¿Qué es un vehículo de guiado automático (AGV)?

Los sistemas de vehículos de guiado automático (AGV), también denominados vehículos de guiado autónomo, vehículos autoguiados o robots móviles, son sistemas de manipulación de materiales que transportan mercancías o materiales dentro de un entorno controlado sin necesidad de un operador o conductor humano. Suelen emplearse en instalaciones de fabricación, almacenes o centros de distribución. Este artículo profundiza en los distintos tipos de AGV, su funcionamiento y sus ventajas e inconvenientes.  

Casos de uso de los AGV

Los sistemas de vehículos de guiado automático se utilizan para tareas que normalmente se llevarían a cabo con carretillas elevadoras, sistemas transportadores o carros manuales; mover grandes volúmenes de material de A a B. La gran ventaja sobre estos sistemas tradicionales de manipulación de materiales es que pueden funcionar automáticamente y sin recursos humanos que tripulen el vehículo.  

Los AGV pueden utilizarse en una gran variedad de entornos, siempre que sea posible controlar el entorno. Veamos a continuación cómo se despliegan los AGV:

1. Transporte de materias primas

Los AGV se utilizan a menudo en el movimiento de materias primas como metal, productos químicos, plástico o papel en entornos industriales. Sustituyendo a las cintas transportadoras, pueden facilitar la transferencia fluida de estos materiales desde los muelles de recepción a las zonas de almacenamiento o directamente a las líneas de producción. Esta capacidad garantiza un suministro constante y fiable de materias primas a las zonas de producción, eliminando retrasos y mejorando la eficacia.

2. Aplicaciones de trabajo en curso (WIP)

En los entornos de fabricación, los AGV se utilizan en el movimiento de mercancías parcialmente terminadas a través de las distintas fases de producción. Transportan materiales o componentes del almacén a las líneas de producción o entre estaciones de trabajo, optimizando el flujo de mercancías a través del proceso de fabricación. Este movimiento continuo es vital para mantener un proceso de producción fluido e ininterrumpido, aumentando así la productividad y reduciendo la probabilidad de paradas de producción.

3. Manipulación de productos acabados

Una vez finalizado el proceso de fabricación, los AGV se utilizan para transportar los productos acabados desde la línea de producción hasta las zonas de almacenamiento o expedición. Esta manipulación automatizada minimiza el riesgo de daños en los productos acabados y garantiza su entrega puntual en los muelles de almacenamiento o expedición, preparándolos para su distribución.

4. Tramitación de entradas y salidas

Los AGV se utilizan en algunos casos para gestionar operaciones de almacén, incluida la reposición de existencias y los procesos de picking. Pueden transportar mercancías desde las zonas de recepción hasta las ubicaciones de almacenamiento o desde el almacenamiento a largo plazo hasta las zonas de preparación de pedidos, asumiendo la función de sistema de almacenamiento y recuperación automatizados (AS/RS). Aunque los transportadores son más habituales, los AGV pueden integrarse con AutoStore (véase más adelante) para transportar los pedidos cumplidos a las zonas de embalaje y expedición. Los transportadores son menos flexibles una vez instalados, de ahí que algunos operarios de almacén opten por robots móviles como los AGV.

Este vídeo muestra una integración del sistema AutoStore y AGVs de Safelog en Sport Okayuna empresa de comercio electrónico especializada en ropa alpina y equipamiento deportivo con sede en Innsbruck, Austria (potenciada por Hörmann Intralogistics).

5. Almacenamiento y recuperación automatizados: Robots móviles colaborativos en picking

Además de los AGV tradicionales, en los almacenes pueden utilizarse robots móviles colaborativos (un subconjunto de los AGV) para ayudar en las operaciones de picking. Estos robots trabajan junto a trabajadores humanos, guiándoles en las tareas de picking y transportando los pedidos recogidos a las zonas de embalaje y envío. El inconveniente es que los AGV necesitan más espacio que otros sistemas automatizados de preparación de pedidos y que su funcionamiento depende de sensores sensibles al polvo. Por tanto, la fiabilidad general de las operaciones de picking tiende a ser menor que la de otros sistemas, ya que requieren un entorno estrictamente controlado y funcionan en un entorno muy expuesto al polvo (el suelo del almacén).

Diferentes tipos de vehículos de guiado automático (AGV)  

Existen varios tipos de vehículos de guiado automático (AGV), cada uno diseñado para adaptarse a necesidades y entornos específicos de manipulación de materiales. A continuación enumeramos los tipos más comunes.

Carros de guiado automático (AGC)

Los carros guiados o AGC son la forma más sencilla de AGV que suelen seguir trayectorias predefinidas o pistas magnéticas. Suelen utilizarse para transportar cargas o artículos más pequeños dentro de una instalación, como componentes o piezas en líneas de montaje, o para transportar herramientas, residuos y equipos. Otros casos de uso son:

• Aplicaciones de clasificación y almacenamiento
• Operaciones de cross-docking
• Transportadores automáticos de carros de hospital para comidas, ropa blanca, residuos y suministros

AGVs para carretillas elevadoras

Los AGVs de carretilla elevadora están diseñados para imitar las funcionalidades de las carretillas elevadoras convencionales, pero sin necesidad de operador humano. Disponen de horquillas para elevar y colocar cargas a distintas alturas. Los AGV de carretilla elevadora se utilizan ampliamente en almacenes e instalaciones de fabricación para tareas como apilar palés, recuperar artículos de las estanterías y cargar y descargar camiones.

Algunos casos de uso de AGV para carretillas elevadoras son:

• Operaciones de almacén para apilar y retirar mercancías
• Entornos de producción para el suministro de materias primas a las líneas de producción
• Centros de distribución para carga y descarga de mercancías

Unidades de carga AGV

Estos AGV están diseñados para transportar cargas unitarias individuales, como palés, contenedores o estanterías. Suelen disponer de plataformas u horquillas para apoyar y mover las cargas. Los AGV de carga unitaria se utilizan habitualmente en almacenes, centros de distribución e instalaciones de fabricación para tareas como el movimiento de palés, la carga/descarga y el almacenamiento.

Remolque de AGV (remolcadores)

Los AGV de remolque, o remolcadores, se utilizan para tirar o remolcar carros, remolques u otros dispositivos con ruedas de forma autónoma, casi como un tren. Están equipados con un mecanismo de enganche o acoplamiento para conectar y transportar cargas. Los AGV de remolque suelen utilizarse en aplicaciones en las que es necesario mover simultáneamente varias cargas más pequeñas, como la entrega de materiales a las líneas de producción.

Transportistas de cargas pesadas

Para las aplicaciones industriales más pesadas, los AGV están equipados para transportar cargas pesadas:

• Grandes componentes de montaje
• Fundición pesada y bobina
• Transporte de chapas en industrias como la siderurgia y el montaje de maquinaria pesada

Algunos modelos incorporan funciones de autocarga y opciones avanzadas de dirección (estándar, pivotante u omnidireccional) para desplazarse por espacios reducidos y entornos industriales complejos.

AGV híbridos

Los AGV híbridos combinan la tecnología AGV con el manejo manual. Pueden funcionar de forma autónoma, siguiendo rutas preprogramadas, pero también pueden ser manejados manualmente por un operario cuando sea necesario. Los AGV híbridos son útiles en situaciones en las que la flexibilidad y la adaptabilidad son importantes, ya que permiten realizar operaciones de manipulación de materiales tanto automatizadas como manuales.

Otros robots móviles: Robots móviles autónomos (AMR)

Los robots móviles autónomos (AMR), al igual que los AGV, se clasifican como robots móviles y a menudo pueden parecer bastante similares a los AGV a primera vista. Sin embargo, difieren en su funcionamiento.

Los AMR son más avanzados que los AGV, ya que están equipados con sensores y cámaras que les permiten comprender su entorno e interactuar con él en tiempo real. No se basan en rutas predefinidas. En su lugar, navegan creando mapas de su entorno y tomando decisiones dinámicas sobre la mejor ruta para llegar a su destino, de forma similar a como lo haría un coche inteligente con un GPS. Esto significa que los AMR pueden evitar obstáculos, cambiar de ruta cuando sea necesario y adaptarse a los cambios de su entorno de trabajo.

Cómo funcionan los AGV

Los AGV están diseñados para seguir trayectorias predefinidas o sistemas de guiado dentro de una instalación. Estas trayectorias pueden determinarse por medios físicos como cintas magnéticas, cables o líneas ópticas, o mediante métodos más sofisticados como la navegación láser mediante reflectores preinstalados.

1. Navegación y orientación

Los vehículos autoguiados se desplazan por el entorno mediante diversas tecnologías de guiado:

• Cinta magnética o cable: Los AGV siguen una ruta definida por una cinta magnética o un cable incrustado en el suelo. El vehículo detecta el campo magnético o la señal eléctrica para seguir la ruta predeterminada.
• Navegación láser: Los AGV equipados con navegación láser utilizan reflectores colocados alrededor de las instalaciones. El AGV emite rayos láser que rebotan en estos reflectores, y el vehículo calcula su posición en función del tiempo que tarda en volver la luz.
• Navegación óptica: Este método consiste en que los AGV sigan marcadores visuales o líneas pintadas en el suelo.
• Navegación inercial: Los AGV utilizan giroscopios y acelerómetros para seguir su movimiento desde una posición conocida, lo que les permite navegar en función de los cambios calculados en su posición a lo largo del tiempo.
• Navegación GPS: En aplicaciones al aire libre, los AGV pueden utilizar el GPS para la navegación, aunque esto es menos común en entornos interiores debido a la recepción limitada de la señal del satélite.

2. Detección de obstáculos y seguridad

Los AGV están equipados con sensores y mecanismos de seguridad para detectar obstáculos y garantizar un funcionamiento seguro. Entre las características de seguridad más comunes se incluyen:

• Sensores Lidar y ultrasónicos: Estos sensores detectan obstáculos en la trayectoria del AGV y pueden hacer que el vehículo reduzca la velocidad o se detenga para evitar colisiones.
• Parachoques: Los parachoques físicos pueden activar una parada de emergencia si el AGV entra en contacto con un objeto o una persona.
• Botones de parada de emergencia: Los botones de parada manual permiten a los humanos detener inmediatamente el AGV si es necesario.

3. Comunicación y control

Los AGV forman parte de un sistema automatizado mayor y se comunican con un sistema de control central para recibir instrucciones y coordinarse con otros vehículos y sistemas. La comunicación puede producirse a través de:

• Wi-Fi: Los AGV se conectan a un sistema de control central a través de redes inalámbricas para recibir información sobre rutas y asignaciones de tareas.
• Etiquetas RFID: Las etiquetas de identificación por radiofrecuencia incrustadas en el suelo pueden proporcionar datos de localización a los vehículos AGV y activar acciones específicas cuando se detectan.

4. Potencia y propulsión

Los AGV suelen funcionar con baterías y motores eléctricos para su propulsión. La gestión de las baterías es crucial, y existen sistemas para cargarlas, ya sea mediante intercambios manuales de baterías, estaciones de carga automáticas o vías de carga inductivas.

Ventajas e inconvenientes de los AGV

Los vehículos de guiado automático (AGV) ofrecen una atractiva combinación de ventajas para diversas industrias, en particular las relacionadas con la fabricación, el almacenamiento y la distribución. Sin embargo, como cualquier tecnología, también plantean sus propios retos. A continuación se exponen las ventajas y los posibles inconvenientes de la implantación de los AGV en las operaciones.

Ventajas de los AGV

1. Reducción de loscostes de mano de obra: Los AGV pueden reducir significativamente los costes asociados a la mano de obra al hacerse cargo de tareas repetitivas y rutinarias. La inversión inicial en AGV puede ser considerable, pero con el tiempo, la reducción de los gastos relacionados con salarios, prestaciones y posibles problemas de recursos humanos puede suponer un ahorro considerable.
2. Mayorseguridad: Equipados con sensores avanzados y funciones de seguridad, los AGV reducen el riesgo de accidentes laborales. Pueden operar en entornos que pueden ser peligrosos o difíciles para los trabajadores humanos, como temperaturas extremas o zonas con materiales peligrosos.
3. Mayorprecisión y productividad: Los AGV reducen la probabilidad de errores asociados a la fatiga o la negligencia humanas. Su capacidad para funcionar de forma continua, sin pausas ni turnos, significa que pueden mejorar significativamente la productividad, garantizando un flujo constante de operaciones las 24 horas del día.

Desventajas de los AGV

1. No sonadecuados para tareas no repetitivas: Los AGV destacan en entornos controlados en los que las tareas son constantes y repetitivas. En operaciones en las que las tareas varían mucho o requieren la intervención humana, los AGV pueden no ser tan eficaces, lo que limita su aplicabilidad a determinados tipos de trabajo.
2. Menorflexibilidad de las operaciones: La dependencia de rutas y tareas preestablecidas puede hacer que los vehículos autoguiados sean menos adaptables a cambios repentinos en los requisitos operativos. Mientras que los trabajadores humanos pueden cambiar rápidamente de funciones o tareas, los vehículos autoguiados pueden necesitar reprogramaciones o ajustes del sistema para adaptarse a las nuevas demandas, lo que puede reducir la agilidad operativa.
3. Dependenciade sensores sensibles al polvo: Los vehículos autoguiados dependen de sensores, cámaras y otras tecnologías de navegación para moverse y realizar tareas en sus entornos operativos. El polvo y las partículas pueden interferir con estos sistemas y provocar ineficiencias operativas y tiempos de inactividad. Por ejemplo, la acumulación de polvo en los sensores puede reducir su precisión o bloquear por completo su funcionamiento, por lo que es necesario limpiarlos y mantenerlos periódicamente para garantizar un rendimiento óptimo.
4. ‍Mayoresrequisitos de espacio para el almacenamiento: En comparación con otras soluciones de almacenamiento y recuperación automatizados (AS/RS), como los sistemas de almacenamiento en cubos, los AGV requieren pasillos más anchos para acomodar su movimiento y espacio libre operativo. Este aumento del espacio ocupado debe tenerse en cuenta en el coste total de explotación y puede repercutir en el diseño y la eficiencia generales del almacén. Sin embargo, en comparación con otras tecnologías automatizadas como los transportadores, los AGV son mucho más flexibles y eficientes en términos de espacio.

Alternativas a los AGV

Los AGV han revolucionado las operaciones manuales en almacenes y entornos de fabricación, mejorando la eficiencia y reduciendo la necesidad de mano de obra. Sin embargo, puede que no sean la solución perfecta para todas las situaciones empresariales. La tecnología de automatización de almacenes ha evolucionado considerablemente en la última década, dando cabida a sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación más eficaces. A continuación se presentan algunos ejemplos que tienden a tener una mayor fiabilidad, optimización del espacio y retorno de la inversión a largo plazo:

Sistemas de transporte frente a AGV

La principal diferencia entre los AGV y los sistemas transportadores es su diseño fundamental: los transportadores son sistemas fijos que requieren una trayectoria fija para su funcionamiento, mientras que los AGV son móviles, lo que les permite desplazarse libremente por una instalación. Esta distinción nos lleva a una consideración crucial: el impacto en la utilización del espacio de las instalaciones. Los sistemas transportadores, por su propia naturaleza, requieren una cantidad significativa de espacio dedicado dentro de las instalaciones para su instalación y funcionamiento. Este requisito puede suponer un reto para las operaciones con espacio limitado o para aquellas que necesitan mantener la flexibilidad en el diseño de su distribución.

Por el contrario, los AGV ofrecen una solución más flexible que requiere menos infraestructura dedicada, lo que los convierte en una opción viable para instalaciones con limitaciones de espacio o para aquellas que priorizan la adaptabilidad en sus operaciones. Sin embargo, la elección entre adoptar un sistema transportador o desplegar una flota de AGV no es sólo una cuestión de espacio. También depende de las demandas específicas de su operación. Por ejemplo, los entornos con un flujo de mercancías continuo o casi continuo pueden encontrar más beneficiosos los sistemas transportadores debido a su capacidad para manejar grandes volúmenes de materiales de forma eficiente y fiable.

Almacenamiento y recuperación automatizados (AS/RS) frente a AGVs

Los sistemas de almacenamiento y recuperación automatizados (AS/RS), como las soluciones de almacenamiento en cubos, ofrecen una alternativa completa a los AGV al proporcionar capacidades tanto de transporte como de almacenamiento. Tanto los AGV como los AS/RS pueden entregar mercancías a las personas para el cumplimiento de pedidos y el reabastecimiento, eliminando la necesidad de caminar, pero los sistemas AS/RS también se encargan del aspecto del almacenamiento.

Sin embargo, los AGV necesitan pasillos accesibles y, a menudo, configuraciones de almacenamiento más dispersas para desplazarse por el almacén, lo que puede suponer un mayor uso del espacio del almacén. Una ventaja significativa del almacenamiento en cubos AS/RS es su capacidad de almacenamiento ultradenso, que puede liberar hasta un 400% del espacio ocupado por las estanterías tradicionales necesarias para los AGV.

Además, los sistemas de almacenamiento en cubos dentro del marco AS/RS pueden desempeñar otras funciones dentro de una operación, incluido el almacenamiento intermedio entre diferentes etapas del flujo de trabajo, la preparación de pedidos para su envío y la integración perfecta en una estrategia G2P. Esta versatilidad permite a las operaciones abordar una gama más amplia de retos logísticos que van más allá del mero transporte de materiales: retos como la gestión de inventarios, la eficiencia en el cumplimiento de pedidos y la optimización del espacio.

Sin embargo, el AS/RS de almacenamiento en cubos requiere que el inventario se coloque en contenedores o cajas que se apilan en una cuadrícula muy apretada. Los robots navegan por la parte superior y clasifican, optimizan y recuperan las ubicaciones de inventario y las entregan a las estaciones de trabajo para que los humanos las recojan o repongan. Esto significa que los productos deben caber en las ubicaciones para poder automatizarse con la tecnología de almacenamiento en cubos. Los AGV pueden ser una opción muy adecuada para integrarse con el almacenamiento en cubos y automatizar la manipulación de materiales de artículos de mayor tamaño que no son aptos para almacenarse dentro de la configuración Grid.

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Robots móviles autónomos (AMR) vs AGVs

Como ya se ha dicho, los AMR son bastante parecidos a los AGV, pero difieren en sus métodos de navegación. Mientras que los AGV necesitan rutas predeterminadas para funcionar de forma autónoma, los AMR navegan mediante sensores y mapas incorporados, lo que les permite sortear obstáculos y elegir diferentes rutas hacia un destino, de forma similar a un robot aspirador. Esta flexibilidad hace que los AMR sean más adecuados para entornos dinámicos en los que la disposición cambia o en los que tienen que interactuar con personas y otros equipos. Pueden ser especialmente útiles en instalaciones que requieren un alto grado de adaptabilidad o en espacios donde la instalación de guías físicas para los AGV resulta poco práctica.

A la hora de elegir entre uno y otro, todo se reduce a la previsibilidad del entorno operativo en el caso de los AGV, frente a la necesidad de flexibilidad y capacidad de adaptación a los cambios en el caso de los AMR.

Carros aéreos vs AGVs

• Los sistemas transportadores de carros aéreos presentan una opción interesante para las operaciones de almacenes y centros de distribución, destacando como una alternativa distinta tanto a las cintas transportadoras tradicionales como a los vehículos de guiado automático (AGV). Estos sistemas, que pueden ser motorizados o no, ofrecen un método único de transportar productos y materiales utilizando una cadena que se mueve dentro de una pista cerrada en una configuración de bucle cerrado. De esta cadena cuelgan diversos dispositivos, como perchas, carros o cestas de alambre, para transportar los materiales concretos.

En comparación con los AGV, los carros transportadores aéreos ofrecen algunas ventajas:

• Eficiencia espacial: Al utilizar el espacio aéreo, estos transportadores liberan espacio en el suelo para otras operaciones, algo especialmente beneficioso en entornos abarrotados o de espacio limitado.
• Manipulación especializada: Proporcionan soluciones para requisitos de manipulación específicos que los AGV podrían no ser capaces de acomodar tan eficientemente, como el transporte de GOH o artículos que requieren colgarse u orientaciones específicas durante el tránsito.
• Funcionamiento continuo: Los sistemas de carros aéreos pueden ofrecer un flujo continuo de materiales, lo que resulta especialmente útil en aplicaciones de líneas de producción en las que la entrega constante de material es fundamental.

Integración de AGV en AutoStore y otros sistemas

Si está pensando en utilizar vehículos autoguiados, la integración con los sistemas de almacén existentes es un paso crucial. Los AGV pueden integrarse con distintos tipos de sistemas de gestión de almacenes (SGA) o de planificación de recursos empresariales (ERP).

Integrando AGVs en el AS/RS de almacenamiento en cubosAutoStore , los almacenes pueden extender la eficiencia más allá de la Rejilla. Aunque la tecnología de transportadores es la opción típica, los AGV pueden utilizarse para transportar pedidos empaquetados desde la estación de trabajoAutoStore a otras partes del almacén, o directamente a las zonas de expedición. Esto reduce la manipulación manual y acelera el proceso de llevar los productos del almacén a su siguiente destino. En los casos en que los almacenes requieren más flexibilidad en comparación con la tecnología de transporte, los AGV pueden ser una opción excelente.

Resumen

En resumen, los AGV son vehículos autónomos diseñados para transportar mercancías en entornos controlados, como almacenes, y a menudo se encargan de las tareas que normalmente realizan las carretillas elevadoras o los sistemas transportadores. La adopción de AGV mejora la manipulación de materiales con la automatización, aumentando la seguridad y la productividad en comparación con las operaciones manuales. Aunque los AGV son adecuados para muchas tareas de manipulación de materiales en el almacén, opciones como el almacenamiento en cubos AS/RS requieren mucho menos espacio y son más adecuadas para operaciones de alto rendimiento de artículos de tamaño pequeño a mediano. La integración de los AGV con el almacenamiento en cubos AS/RS puede ser una solución convincente. Obtenga más información sobre SportOkay, donde instalaron tanto el almacén de cubos AS/RS de AutoStore como la tecnología AGV.

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PREGUNTAS FRECUENTES

¿Qué es un AMR frente a un AGV?

Un AMR (Robot Móvil Autónomo) es una categoría más amplia que incluye a los AGV, siendo los AMR más flexibles y capaces de navegar en entornos dinámicos, mientras que los AGV suelen seguir trayectorias predeterminadas.

¿Cuáles son los tipos de vehículos de guiado automático?

Existen varios tipos de AGV, como los AGV de carga unitaria para transportar palés o contenedores, los AGV de arrastre para tirar de carros o remolques, los AGV de carretilla elevadora para levantar y colocar cargas, los carros guiados para cargas más pequeñas o tareas de la cadena de montaje, los AGV con accesorios personalizados para tareas especializadas y los AGV híbridos que combinan el funcionamiento automatizado y el manual.

¿Cuáles son los retos asociados a la implantación de AGV en un almacén o una fábrica?

Los retos asociados a la implantación de vehículos autoguiados en un almacén o una fábrica incluyen la necesidad de modificar la infraestructura, garantizar la compatibilidad con los sistemas existentes, abordar los problemas y las normativas de seguridad, impartir formación exhaustiva a los empleados y optimizar los flujos de trabajo de los vehículos autoguiados para lograr una integración perfecta en las operaciones existentes.