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Automatización, siguiente nivel: Linde Material Handling crea hechos

Hito en el camino hacia las carretillas elevadoras autónomas para exteriores
Una carretilla contrapesada autónoma de Linde para uso en exteriores.

Máxima seguridad en el flujo de mercancías, despliegue óptimo de los empleados, escasez de mano de obra cualificada, salvaguardia sostenible de la competitividad: No es casualidad que el tema de la automatización ocupe un lugar prioritario en la agenda de muchos responsables de logística. Y su lista de deseos no termina, naturalmente, con las transpaletas autopropulsadas y similares que ya están implantadas en muchos lugares.

Para Linde Material Handling, como impulsor de la innovación, se trata de un mandato claro para seguir adelante intensamente con el desarrollo de carretillas contrapesadas autónomas: En otras palabras, carretillas elevadoras completamente sin conductor para desplazarse por interiores y exteriores, recoger y transportar mercancías, cargar y descargar camiones y mucho más. Un campo muy complejo con varias subdisciplinas para las que se han desarrollado soluciones específicas. Linde lo ha presentado tras casi cuatro años de trabajo de investigación con la Universidad Técnica de Aschaffenburg (TH AB) en el marco del proyecto KAnIS (Cooperative Autonomous Intralogistics Systems).

Stefan Prokosch, Iniciador del Proyecto KAnIS, Linde MH
La Universidad tiene los conocimientos científicos, nosotros tenemos los conocimientos especializados. Esto nos permitió desarrollar juntos prototipos funcionales muy rápidamente.

Stefan Prokosch, Iniciador del Proyecto KAnIS, Linde Material Handling

Miniatura: carretilla contrapesada autónoma en uso exterior bajo la lluvia

Automatización y zonas exteriores: Una combinación sofisticada

Lo que hace tan difícil el desarrollo de carretillas elevadoras autónomas tiene que ver sobre todo con los escenarios de aplicación clásicos de estos dispositivos; al fin y al cabo, suelen extenderse a zonas exteriores como depósitos o almacenes de bloques. A diferencia de las secciones interiores claramente delimitadas, las condiciones ambientales son mucho más dinámicas: Hay que evitar los baches con seguridad, superar las pendientes y los desniveles y tener en cuenta la gran variedad de usuarios de la carretera. Las superficies irregulares y los perfiles de las carreteras también influyen en el comportamiento al volante. Y luego está toda la gama de influencias meteorológicas, como la niebla, la lluvia o la nieve, que plantean enormes desafíos a la tecnología de sensores instalada. En otras palabras: multitud de variables, y para los socios del proyecto KAnIS multitud de tareas, que se abordaron en varios proyectos parciales.

Catedrático Doctor Hans-Georg Stark, Director del Proyecto KAnIS, Facultad de Ingeniería, Universidad de Ciencias Aplicadas de Aschaffenburg (TH AB)
El proyecto KAnIS fue un proyecto de investigación interdisciplinar muy complejo para TH AB. Participaron diez profesores, además de numerosos ayudantes de investigación y estudiantes.

Catedrático Doctor Hans-Georg Stark, Director del Proyecto KAnIS, Facultad de Ingeniería, Universidad de Ciencias Aplicadas de Aschaffenburg (TH AB)

Atento, receptivo, proactivo, etc.

Lo ideal sería que los conductores humanos de carretillas elevadoras fueran a trabajar con estas "virtudes", ¡y que los vehículos autónomos se diseñaran en términos de software y hardware! Por ello, los investigadores de KAnIS centraron su trabajo en estos aspectos: Percepción del entorno e interacción con otros usuarios de la carretera. Los sofisticados escáneres láser 3D y las cámaras HD desempeñan un papel importante. Mientras que estos últimos son especialmente adecuados para registrar información cromática y reconocer y clasificar objetos con ayuda de algoritmos de IA, los escáneres láser son la tecnología elegida para determinar la distancia a los objetos clasificados. Resultado: La carretilla elevadora sabe lo que ocurre en su entorno y puede actuar en consecuencia.

… y también preparado para el peor de los casos

Pero, ¿qué ocurre si, por ejemplo, una persona se dirige repentinamente hacia la carretilla elevadora desde una zona que no se puede ver? Para estas situaciones críticas, los investigadores se centran en la cooperación, según el lema: "Veo algo que tú no ves". Si otra carretilla elevadora ha detectado a la persona, esta información fluye a través de una red 5G privada ultrarrápida (creada especialmente como parte del proyecto) hasta un servidor, que a su vez la reenvía a todas las demás carretillas elevadoras. ¿Y si no hay una segunda carretilla cerca? También en este caso, Linde Material Handling y TH AB han tomado medidas en forma de escáneres láser 3D estacionarios, que se colocan en puntos neurálgicos y también transmiten sus datos al servidor central.

Catedrático Doctor Klaus Zindler, Vicepresidente de Investigación y Transferencia, Universidad de Ciencias Aplicadas de Aschaffenburg (TH AB)
Las redes de radio rápidas son un requisito indispensable para que las carretillas elevadoras autónomas puedan actuar de forma cooperativa en zonas exteriores y reaccionar en tiempo real ante situaciones de tráfico imprevistas.

Catedrático Doctor Klaus Zindler, Vicepresidente de Investigación y Transferencia, Universidad de Ciencias Aplicadas de Aschaffenburg (TH AB)

Mucho trabajo de investigación para la asignación del trabajo

Por supuesto, se necesita mucho más para convertir una carretilla elevadora autónoma en un asistente logístico fiable y productivo. Las carretillas contrapesadas, la "navaja suiza" de las carretillas industriales, son conocidas por tener que hacer frente a una gran variedad de portadores de carga. Los participantes en el proyecto crean las condiciones para reconocerlos y grabarlos instalando una cámara móvil montada entre las horquillas. Mide el portacargas respectivo para que las púas puedan posicionarse en consecuencia mediante el desplazador lateral. Posición de la palabra clave: Mientras que las carretillas utilizan escáneres láser para localizarse en zonas interiores, para las aplicaciones exteriores se emplea un GPS diferencial especialmente preciso. Las especificaciones del equipo de investigación también incluían temas como el mantenimiento predictivo, la gestión automática de la carga y opciones para limpiar automáticamente los sensores cercanos al suelo mediante aire comprimido.

Carretillas contrapesadas autónomas en acción
El sensor a ras de suelo de una carretilla contrapesada autónoma.
Una carretilla elevadora Linde autónoma durante el proceso de carga.
Carretillas contrapesadas autónomas en acción
El sensor a ras de suelo de una carretilla contrapesada autónoma.
Una carretilla elevadora Linde autónoma durante el proceso de carga.

Mark Hanke, Director de Desarrollo Avanzado, Linde Material Handling
La aplicación práctica de los resultados de la investigación fue un aspecto importante para Linde Material Handling y TH AB.

Mark Hanke, Director de Desarrollo Avanzado, Linde Material Handling

Cuatro carretillas elevadoras autónomas para empezar

Linde y TH AB lo tuvieron claro desde el principio del proyecto: KAnIS no solo debe ofrecer resultados teóricos, sino también prototipos operativos. En concreto, los portadores de tecnología ensamblados son cuatro vehículos basados en las carretillas contrapesadas eléctricas Linde E20, Linde E25 y Linde E30. El plan es seguir desarrollándolos a lo largo de 2024 y mejorar su idoneidad práctica para que puedan utilizarse en condiciones reales en la planta de Aschaffenburg en el futuro.

Tanto en interiores como en exteriores, los dispositivos de alta tecnología transportarán contenedores de rejilla, baterías paletizadas o bastidores de vehículos, por ejemplo, mientras sortean pendientes de hasta el 8 % e interactúan con otras personas y sistemas AGV. Y por supuesto: Proporcionarán a Linde más información valiosa para garantizar que la investigación orientada a la aplicación se traduzca finalmente en un producto comercializable para los clientes.

Mal Rexhepi, Director de Producto Automation und Intralogistik Solutions, Linde Material Handling
No solo somos el socio investigador, sino también el primer cliente del proyecto.

Mal Rexhepi, Director de Producto Automation und Intralogistik Solutions, Linde Material Handling

KAnIS – Datos clave de un proyecto pionero

Nombre del proyecto

Sistemas intralogísticos autónomos cooperativos

Tiempo de marcha

Del 1 de marzo de 2020 al 31 de diciembre de 2023

Socios

Linde Material Handling y la Universidad de Ciencias Aplicadas de Aschaffenburg

Volumen del proyecto

Alrededor de 2,8 millones de euros de financiación en el marco del programa "Tecnologías de la Información y la Comunicación" del Estado Libre de Baviera.

Implementación

Cuatro prototipos basados en la última generación de carretillas contrapesadas eléctricas Linde E20, Linde E25 y Linde E30

Otros

Robot de carga basado en IA, red 5G privada, sensores de infraestructura, GPS diferencial con estación base propia (Sistema de Posicionamiento Global), computación en la nube mediante servidor Edge.