成果報告書詳細
管理番号20140000000426
タイトル平成23年度-平成25年度成果報告書 生活支援ロボット実用化プロジェクト 安全技術を導入した移動作業型(自律が中心)生活支援ロボットの開発 安全技術を導入した配送センター内高速ビークルシステムの開発
公開日2014/7/24
報告書年度2011 - 2013
委託先名株式会社ダイフク
プロジェクト番号P09009
部署名ロボット・機械システム部
和文要約配送センター内で人・フォークリフトと共存できる高速ビークル(AGV)システムの安全技術を開発した。この高速AGVシステムは、従来の最高速度60m/minの約3倍にあたる最高速度200m/minで走行可能である。これにより、配送センターにおいて高速AGVの安全運行が可能になるとともに、生産性の向上が期待できる。
プロジェクトの初年度にあたる平成23年度は、コンベヤタイプの高速AGVの開発、リスクアセスメントの実施、安全に関するデバイスおよびシステムの開発を行った。具体的にはリスクアセスメントの結果から、以下の3つの安全に関するデバイスおよびシステムを開発した。1つ目は3D障害物センサ(安全デバイス)の開発。このセンサは、AGVの進行方向前方にある障害物を3次元的に検知し、走行経路上に障害物がある場合はAGVを安全に停止させる。2つ目は、エリア管理システム(安全サポートシステム)の開発。このシステムは、人・フォークリフト・AGVの位置をリアルタイムに計測することで、ラックなどの物陰からAGV進行方向前方への人・フォークリフトの飛び出しを検知し、AGVを減速・停止させる。最後に、エリア管理システムでは検知しにくいブラインドコーナー・交差点で人・フォークリフトを検知し、AGVを減速させるローカルエリアシステム(安全サポートシステム)を開発した。
プロジェクトの中年度にあたる平成24年度は、リアフォークタイプの高速AGV(最高走行速度200m/min)の開発、前年度開発システムのブラッシュアップ、非接触充電システム(安全サポートシステム)の開発、安全検証試験を行った。初年度に開発したAGVと合わせて2台のAGVでの走行試験が可能になり、2台同時走行時の安全性評価を実施した。また、安全検証試験として、一般財団法人 日本自動車研究所(JARI)の全面協力のもとAGVの衝突試験を実施した。AGVとダミー人形を衝突させ、衝突時の衝撃値を計測する試験である。その結果、AGVが60m/minで走行している際の人との衝突は、軽傷程度で済むと考えられる結論が得られた。2つ目は生活支援ロボット安全検証センターの電波暗室にて実施したUWB性能評価試験である。結果として、UWBタグから発信される電波の距離ごとの電界強度を推定できるようになったことで、UWBセンサ受入電界強度やノイズによるUWBセンサ受信限界距離について推定を行うことができるようになった。
プロジェクトの最終年度にあたる平成25年度は、実際の配送センターでの運用テスト、エリア管理システムの安全認証取得、JIS D 6802の追加防護策の提言を行った。実際の配送センターでの運用テストとして、味の素株式会社・味の素物流株式会社・関東エース物流株式会社・株式会社オールユニールの協力のもと、高速AGVシステムの安全性を検証した。結果として、AGVに人・フォークリフトが近づいた際、AGVが安全速度60m/minまで速度を十分に落としきれることがわかり、提案システムにより高速AGVの安全性が確保できることを確認した。また、一般財団法人 日本品質保証機構(JQA)の協力のもとドキュメント作成を進め、エリア管理システムに対してISO13482:2014の認証を取得した。そして最後に、この3年間のプロジェクトにて得た知見を基に、JIS D 6802:1997「無人搬送システム-安全規則」の追加防護策を一般社団法人 日本産業車両協会に提言し、AGVを高速化した際の、日本国内における安全への考え方の確立に貢献した。同協会では、当社の提案に基づき、業界内の意見をまとめた上で、JISの改定に向けて動く見込みである。
英文要約This project developed safety technologies regarding High Speed AGV system which enable co-existance with AGVs, workers and forklifts at distribution centers (DCs). The maximum speed of developed AGVs is 200m/min which is about 3 times as much as the one of conventional AGVs. High productitity at DCs is expected by introducing these technologies.
In FY 2011, the initial year, risk assessments, development of a conveyor type AGV (Max speed = 200m/min), and development of safety related devices/systems were conducted. The risk assessments show that the following three safe related devices and system can realize the AGV safety. The first device is 3D obstacle sensor as a safety device. This sensor detects three-dimensionally obstacles which is located in the direction of forward AGV movement and stops AGVs when obstacles are detected. The second development item is Area Management System as a safety support system.This system locates workers, forklifts and AGVs on real time, so can detect workers and/or forklifts rapidly moving in front of AGV from the shadow and stops AGVs or controls the speed of AGVs to prevent such crash. The third development item is Local Area Sensor as a safety suppor device which detects workers and forklifts on cross points where Area Management System may have difficulties to detect them. These devices were developed and safety confirmation tests were conducted. The test results imply that our considering method can realize the safety.
In FY2012, development of a rear-forklift type AGV (Max speed = 200m/min), the modification of devices/system which were developed in the previous year, development of wireless power supply system and safety evaluation tests were conducted. A risk assessment was reviewed in the initial of this year and electrification in power supply was found as a new risk. A wireless power supply style was developed as a counterplan against this new risk. AGV crash tests and UWB performance tests were also done in this year. The crash tests measure the impact value of dummy dolls by working with JARI. The results imply that crash at 60m/min causes just mild injuly and the justification that 60m/min is a safe speed. The radio strength of each distance between a sensor and a UWB tag could be estimated by UWB performance tests. The results estimated the limit of length from each noise level of sensor and made a construction rule of Area Management System.
In FY 2013, AGV performance tests in an operating DC, safety certicication of Area Management System and proposals of JIS D 6802:1997 additional protection method were done. Tests at an operating DC (Tatebayashi distribution center of Ajinomoto Logistics Corporation) show that the developed system decreases an AGV speed to 60m/min when workers or forklifts are near AGV, and our system can ensure the safety. Area Management System was modified to meet safety standard and ISO13482 was certified to this system by JQA. Finally, we proposed JIS 6802:1997 additional safety method to Japan Industrial Veicles Association based on our knowledge by this project. We are considering that this proposal contributes to establish Japanese safety starategy against high speed AGV. This association will surmarize the industry’s opinion based on our proposal and amend the standard.
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