGV אני צריך? מדדו צי רכב אוטונומי לפי מספר ההעברות בשעה, זמן הנסיעה והניצולת, ואז בדקו עומסים בעזרת סימולציה לפני הרכישה.

Automatically translated with AI from the original post. Read the English original

כמה AGV אני צריך? מחשבים את עומס ההובלה בשעות-רכב בכל שעה, מחלקים אותו בניצולת יעד נמוכה מאוד מ-100 אחוז, מעגלים כלפי מעלה, ואז בודקים את התוצאה בסימולציה, כי תורים ועומסים מוסיפים יותר זמן ממה שנוסחה מראה. המדריך מיועד למנהלי ייצור שחייבים להצדיק את מספר הכלים לפני רכישת מערכת automated guided vehicle. תלמדו את שיטת עומס העבודה, מדוע אומדנים פשוטים יוצאים קטנים מדי, דוגמה מעובדת עם מספרים, שגרה של חמישה שלבים והטעויות שעולות הכי הרבה.

נקודות מפתח

• התחילו מעומס ההובלה: מספר ההעברות בשעה כפול זמן העברה אחת נותן את שעות-הרכב הנדרשות בכל שעה.
• העברה כוללת נסיעה עם מטען, נסיעה ריקה, טעינה ופריקה, וכלי הרכב מאבד זמן גם בהמתנה, בחסימות ובטעינה.
• מחלקים את עומס העבודה בניצולת יעד נמוכה מאוד מ-100 אחוז, מעגלים כלפי מעלה, מוסיפים מילואים, ואז בודקים את התוצאה בסימולציה.
• אומדנים פשוטים נוטים להיות קטנים מדי: במקרה לימוד שפורסם, אומדן analytic של שני כלי רכב נתן זמני העברה גרועים, וסימולציה הובילה לשלושה.
• יותר כלי רכב אינם תמיד עדיפים, כי התחרות על מקטעי מסלול, צמתים ותחנות עלולה להאט את כל המערכת.

כמה AGV אני צריך? מתחילים מעומס העבודה

המדידה מתחילה בעבודה ולא בכלי הרכב. העבודה היא מספר ההעברות בשעה, ולכל העברה יש זמן מסוים. העברה אינה רק הנסיעה עם מטען. במקרה לימוד בספר Beyond Lean: Simulation in Practice מאת Charles Standridge, שפורסם ב-Engineering LibreTexts, ניצולת כלי הרכב היא סכום של חמישה חלקים: נסיעה עם מטען, נסיעה ריקה, זמן חסימה, זמן טעינה וזמן פריקה. באותו מקרה זמן הנסיעה מחושב לפי המרחק ומהירות כלי הרכב, ונקבעו 30 שניות לכל איסוף ולכל הורדה.

מהחלקים האלה נגזר אומדן ראשוני. זהו כלי תכנון משלנו, לא תקן:

1. זמן להעברה אחת = נסיעה עם מטען + נסיעה ריקה + טעינה + פריקה.
2. עומס עבודה בשעות-רכב בכל שעה = מספר העברות בשעה × זמן להעברה אחת בשעות.
3. גודל הצי = עומס העבודה ÷ ניצולת יעד, מעוגל כלפי מעלה, בתוספת מילואים לתקלות ולתחזוקה.

ניצולת היעד חייבת להיות נמוכה מאוד מ-100 אחוז. AGV יחיד שעובד כל הזמן אינו משאיר מקום להמתנה בתחנה, להמתנה לתור בצומת או לטעינה באחת מתחנות הטעינה. איזה ערך נכון תלוי בפריסה ובעומס התנועה, ובדיקה בסימולציה היא הדרך לוודא זאת.

מדוע התשובה הפשוטה לרוב קטנה מדי

נוסחה מתייחסת לעבודה כממוצע ולכלי הרכב כעצמאיים. במפעל, ה-AGV ממתינים זה לזה.

מקרה Standridge מדגים את הפער. הערכה אנליטית הציעה שני AGV. לאחר מכן הסימולציה בחנה שניים ושלושה AGV לאורך יום עבודה של 16 שעות, עם 20 הרצות חוזרות. עם שניים, זמן ההשלמה הממוצע של תנועה עמד על 9.4 דקות, וזמן ההמתנה המקסימלי הממוצע עמד על כ-81.5 דקות. עם שלושה, הממוצע ירד לכ-3.1 דקות, הניצולת עמדה על כ-80 אחוז, וכ-11.8 אחוזים מהזמן אבדו לגודש. ההנהלה בחרה בשלושה. המחבר מסיק שהיה צורך בסימולציה כדי למצוא את האיזון בין מהירות התגובה לבין התחרות על המשאבים.

מאמר ישן יותר של Onur Ulgen ו-Pankaj Kedia מחברת המודלים Production Modeling Corporation, ללא שנה מצוינת, משווה שיטה אנליטית לסימולציה עבור מפעל הרכבה תאי. המודל של המחברים הגיע לתפוקה הטובה ביותר עם שלושה AGV, בעוד שהשיטה האנליטית נתנה שניים. כאשר קיצצו את כל זמני המחזור לעשירית, השיטה האנליטית נתנה חמישה AGV והסימולציה נתנה 11. המודל שלהם הראה גם שהחסימות עולות מכ-1 אחוז עם שלושה AGV לכ-47 אחוזים עם ארבעה. אלו תוצאות של מודלים פשוטים, ולמחברים יש עניין בכלי סימולציה, ולכן יש לראות בהן המחשה של הדפוס ולא כלל.

שני המקורות מסכימים על שתי נקודות. נוסחה ראשונה היא נקודת התחלה שימושית, והגודש גורם לתשובה האמיתית להיות שונה. מקרה Standridge מוסיף שהוספת AGV מקצרת את זמני התנועה אך מגדילה את התחרות על נקודות בקרה ועל מקטעי מסלול, וזה עלול לפעול נגד המטרה.

לנקודה האחרונה יש השלכה מעשית. אם המגבלה האמיתית היא צוואר בקבוק, כמו תחנת איסוף אחת, מעבר צר או צומת משותף, הוספת AGV לא תעזור. הם רק יתורו באותו מקום. אתרו את צוואר הבקבוק לפני שמוסיפים AGV.

סוגים שונים של AGV וניווט AGV: מה משתנה בתכנון הגודל

קיימים כמה סוגים של AGV, למשל AGV גוררים שמושכים עגלות, AGV לנשיאת עומס יחידה שנושאים משטח או תיבה, ומלגזות אוטומטיות. הסוג קובע אילו עומסים ניתן להזיז וכמה זמן נמשכות הטעינה והפריקה, ולכן הוא משנה את ערכי הטעינה והפריקה בשיטת העומס. הניווט הוא ההבדל השני. AGV קלאסיים עוקבים אחר הנחייה קבועה, כמו סרט מגנטי או קו אופטי, או משתמשים בניווט בלייזר עם מחזירי אור. רובוטים ניידים אוטונומיים (AMR) מוצאים בעצמם דרך סביב מכשולים. ניווט גמיש יותר משנה את המסלולים שניתן להציע, אך אינו משנה את הלוגיקה של העומס. AGV קלאסיים ו-AMR מתורים שניהם בתחנות ומשתפים מעברים, ולכן ההנחיה לתכנון הגודל נשארת זהה. שאלו את הספק איזו טכנולוגיית ניווט מתאימה לרצפה שלכם, ומה המהירות שהרכב שומר בפועל בעיקולים ולצד אנשים.

אינטגרציה של AGV: מה מערכת ה-AGV מוסיפה לרכבים

הרכבים הם רק חלק אחד ממערכת AGV. מערכת הבקרה מקצה לכל רכב את פקודת ההובלה הבאה שלו, למשל ממערכת ניהול המחסן (WMS) או מאותות הקריאה של קו הייצור, והיא מנהלת את התנועה במסלולים. חיישן בטיחות בכל AGV מאפשר לו לעצור לפני התנגשות באדם או במכשול, וכל עצירה כזו מוסיפה זמן המתנה ששיטת העומס אינה רואה. כאשר ה-AGV מעבירים עומסים למסוע, למעלית או למלגזה, הממשק קובע כמה זמן רכב ממתין. בפרויקטים של טיפול בחומרים, הפרטים האלה יכולים להכריע אם יעד הפרודוקטיביות יושג. לצורך תכנון הגודל, בקשו מהספק את ההתנהגות בזמן אמת של בקרת התנועה, כי היא קובעת כמה זמן ה-AGV מפסידים בצמתים.

אוטומציה במחסנים וייצור: היכן פועלים ה-AGV

רכבים מונחים אוטומטית (AGV) מופיעים במחסנים, בייצור וביניהם, והיתרונות שלהם זהים בשני המקרים: הובלה יציבה בעלות ידועה לכל העברה, בלי נהג לכל מסלול. במחסן הם יכולים לקחת על עצמם מסלולים שמלגזה מבצעת כיום, וההזמנות להובלה מגיעות ממערכת ניהול המחסן. בייצור הם מזינים קווים, אוספים מוצרים מוגמרים ומחברים תאים שמסוע לא מגיע אליהם. סוג המסלול משנה את החישוב. לולאה במחסן עם הרבה העברות קצרות מוגבלת על ידי העמדות והמעברים. לולאה בייצור עם פחות העברות, ארוכות יותר, מוגבלת על ידי זמן הנסיעה. מומלץ להפוך לאוטומטיים קודם את המסלולים עם הנפח הגבוה והקבוע ביותר, כי עומס העבודה שלהם צפוי וקל למדוד את שיפור הפרודוקטיביות. מפעיל שטוען ומפריק בעמדה מוסיף שונות, ולכן יש לכלול את זמן הטיפול בערכי הטעינה והפריקה. מומלץ לראות בפרויקט אוטומציה של תהליך עבודה ולא רק רכישה של כלי רכב, ולאפשר לכמה רכבי AGV לחלוק בקרת תנועה אחת המשולבת במערכות שיוצרות את ההזמנות.

דוגמה: לולאת הזנת קו

זהו חישוב להמחשה, לא מקרה מדוד. מפעל מעביר חומרים ממחסן לקו. שיא הביקוש הוא 120 העברות בשעה.

• נסיעה עם מטען: 150 מטר במהירות אפקטיבית של 1.2 מטר לשנייה, הכוללת אזורים איטיים, נמשכת 125 שניות.
• נסיעה ריקה חזרה לאיסוף הבא: בממוצע 90 מטר, כלומר 75 שניות.
• טעינה של 20 שניות ופריקה של 20 שניות.

זמן כולל להעברה אחת: 125 + 75 + 20 + 20 = 240 שניות, או 4 דקות.

עומס העבודה הוא 120 העברות × 4 דקות = 480 דקות-רכב בשעה, כלומר 8 שעות-רכב בשעה. בשיעור ניצול יעד של 75 אחוזים, שהוא נתון תכנוני שמביא בחשבון המתנה, טעינה וגודשים, מספר רכבי ה-AGV הוא 8 ÷ 0.75 = 10.7, כלומר 11 רכבים. עם רכב אחד במילואים לתקלות, ההערכה הראשונית היא 12.

עכשיו בודקים את הרגישות. אם שיא הביקוש גדל ב-20 אחוזים, ל-144 העברות בשעה, עומס העבודה הוא 9.6 שעות-רכב, המספר הוא 12.8, כלומר 13 רכבים, ו-14 עם המילואים. כל עלייה של 10 אחוזים בנפח עולה בערך רכב אחד. כדאי לבדוק גם מה קורה עם מסלול ארוך יותר: אם מסלול העמוס גדל מ-150 ל-200 מטר, זמן הנסיעה עם המטען עולה מ-125 לכ-167 שניות, וזמן ההעברה לכ-282 שניות, מה שמעלה את הצורך ל-13 רכבים ללא מילואים.

ההערכה היא נקודת התחלה. לאחר מכן הצוות מדמה 10, 11, 12 ו-13 רכבים בסימולציה עם הפריסה האמיתית, הצמתים, הטעינה ושעות השיא. כלל ההחלטה הוא בחירה של הצוות, למשל: מספר הרכבים הקטן ביותר שבו זמני ההעברה הארוכים ביותר ושיעור הגודשים נשארים בגבולות שקו הייצור יכול לסבול. ייתכן שהסימולציה תראה ש-12 מספיקים, או שצומת דורש שינוי כלל לפני שאפשר להגדיל את הצי.

איך מבצעים את התכנון בחמישה שלבים

1. איסוף העברות. ספרו את ההעברות בשעה לפי מסלול ולפי שעה ביום, ולא רק את הממוצע. השיא קובע את הצי.
2. מדידת המסלול. קחו את המרחקים, המהירויות בפועל כולל אזורים איטיים ודלתות, וזמני הטעינה והפריקה, מנסיעת מבחן או מהפריסה.
3. חישוב הערכה ראשונית בשיטת עומס העבודה, ורשמו את ההנחות לגבי ניצול, טעינה ומילואים.
4. סימולציה. מדמים את רכבי ה-AGV, הצמתים, העמדות, הטעינה והתקלות. מריצים את שעות השיא ואת מקרה הצמיחה.
5. החלטה לפי קריטריונים ותאריך בדיקה. בוחרים את מספר רכבי ה-AGV הקטן ביותר שעונה על היעדים עם מרווח ביטחון, ומתכננים לבדוק את המספרים לאחר החודשים הראשונים של התפעול.

טעויות נפוצות

• תכנון לפי השעה הממוצעת. שעת השיא היא שקובעת אם הקו מקבל את החומרים בזמן.
• שכחה של נסיעה ריקה. הרכב חייב לנסוע לאיסוף הבא, והזמן הזה נחשב לעבודה.
• התעלמות מטעינה, תקלות ותחזוקה. רכב שנמצא במטען או בתיקון אינו נושא עומסים. מתכננים את הזמינות בפועל, ולא את הערך הנקוב.
• הנחה שתמיד עוזר להוסיף רכבי AGV. תחרות על מסלולים ומשאבים יכולה להעלות שוב את זמן ההמתנה, כפי שמופיע במקורות.
• התעלמות מהעמדות. אם נקודת איסוף משרתת רק מספר מועט של מטענים בשעה, היא מגבילה את המערכת, יהיה הצי אשר יהיה.
• הסתמכות על מספר יחיד. נוסחה נותנת נקודת התחלה. ההחלטה דורשת בדיקה עם הפריסה האמיתית ועם שעת השיא.

איך תוכנה יכולה לעזור

סימולציית מפעל היא מודל מבוקר של האופן שבו העבודה זורמת דרך חלק ממפעל, תוך שימוש בכללי ההפעלה הנוכחיים, במשאבים, בהזמנות ובשונות הרגילה, כדי שאפשר יהיה לבחון שינוי לפני שמבצעים אותו. בצי רכב, מודל יכול לבחון את מספר רכבי ה-AGV, כללי התנועה, הטעינה ושעות השיא. בפעילות השוטפת, תוכנת ניהול הצי מקבלת לידיה את תזמון המשימות ובקרת התנועה של רכבי ה-AGV. הסימולציה תומכת בהחלטה, אבל האנשים הם שבוחרים את היעדים.

שלב הבא

קחו את שעת השיא של מסלול הובלה אחד, מדדו את זמן התנועה מנקודת האיסוף עד לאיסוף הבא, והריצו את שיטת עומס העבודה. לאחר מכן בקשו מסימולציה לענות על השאלה: כמה רכבי AGV אני צריך כאשר הרכבים נוצרים בתור, נטענים וחולקים את המעברים?