Így tesztelik a vezető nélküli anyagmozgatási rendszereket

A vezető nélküli és automatizált targoncák a modern intralogisztika nélkülözhetetlen elemévé váltak. Valós időben észlelik környezetüket, reagálnak, fékeznek, sőt a teljes komissiózási folyamatot önállóan végzik, miközben rendkívül hatékonyan dolgoznak. Ugyanakkor keresztezik a raktári dolgozók útját is. Annak érdekében, hogy az ember és a gép ne akadályozza egymást, hanem optimálisan tudjanak együtt és egymás mellett dolgozni, a targoncáknak a legmagasabb követelményeknek kell megfelelniük, és minden eshetőségre fel kell őket szerelni. Ennek a biztonsági szintnek a garantálása érdekében a KION csoport alapos tesztelési gyakorlatot folytat.

Ha ma belép egy modern raktárba, olyan jelenetekkel találkozhat, amelyeket néhány évvel ezelőtt talán még fikcióként kezeltek volna. Vezető nélküli szállítórendszerek cikáznak oda-vissza a komissiózók és a raktári dolgozók között; ezek olyan automatizált teherautók, amelyek például önállóan képesek elvégezni a komissiózási és kirakodási feladatokat, tehermentesítve ezzel az embereket. A DTS (driverless transport systems) vagy AGV (automated guided vehicles) néven ismert teherautók autonóm módon működnek: kezelő nélkül, a padlóba ágyazott sínek nélkül – és anélkül, hogy szünetet kellene tartaniuk. A Dematic vezető nélküli szállítási rendszerei például a keskeny villás AGV-ktől, mint az FLV 2012/NL, egészen az olyan nehéz teherbírású vezető nélküli szállítójárművekig állnak rendelkezésre, mint az FLV 2032/SL, amely több mint három tonna teher kezelésére képes. Mindkét AGV önállóan navigál a raktárban, és integrálható a meglévő raktárszerkezetekbe.

Ugyanez vonatkozik a STILL AGV-kre is: amikor a STILL például bemutatta az OPX-L 20 S iGo neo vezetési asszisztenst, az üzenet egyértelmű volt: a hatékony komissiózás intelligens – a teherautó magától gondolkodik. Az autonóm vezetési asszisztens egy hibrid nyomkövető rendszerre támaszkodik, amely érzékeli a környezetét és reagál rá. A gyors és hirtelen mozgásokkal jellemezhető dinamikus környezetben egy ilyen rendszer zavartalan működése nem tekinthető magától értetődőnek. Éppen ellenkezőleg, az AGV-k biztonsága és megbízhatósága egy szigorú tesztelési és validálási folyamat eredménye, amely a szoftvert és minden funkciót szigorú ellenőrzéseknek vet alá.

A KION Mobile Automation tesztközpontja a belgiumi Antwerpenben található, nem messze a Schelde folyótól. Hétszáz négyzetméteren bőséges hely áll a tesztmérnökök rendelkezésére, hogy a KION csoport AGV-jei készen álljanak az üzemeltetésre és a sorozatgyártásra. Fabrice Lemoine, a létesítmény tesztmérnöke elmagyarázza: „Óriási kihívás a biztonságos munkafolyamatok biztosítása egy dinamikus környezetben, azaz olyan környezetben, ahol emberek és gépek egymás mellett dolgoznak.” Ez egy hosszadalmas, számos tesztkörből álló folyamatot igényel. „A folyamat során minden követ megmozgatunk” – teszi hozzá Fabrice: „Végső soron minden arról szól, hogy megvédjük az ügyfelet a veszélyektől és az esetleges incidensektől. Ezért töltünk számtalan órát a lehetséges hibák és hibák keresésével a koncepció és a validálás fázisában.”

A vezető nélküli közlekedési rendszerek tesztelési fázisai

Az AGV tesztelési folyamat több kulcsfontosságú fázisra oszlik. Már a koncepció fázisában elkezdődik – jóval azelőtt, hogy a prototípus készen állna az első tesztvezetésre. Az első lépés a koncepció bizonyítása: a vezető nélküli szállítási rendszer tervezése, valamint a használni kívánt szoftver. Ez a lépés annak vizsgálatát jelenti, hogy a projekt elvileg megvalósítható-e. A tervezőmérnök munkáját ezután átadják a tesztmérnököknek, akik a második fejlesztési fázisban folytatják a folyamatok és mozgások gyakorlati tesztelését. Még nem jutottunk el abba a szakaszba, hogy holisztikusan szemléljük a dolgokat: A kifejlesztett funkciókat először egyedi alapon vizsgálják meg, mielőtt a következő validálási szakasz a rendszerintegrációra összpontosítana, amely a szoftver- és hardverkomponenseket egyesíti.

„Most már elfordítjuk a kulcsot” – mondja mosolyogva Lemoine tesztmérnök. Ezt úgy érti, hogy: A targonca motorját beindítjuk. Ekkor az elméleti elemzést és a számítógépes szimulációt az első gyakorlati teszt követi. „Ez mindig izgalmas pillanat” – jegyzi meg Lemoine: „A rendszerintegráció alapvetően egy valóságellenőrzés. Ekkor kezdjük látni, hogy mi az, ami valóban működik, és mi az, ami nem”. Ideális esetben a két komponensszintet (azaz a hardvert és a szoftvert) ötvöző holisztikus architektúra koherens és működőképes képet eredményez – de még ha ez így is van, sok kérdésre még választ kell találni: mely szoftverkomponensek működnek jól együtt, és melyek nem? Garantálható-e a hardver működőképessége minden elképzelhető körülmények között? Vegyük például az érzékelőket: Tényleg mindent érzékelnek, vagy vannak vakfoltok? „Ez a szakasz az eredeti tervezés érettségi szintjétől függően különböző mértékű időt és erőfeszítést igényel” – magyarázza Lemoine. Itt találkozik a fejlesztő optimizmusa a tesztmérnök pragmatizmusával, aki minden egyes tesztkészüléket a végsőkig feszít a lehetséges problémák keresése során.

Végül is erről szól az egész: minden lehetséges szempont és forgatókönyv megvizsgálása, és annak meghatározása, hogy mit kell még megváltoztatni a teherautón a veszélyek elkerülése és a hibák kijavítása érdekében. A biztonság mellett a tesztmérnökök a megbízhatóságra és az élettartamra is gondolnak. „Egy bizonyos óraszám után mindig lesz egy alkatrész, amelyik elkezd meghibásodni. Ez ugyanúgy így van a targoncáknál, mint a személygépkocsiknál” – mondja Lemoine: „A mi feladatunk, hogy kitaláljuk, melyik alkatrész az, meghatározzuk a terhelhetőségi határt, és kiszámítható módon meghatározzuk, hogyan lehet ezt megtenni”.

Az iparágban köztudott, hogy a KION csoport minden ipari targonca-alkatrészének stabilitásával szemben támasztott követelmények és elvárások mindig is nagyon magasak voltak. A KION márkák, a Dematic, a Linde Material Handling és a STILL minden új termék bevezetése előtt szigorú, összetett és kiterjedt tesztelési eljárásokat végeznek, hogy biztosítsák a targoncák gyakorlati alkalmazhatóságát. Ennek során a hagyományos, fizikai tesztelési eljárásokat egyre inkább virtuális tesztek egészítik ki.

Gyakorlati relevancia és hibaelemzés az adatok átláthatósága révén

Az AGV-k esetében a rendszerintegrációt a belga tesztközpontban a következő lépés követi, amelyet prevalidálásnak neveznek: ez a lépés a vonatkozó iparágspecifikus biztonsági követelményekre összpontosít. Ez egy jelentős lépést jelent a tesztelt eszköznek a valós alkalmazásokhoz való közelítése felé: például a fel- és leszállási útvonalakat most már beprogramozzák és többször egymás után lefuttatják a tesztközpontban. Mindezt úgy, hogy közben mindig figyelembe veszik a vonatkozó biztonsági előírásokat, mert magától értetődően az automatizált működés során minden irányelvet, előírást és törvényt be kell tartani. Annak érdekében, hogy a későbbi vevői használathoz minél közelebbi körülményeket teremtsenek, különböző raktári elrendezéseket állítanak fel, és különböző akadályokat helyeznek el és tesztelnek újra minden alkalommal: Az AGV időben regisztrálja őket? Az érzékelők minden szöget érzékelnek, a megállító mechanizmus működik, a targonca helyesen kerüli ki az akadályokat?

Végül az előérvényesítési fázis zökkenőmentesen megy át az érvényesítési fázisba: a vezető nélküli közlekedési rendszernek bizonyítania kell, hogy hatékonyan tud navigálni egy térben, és optimálisan kihasználja a sebességét. A gyakorlatban ez a következőket foglalja magában: több megpakolt, a raktárban szétszórt raklapot az AGV-knek egymástól függetlenül kell felvenniük és egy meghatározott protokoll szerint a célhelyzetbe vinniük. Ezt számos alkalommal megismétlik, folyamatosan változó térbeli változókkal, amíg az összes lehetséges alkalmazási környezetet meg nem vizsgálják. A hibaelemzés során a KION Mobile Automation tesztközpontja a maximális adatátláthatóságra támaszkodik – és a csoport saját diagnosztikai eszközeire, például a Linde Material Handling AGV Insights programjára. Ez a szoftver összegyűjti a folyamatadatokat és lehetővé teszi a felhőalapú felügyeletet, mivel az AGV adatai egy történetet mesélnek el. Az eszközön keresztül bármikor megtekinthetők az olyan fontos KPI-k, mint a válaszidő, a rendelkezésre állás és a megbízhatóság, és az AGV teljes mozgástörténete teljesen átlátható. Ez azt is jelenti, hogy az adott raktári elrendezésen belüli útvonalak bármikor ellenőrizhetők, visszakövethetők és természetesen optimalizálhatók. Minden adatot a felhőben tárolnak és trendelemzésekkel dolgoznak fel, így a tesztmérnökök a legapróbb részletekről sem maradnak le.

A többlépcsős és összetett validálási folyamat során mindenféle hiba vagy hiba azonosítható és javítható, amíg nincs szükség további módosításokra, és a biztonsági követelmények teljesülnek. Ezzel a KION Mobile Automation tesztmérnökeinek munkája egyelőre lezárult. Ám miután egy új termék a gyárban elkészül, még egy újabb tesztkör következik, mielőtt az AGV-t kiszállítják az ügyfélnek. „A KION-nál inkább biztosra megyünk” – magyarázza Lemoine tesztmérnök. A világon csak kevés olyan vállalat van, amely képes egy AGV-t teljesen házon belül fejleszteni, gyártani és tesztelni a koncepciótól a megvalósításig. „Büszke vagyok arra, hogy a KION azon kevés vállalatok közé tartozik, amelyek képesek erre” – jegyzi meg Lemoine.