Konceptutveckling och design för integration av autonoma mobila robotar : Ett bidrag till helautomatisk linjematning

Automation is a key enabler of modern manufacturing. It can result in increased flexibility, safety, and reduced costs. Internal logistics processes have thus far been automated to a lower level compared to other processes in a manufacturing system. Autonomous Mobile Robots (AMRs) are an emerging technology with potential to automate internal logistics processes, but there exists limited literature on their integration and implementation. In a literature study, no papers were identified that directly studied the mechanical challenges that arise in the implementation of AMRs, and none suggested solutions to overcome those challenges. The industry has shown interest in exploring the benefits of employing mixed AMR fleets where different types of AMRs, with different mechanical specifications, can work together and share tasks. This thesis aims to contribute to the flexible integration of AMRs into manufacturing lines, especially in the context of mixed AMR fleets. A self-adjusting logistic cart is the outcome of a systematic systems engineering concept development and design process. The advantage of flexible logistic infrastructure, regardless of the type of fleet employed (i.e., mixed or homogenous), is that it can provide the industry with freedom and time to learn which AMRs and fleets best fit their needs. The novel concept provides the industry with flexibility to optimise their line feeding processes without the added problem-solving and time required to adapt and/or update logistic infrastructure such as carts. In addition to the concept development, a generalised guide for the design of carts used with AMRs is contributed to facilitate future design for AMRs studies. The concept and prototype design are evaluated and discussed. Further iterations of the design process are needed for the concept to reach maturity. Future studies into the benefits and shortcomings of the concept are encouraged. Automation är en viktig faktor för modern tillverkning. Den kan resultera i ökad flexibilitet, säkerhet och minskade kostnader. Interna logistikprocesser har hitintills automatiserats till en lägre nivå jämfört med andra processer i tillverkningssystemen. Autonoma Mobila Robotar (AMR) är en framväxande teknik med potential att automatisera interna logistikprocesser, men det finns begränsad litteratur som beskriver deras integration och implementering. I en litteraturstudie identifierades inga artiklar som direkt studerade de mekaniska utmaningar som uppstår vid en implementering av AMR, och inga förslag till lösningar för att övervinna dessa utmaningar. Branschen har visat intresse för att utforska fördelarna med att använda blandade AMR-flottor där olika typer av AMR med olika mekaniska specifikationer arbetar tillsammans och delar uppgifter. Denna avhandling syftar till att bidra med kunskap om flexibel integration av AMR i tillverkningslinjer, särskilt i system med blandade flottor. En självjusterande logistikvagn är resultatet av systematisk konceptutveckling och konstruktionsprocess. Fördelen med en flexibel logistikinfrastruktur, oavsett vilken typ av flotta som används (dvs. blandad eller homogen), är att den kan ge industriell frihet och tid att lära sig vilka typer av AMR och flottor som bäst passar varje företags behov. Konceptet ger branschen flexibilitet att optimera sina linjematningsprocesser utan den extra problemlösning och den tid som krävs för att anpassa och/eller uppdatera logistikinfrastruktur med vagnar. Förutom konceptutvecklingen bidrar en generell guide för konstruktion av vagnar, som används med AMR, till att underlätta framtida AMR-studier. Konceptet och prototypkonstruktionen utvärderas och diskuteras. Ytterligare iterationer av utvecklings- och konstruktionsprocessen behövs för att konceptet ska bli moget. Framtida studier av fördelarna och bristerna hos det föreslagna konceptet uppmuntras.