Proyecto conceptual de un sistema AGV: equipo, layout, simulaciones

Una vez tomada la decisión de «implantar», empieza la parte más creativa de toda la metodología: el proyecto del sistema AGV adaptado a una nave concreta. Es la etapa conceptual, previa incluso a las conversaciones con los proveedores, en la que se establece quién trabaja en la implantación, por dónde circularán los vehículos, qué tecnología se elige y si las hipótesis cuadran. Este artículo, que forma parte de la serie Implantación de AGV paso a paso, guía por el proyecto conceptual que se elabora justo después de una auditoría de preparación de la planta con resultado positivo.

Constitución del equipo de proyecto

Un buen proyecto conceptual no nace en una sola mesa. Empiece por constituir formalmente un equipo de implantación con funciones claramente asignadas: es él quien responde de la calidad de las decisiones posteriores. En él deben estar representados todos los departamentos a los que afectará la implantación.

• Producción: conoce el ritmo real de la línea y sabe cuándo se necesita realmente el material en el puesto.
• Logística y almacén: describe los flujos, los volúmenes y los puntos en los que hoy se forman colas.
• Mantenimiento: evaluará la facilidad de mantenimiento y el impacto de los AGV en la disponibilidad de las máquinas.
• TI: verificará los requisitos de integración con los sistemas MES/WMS/ERP y el estado de la red.
• PRL: evalúa desde el principio los riesgos y prepara las directrices de seguridad para los robots móviles.

A ello se suman el jefe de proyecto, que lo coordina todo, y un patrocinador por parte de la dirección de la fábrica: una persona con mandato para tomar decisiones y desbloquear el presupuesto. Esta composición interdisciplinar garantiza que en la planificación se tengan en cuenta las necesidades y limitaciones de cada parte, en lugar de descubrirlas en la fase de puesta en marcha. Ya en este momento conviene planificar la forma de colaborar con el futuro proveedor y designar a las personas de contacto.

Mapeo de procesos y layout objetivo

El núcleo del concepto es un layout intralogístico detallado con las rutas de los AGV. Sobre el plano de la planta, trace los recorridos óptimos: los que evitan las zonas de mucho tráfico de personas, las curvas cerradas y los lugares donde se acumulan materiales de forma habitual.

A continuación, marque los puntos de recogida y de entrega. Son los lugares en los que el vehículo recoge la carga (puestos de carga junto a las máquinas, estanterías de pick-up) y en los que la deposita (zonas de depósito, muelles, áreas de expedición). En cada uno de ellos debe haber espacio suficiente para maniobrar y para una posible estación de búfer, de modo que el AGV no espere inactivo a tener acceso. Diseñe la lógica del flujo: qué puntos conectar mediante rutas, dónde se producirán cruces entre el tráfico de vehículos y el tráfico peatonal o el transporte manual y cómo protegerlos.

Por último, calcule la flota. A partir de los datos del análisis de necesidades, estime de forma preliminar el número de AGV: calcule cuántas misiones por hora ejecuta realmente un vehículo y compárelo con el número total de órdenes de transporte en el pico. Es la primera respuesta aproximada a la pregunta «cuántos vehículos»; la simulación la verificará más adelante.

Requisitos técnicos del sistema

Para los flujos diseñados, ahora se eligen las soluciones técnicas concretas. Es aquí donde el concepto deja de ser un esquema sobre el plano y se convierte en una especificación.

Navegación: cinta frente a láser y SLAM

Decida cómo se orientarán los vehículos en el espacio. Por un lado está la navegación basada en una infraestructura física: cinta magnética en el suelo, bucles inductivos en el pavimento, marcadores RFID o códigos cada cierta distancia. Por otro, la navegación natural, sin infraestructura adicional, en la que el AGV escanea el entorno con un láser o una cámara y se desplaza según el plano cargado de las instalaciones.

El compromiso es claro. La cinta es barata y sencilla de poner en marcha, pero poco flexible ante los cambios de ruta: cada modificación implica volver a pegarla físicamente. La navegación láser y SLAM permite cambiar el trazado de las rutas en el software, pero es más cara y exige un entorno estable y bien «legible» para los escáneres. La elección debe derivarse del carácter de la nave: si el espacio es fijo o se reorganiza a menudo, y qué precisión se exige en el posicionamiento de la carga.

Tipo de AGV y cargas transportadas

Determine qué transportarán los vehículos y cómo, porque eso decide el modelo. Un vehículo sirve para arrastrar trenes de remolques (AGV remolcadores), otro para levantar palés del suelo (tipo horquilla) y otro distinto para transportar pequeños contenedores o cajas de cartón. Compruebe la masa y las dimensiones máximas de la carga, así como la altura de elevación necesaria. Decida también el concepto de transferencia de la carga: si el AGV recoge por sí mismo el palé del suelo (en cuyo caso necesita función de horquillas) o si equipará las estaciones de carga con transportadores de rodillos que cargan automáticamente el palé sobre la plataforma del vehículo. La amplia oferta del mercado permite elegir un vehículo para casi cualquier carga, pero es el concepto del flujo, y no el catálogo del proveedor, el que debe dictar la elección.

Carga de oportunidad frente a carga cíclica

Planifique las estaciones de carga en lugares de fácil acceso para la flota, preferiblemente junto al pasillo principal o al final del bucle de transporte. Establezca la estrategia de carga: la carga de oportunidad consiste en recargas cortas en cada ocasión que se presente, de modo que el vehículo rara vez sale de circulación; la carga cíclica implica ir a cargar solo cuando la batería se ha descargado hasta un nivel determinado. El primer enfoque mantiene mejor la continuidad del trabajo con un takt exigente; el segundo simplifica la lógica y suele ser más suave con las celdas. Planifique además la infraestructura auxiliar: marcadores de navegación en las rutas, una posible nivelación del suelo en los puntos críticos y cobertura wifi en toda la longitud de las rutas, ya que la mayoría de las flotas se comunican de forma inalámbrica con el sistema de gestión. Las soluciones de seguridad (escáneres de detección de obstáculos, zonas de acceso restringido, pulsadores de parada de emergencia) deben consultarse con el equipo de PRL ya en esta fase.

Verificación del concepto mediante simulación

Antes de gastar dinero en equipos, compruebe el proyecto del sistema AGV de forma virtual. Una simulación por ordenador con software especializado en procesos logísticos, por ejemplo FlexSim o Plant Simulation, permite ver el flujo de materiales con los vehículos y calcular los indicadores previstos antes de instalar nada en la nave.

¿Qué aporta concretamente un modelo así? Sobre todo tres cosas: los tiempos de ejecución de las misiones, la utilización de la flota y una imagen de las colas de tareas. La simulación revela cuellos de botella que no se ven en un plano estático: por ejemplo, un atasco cuando dos vehículos coinciden en un tramo estrecho, o la señal de que el número de AGV previsto no dará abasto en las horas punta. Así, las correcciones se hacen en el modelo y no en una realidad costosa: se cambia una ruta, se añade un punto de cruce o se modifica la programación de las órdenes. El modelo también resulta útil para evaluar la seguridad: permite ensayar escenarios de emergencia y comprobar si las zonas están bien distribuidas. Si no dispone de herramientas de simulación, analice al menos con detalle el takt del transporte: cuánto dura una misión y si la flota podrá ejecutar todas las tareas en el tiempo requerido.

Actualización de las hipótesis y documento del concepto

La simulación casi siempre cambia algo de la idea inicial, y es bueno que así sea: en eso consiste su valor. Por tanto, al final de la fase conceptual, actualice la documentación de las hipótesis: precise la especificación de requisitos del sistema, que incluye el número de vehículos, el modo de navegación, los requisitos de equipo e integración, el layout de las rutas y los puntos de contacto con los procesos de producción.

Este documento es su artefacto más importante al iniciar las conversaciones con el mercado. Se convierte en la base de la solicitud de presupuesto y en el punto de referencia que le permitirá comparar las ofertas con los mismos criterios, en lugar de dejarse llevar por las presentaciones comerciales. Si en esta fase quiere apoyarse en competencias externas, un buen integrador de sistemas AGV y AMR le ayudará a cerrar el concepto y a verificar las hipótesis antes de que pasen a la especificación.

Resumen: qué debe incluir el proyecto de un sistema AGV

Antes de dar por cerrada la etapa conceptual, compruebe que dispone de todo lo acordado:

• Equipo de proyecto constituido con producción, logística, mantenimiento, TI y PRL, además del jefe de proyecto y el patrocinador.
• Layout objetivo con las rutas de los AGV, los puntos de recogida y de entrega, los búferes y los cruces protegidos.
• Número preliminar de vehículos calculado a partir de las misiones por hora y del volumen de órdenes.
• Tecnología de navegación elegida, con la justificación del compromiso cinta / láser-SLAM.
• Tipo de AGV elegido según la masa, las dimensiones y el modo de transferencia de la carga.
• Estrategia de carga (de oportunidad o cíclica) y ubicación de las estaciones.
• Medidas de seguridad consultadas con PRL.
• Concepto verificado mediante simulación o, como mínimo, mediante el análisis del takt del transporte.
• Especificación de requisitos actualizada y lista para la solicitud de presupuesto.

¿Hay que hacer el proyecto conceptual con el proveedor?

No al principio. Conviene recorrer la etapa conceptual por cuenta propia para iniciar las conversaciones con el mercado con unos requisitos claramente definidos, y no con una hoja en blanco. Solo así tendrá el control sobre la dirección del proyecto y podrá comparar las ofertas con rigor. El apoyo de un integrador puede ser valioso para verificar las hipótesis, pero la especificación en sí debe partir de usted.

¿Y si la simulación muestra que faltan vehículos?

Precisamente para eso se hace. Ampliar la flota en el modelo cuesta unos cuantos clics, y no una nueva compra tras la puesta en marcha. Analice si el problema es el número de vehículos o más bien la disposición de las rutas y la programación de las órdenes: a veces, añadir un punto de cruce o trasladar parte de las misiones fuera del pico resuelve la cuestión sin ampliar la flota.