Ile AGV potrzebujesz? Dobór floty bezzałogowych pojazdów

By Mirko Peters · 2026-11-11

Ile AGV potrzebuję? Dobierz flotę bezzałogowych pojazdów na podstawie liczby przemieszczeń na godzinę, czasu przejazdu i wykorzystania, a następnie sprawdź zatory w symulacji, zanim kupisz sprzęt.

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

Ile AGV potrzebuję? Oblicz pracę transportową w godzinach pracy pojazdów na godzinę, podziel ją przez docelowe wykorzystanie wyraźnie poniżej 100 procent, zaokrąglij w górę, a następnie sprawdź wynik w symulacji, ponieważ kolejki i zatory dodają więcej czasu, niż pokazuje wzór. Ten przewodnik jest przeznaczony dla kierowników produkcji, którzy muszą uzasadnić liczbę pojazdów przed zakupem systemu zautomatyzowanych pojazdów prowadzonych. Dowiesz się, jak działa metoda obciążenia pracą, dlaczego proste oszacowania wychodzą zbyt małe, zobaczysz przykład z liczbami, pięciostopniową procedurę oraz błędy, które kosztują najwięcej.

Najważniejsze wnioski

• Zacznij od obciążenia transportowego: liczba przemieszczeń na godzinę pomnożona przez czas jednego przemieszczenia daje godziny pracy pojazdów potrzebne w ciągu godziny.
• Przemieszczenie obejmuje przejazd z ładunkiem, przejazd bez ładunku, załadunek i rozładunek, a pojazd traci czas także na oczekiwanie, blokowanie i ładowanie.
• Podziel obciążenie przez docelowe wykorzystanie wyraźnie poniżej 100 procent, zaokrąglij w górę, dodaj rezerwę, a następnie sprawdź wynik w symulacji.
• Proste oszacowania zwykle są zbyt małe: w opublikowanym przykładzie dydaktycznym analityczne oszacowanie na dwa pojazdy dawało słabe czasy przemieszczeń, a symulacja wskazała trzy.
• Więcej pojazdów nie zawsze oznacza lepiej, ponieważ rywalizacja o odcinki torów, skrzyżowania i stanowiska może spowolnić cały system.

Ile AGV potrzebuję? Zacznij od obciążenia pracą

Dobór floty zaczyna się od pracy, a nie od pojazdu. Praca to liczba przemieszczeń na godzinę, a każde przemieszczenie trwa określony czas. Przemieszczenie to nie tylko przejazd z ładunkiem. W przykładzie dydaktycznym z książki Beyond Lean: Simulation in Practice autorstwa Charlesa Standridge'a, opublikowanym w Engineering LibreTexts, wykorzystanie pojazdu jest sumą pięciu składników: przejazdu z ładunkiem, przejazdu bez ładunku, czasu blokowania, czasu załadunku i czasu rozładunku. Ten sam przykład wylicza czas przejazdu na podstawie odległości i prędkości pojazdu oraz przyjmuje 30 sekund na każde podjęcie i każde odłożenie ładunku.

Na podstawie tych składników można sporządzić pierwsze oszacowanie. Jest to nasze własne narzędzie do planowania, a nie norma:

1. Czas jednego przemieszczenia = przejazd z ładunkiem + przejazd bez ładunku + załadunek + rozładunek.
2. Obciążenie w godzinach pracy pojazdów na godzinę = liczba przemieszczeń na godzinę × czas jednego przemieszczenia w godzinach.
3. Wielkość floty = obciążenie ÷ docelowe wykorzystanie, zaokrąglone w górę, plus rezerwa na awarie i przeglądy.

Docelowe wykorzystanie musi być wyraźnie poniżej 100 procent. Pojedynczy AGV, który pracuje bez przerwy, nie ma miejsca na oczekiwanie przy stanowisku, ustępowanie pierwszeństwa na przejeździe ani ładowanie na jednej ze stacji ładowania. Właściwa wartość zależy od układu i natężenia ruchu, a sprawdzić ją najlepiej w symulacji.

Dlaczego prosta odpowiedź jest często zbyt mała

Wzór traktuje pracę jako wartość średnią, a AGV jako niezależne od siebie. W zakładzie produkcyjnym AGV czekają jednak na siebie nawzajem.

Przypadek Standridge pokazuje tę lukę. Szacunek analityczny sugerował dwa AGV. Symulacja przetestowała następnie dwa i trzy AGV w 16-godzinnym dniu pracy, w 20 powtórzeniach. Przy dwóch AGV średni czas wykonania przemieszczenia wynosił 9,4 minuty, a maksymalny czas był średnio bliski 81,5 minuty. Przy trzech średni czas spadł do około 3,1 minuty, wykorzystanie wynosiło mniej więcej 80 procent, a około 11,8 procent czasu tracono na zatory. Kierownictwo wybrało trzy. Autor wnioskuje, że symulacja była potrzebna, aby znaleźć kompromis między szybkością reakcji a rywalizacją o zasoby.

Starszy artykuł Onura Ulgena i Pankaja Kedii z firmy modelarskiej Production Modeling Corporation, bez podanego roku, porównuje metodę analityczną z symulacją dla komórkowej linii montażowej. Model autorów osiągnął najlepszą przepustowość przy trzech AGV, podczas gdy metoda analityczna wskazała dwa. Po skróceniu wszystkich czasów cyklu do jednej dziesiątej metoda analityczna dała pięć AGV, a symulacja 11. Ich model wykazał też, że blokowanie rośnie z około 1 procenta przy trzech AGV do około 47 procent przy czterech. Są to wyniki uproszczonych modeli, a autorzy są zainteresowani narzędziami do symulacji, więc traktuj je jako ilustrację pewnej prawidłowości, a nie jako regułę.

Oba źródła zgadzają się w dwóch kwestiach. Pierwszy wzór jest użytecznym punktem wyjścia, a zatory sprawiają, że rzeczywista odpowiedź jest inna. Przypadek Standridge dodaje, że dokładanie AGV skraca czas przemieszczeń, ale zwiększa rywalizację o punkty kontrolne i odcinki tras, co może przynieść skutek przeciwny do zamierzonego.

Ostatnia kwestia ma praktyczne konsekwencje. Jeśli rzeczywistym ograniczeniem jest wąskie gardło, na przykład pojedyncze stanowisko odbioru, wąski korytarz lub wspólne skrzyżowanie, dodawanie AGV nie pomoże. Pojazdy będą tylko ustawiać się w kolejce w tym samym miejscu. Zanim dołożysz AGV, znajdź wąskie gardło.

Różne typy AGV i nawigacja AGV: co zmienia się przy doborze wielkości floty

AGV występują w kilku typach, na przykład holowniki ciągnące wózki, pojazdy do przewozu jednostek ładunkowych przenoszące paletę lub pojemnik oraz zautomatyzowane wózki widłowe. Typ decyduje o tym, jakie ładunki można przemieszczać i jak długo trwa załadunek oraz rozładunek, więc zmienia wartości załadunku i rozładunku w metodzie obciążenia. Drugą różnicą jest nawigacja. Klasyczne AGV podążają za stałą prowadnicą, na przykład taśmą magnetyczną lub linią optyczną, albo korzystają z nawigacji laserowej z reflektorami. Autonomiczne roboty mobilne (AMR) same wyznaczają drogę wokół przeszkód. Bardziej elastyczna nawigacja zmienia trasy, które można zaoferować, ale nie zmienia logiki obciążenia. Klasyczne AGV i AMR ustawiają się w kolejce na stanowiskach i współdzielą korytarze, więc zasady doboru wielkości floty pozostają takie same. Zapytaj dostawcę, która technologia nawigacji pasuje do twojej hali oraz jaką prędkość pojazd rzeczywiście utrzymuje w zakrętach i w pobliżu ludzi.

Integracja AGV: co system AGV dodaje do pojazdów

Pojazdy to tylko jedna część systemu AGV. System sterowania przydziela każdemu pojazdowi kolejne zlecenie transportowe, na przykład z systemu zarządzania magazynem (WMS) lub z sygnałów wywoławczych linii produkcyjnej, i zarządza ruchem na trasach. Czujnik bezpieczeństwa w każdym AGV pozwala mu zatrzymać się przed kolizją z człowiekiem lub przeszkodą, a każde takie zatrzymanie dodaje czas oczekiwania, którego metoda obciążenia nie uwzględnia. Tam, gdzie AGV przekazują ładunki przenośnikowi, windzie lub wózkowi widłowemu, to interfejs decyduje o tym, jak długo pojazd czeka. W projektach obsługi materiałów to właśnie te szczegóły mogą przesądzić o tym, czy cel wydajności zostanie osiągnięty. Przy doborze wielkości floty poproś dostawcę o informacje o działaniu sterowania ruchem w czasie rzeczywistym, ponieważ to ono określa, ile czasu AGV tracą na skrzyżowaniach.

Automatyzacja magazynów i produkcja: gdzie działają AGV

AGV pojawiają się w magazynach, na produkcji i pomiędzy nimi, a korzyści z AGV są w obu przypadkach takie same: stabilny transport o znanym koszcie jednego przejazdu, bez kierowcy na każdej trasie. W magazynie mogą przejąć trasy, które dziś obsługuje wózek widłowy, a zlecenia transportowe pochodzą z systemu zarządzania magazynem. Na produkcji zasilają linie, odbierają gotowe wyroby i łączą gniazda, do których nie dociera przenośnik. Rodzaj trasy zmienia dobór wielkości floty. Pętla magazynowa z wieloma krótkimi przejazdami jest ograniczona przez stanowiska i przejścia. Pętla produkcyjna z mniejszą liczbą dłuższych przejazdów jest ograniczona czasem jazdy. Najpierw automatyzuj trasy o największym i najbardziej regularnym wolumenie, ponieważ ich obciążenie jest przewidywalne, a wzrost wydajności łatwo zmierzyć. Operator, który załadowuje i rozładowuje towar na stanowisku, wprowadza zmienność, dlatego uwzględnij czas obsługi w wartościach załadunku i rozładunku. Traktuj projekt jako automatyzację procesu, a nie tylko zakup pojazdów, i pozwól wielu AGV korzystać z jednego sterowania ruchem, zintegrowanego z systemami, które tworzą zlecenia.

Przykład: pętla zasilania linii

To jest ilustracyjne obliczenie, a nie zmierzony przypadek. Zakład przemieszcza materiał z magazynu na linię. Szczytowe zapotrzebowanie wynosi 120 przejazdów na godzinę.

• Przejazd z ładunkiem: 150 metrów przy efektywnej prędkości 1,2 metra na sekundę, uwzględniającej strefy zwolnień, to 125 sekund.
• Przejazd bez ładunku z powrotem do kolejnego punktu odbioru: średnio 90 metrów, czyli 75 sekund.
• Załadunek 20 sekund i rozładunek 20 sekund.

Czas jednego przejazdu to 125 + 75 + 20 + 20 = 240 sekund, czyli 4 minuty.

Obciążenie wynosi 120 przejazdów × 4 minuty = 480 minut pojazdu na godzinę, czyli 8 godzin pojazdu na godzinę. Przy docelowym wykorzystaniu 75 procent, czyli wartości planistycznej uwzględniającej oczekiwanie, ładowanie i zatory, liczba AGV wynosi 8 ÷ 0,75 = 10,7, czyli 11 AGV. Z jednym pojazdem w rezerwie na wypadek awarii wstępne oszacowanie wynosi 12.

Sprawdźmy teraz wrażliwość. Jeśli szczytowe zapotrzebowanie wzrośnie o 20 procent, do 144 przejazdów na godzinę, obciążenie wynosi 9,6 godziny pojazdu, a liczba wynosi 12,8, czyli 13 AGV, a 14 z rezerwą. Każde 10 procent wolumenu kosztuje mniej więcej jeden pojazd. Sprawdź też, co się dzieje przy dłuższej trasie: jeśli trasa z ładunkiem wzrośnie z 150 do 200 metrów, czas przejazdu z ładunkiem wzrośnie z 125 do około 167 sekund, a czas jednego przejazdu do około 282 sekund, co podnosi potrzebę do 13 AGV bez rezerwy.

Oszacowanie jest punktem wyjścia. Zespół modeluje następnie 10, 11, 12 i 13 AGV w symulacji z rzeczywistym układem, skrzyżowaniami, ładowaniem i godzinami szczytu. Regułę decyzyjną wybiera się samodzielnie, na przykład: najmniejsza liczba AGV, przy której najdłuższe czasy przejazdów i udział zatorów mieszczą się w granicach, które linia produkcyjna jest w stanie tolerować. Symulacja może pokazać, że wystarczy 12, albo że skrzyżowanie wymaga zmiany reguły, zanim flota będzie mogła się powiększyć.

Jak przeprowadzić dobór wielkości floty w pięciu krokach

1. Zbierz przejazdy. Policz przejazdy na godzinę według trasy i godziny dnia, a nie tylko średnią. To szczyt wyznacza wielkość floty.
2. Zmierz trasę. Odczytaj odległości, rzeczywiste prędkości, uwzględniając strefy zwolnień i drzwi, oraz czasy załadunku i rozładunku z jazdy testowej lub z układu.
3. Oblicz wstępne oszacowanie metodą obciążenia i zanotuj założenia dotyczące wykorzystania, ładowania i rezerwy.
4. Symuluj. Modeluj AGV, skrzyżowania, stanowiska, ładowanie i awarie. Przeprowadź symulację godzin szczytu i przypadku wzrostu.
5. Decyduj na podstawie kryteriów i z wyznaczoną datą przeglądu. Wybierz najmniejszą liczbę AGV, która spełnia Twoje cele z zapasem, i zaplanuj sprawdzenie liczb po pierwszych miesiącach eksploatacji.

Częste błędy

• Dobór na podstawie średniej godziny. To godzina szczytu decyduje, czy linia dostanie materiał na czas.
• Pominięcie przejazdów bez ładunku. Pojazd musi dojechać do następnego punktu odbioru, a ten czas jest częścią pracy.
• Ignorowanie ładowania, awarii i konserwacji. Pojazd na ładowarce lub w naprawie nie przewozi ładunków. Planuj dostępność, a nie wartość z tabliczki znamionowej.
• Zakładanie, że więcej AGV zawsze pomaga. Rywalizacja o przestrzeń może ponownie wydłużyć czas oczekiwania, jak pokazują źródła.
• Przeoczenie stanowisk. Jeśli punkt odbioru obsługuje tylko kilka ładunków na godzinę, ogranicza cały system, niezależnie od wielkości floty.
• Poleganie na jednej liczbie. Wzór daje punkt wyjścia. Decyzja wymaga testu z rzeczywistym układem i szczytem obciążenia.

Jak oprogramowanie może pomóc

Symulacja fabryki to kontrolowany model tego, jak praca przepływa przez część fabryki, z uwzględnieniem obowiązujących reguł działania, zasobów, zleceń i normalnych wahań, tak aby zmianę można było przetestować, zanim zostanie wprowadzona. W przypadku floty model może sprawdzić liczbę pojazdów AGV, zasady ruchu, ładowanie i godziny szczytu. W czasie eksploatacji oprogramowanie do zarządzania flotą przejmuje dyspozycję i kontrolę ruchu pojazdów AGV. Symulacja wspiera decyzję. Cele nadal wyznaczają ludzie.

Następny krok

Wybierz godzinę szczytu jednej trasy transportowej, zmierz czas przejazdu od punktu odbioru do kolejnego punktu odbioru i zastosuj metodę obciążenia pracą. Następnie zleć symulacji odpowiedź na pytanie, ile pojazdów AGV jest potrzebnych, gdy pojazdy AGV tworzą kolejki, ładują się i współdzielą przejazdy.