從倉庫到醫院，移動機器人隨處可見，甚至在街上也能看到它們。移動機器人受歡迎程度很容易理解；他們更便宜，更安全，不需要招聘程序，而且比有血有肉的工人更有生產力。機器人解決方案可以很容易地進行擴展或與其他機器結合。由于移動機器人實時收集大量的數據，公司可以利用它們來啟動工業物聯網（IIoT）。

為了高效運作，移動機器人需要安全可靠的通信。然而，制造商有辦法克服安全和工業通信問題，以保持移動機器人一直在運行。

什么是移動機器人？

移動機器人將物料從一個地方運送到另一個地方，有兩種類型：作為自動引導車（AGV）和自主移動機器人（AMR）。AGV使用引導基礎設施（電線、反射器或磁條）來遵循預定的路線。如果一個物體擋住了AGV的路徑，它就會停下來，等待該物體被移走。

AMR車輛更具活力。它們在地圖的幫助下移動，并使用來自攝像頭、嵌入式傳感器或激光掃描儀的數據來檢測環境并選擇最有效的路線。如果一個物體阻擋了AMR車輛的計劃路線，它將采取不同的路線。由于AMR卡車不依賴于指導性的基礎設施，它們的安裝速度更快，并能適應物流變化。

安全和溝通的挑戰

●建立無線連接

移動機器人制造商面臨的第一個挑戰是選擇最合適的無線技術。這通常涉及確立要求、評估標準和選擇最適合的標準。不幸的是，對于AGV/AMR制造商來說，這并不總是可能的，因為他們往往不知道機器的位置或目標應用的確切細節。

有時，藍牙連接將是最佳選擇，因為它提供了一個穩定的連接，沒有過載，而其他應用程序將需要一個快速、安全的蜂窩網絡連接。對于移動機器人制造商來說，一種可以輕松改變以滿足特定要求的網絡技術將是最佳選擇。

第二個挑戰是要確保安裝工作按計劃進行。在部署無線解決方案之前，應在現場進行基于設施圖紙的預測性現場調查，以確保自動駕駛車輛在整個場地有足夠的信號覆蓋。現場調查應確定接入點的最佳位置、正確的天線類型、天線的最佳角度以及如何減少干擾。安裝后，使用無線嗅探器工具檢查設計，并根據需要調整接入點或天線。

●將移動機器人連接到工業網絡

移動機器人需要在正確的地方與控制器進行通信，盡管它們經常使用不同的工業協議。例如，一個AGV可能使用CANopen，而一個控制器可能使用PROFINET。此外，移動機器人制造商可能希望在控制器使用不同工業網絡（如EtherCAT）的其他地方使用同一AGV模型。

移動機器人制造商還必須確保他們的AGV有足夠的能力來處理所需的數據量。這將根據安裝的大小和類型而有所不同。大型裝置可能會使用更多的數據，因為路由算法需要覆蓋更大的區域，更多的車輛和更多的潛在路線。導航系統，如視覺導航，處理圖像，因此比使用其他導航系統，如反射器或磁帶的裝置需要更多的計算能力。因此，移動機器人制造商面臨以下挑戰。

（1）他們需要一種支持所有主要現場總線和工業以太網網絡的網絡技術。

（2）改變網絡技術必須很容易，以便移動機器人可以在不修改硬件設計的情況下與控制器在同一工業網絡上進行通信。

（3）使用的網絡技術必須提供足夠的性能和功能來處理所需的數據量。

●確保可靠的CAN通信

自20世紀80年代以來，這種基于CAN的通信提供了一個可靠和易于實施的標準，它的受歡迎程度不斷提高，主要是由于它在各種快速增長的行業中的應用，如電動汽車和電池儲能系統（BESS）。CAN是一個簡單、節能和具有成本效益的解決方案。網絡上的所有設備都可以訪問任何信息，由于它是一個開放的標準，這意味著用戶可以調整和擴展信息以適應他們的需要。

對于移動機器人制造商來說，建立CAN連接變得更加重要，因為它可以監測越來越多地用于叉車驅動系統的鋰離子電池，無論是在改造的系統中還是在新的安裝中。要做到這一點，制造商需要做到以下幾點。

（10建立與CAN或CANopen通信標準的可靠連接，這將使他們能夠檢查其設備，例如用于監測電池狀態和性能。

（2）為系統提供防止電磁干擾（EMI）的保護，因為這可能會損壞已安裝的電子裝置。電磁干擾的風險在改造中很重要，因為增加新的組件，如位于通信電纜旁邊的電池，會引入高頻電磁干擾。

●遠程訪問移動機器人

遠程訪問機器的控制系統的能力可以幫助移動機器人供應商或工程師解決大多數問題，而無需前往現場。挑戰在于創建一個遠程訪問解決方案，平衡IT部門的要求和工程師或供應商的期望。

IT部門希望確保網絡保持安全、可靠并保持完整性。因此，遠程訪問解決方案應包括以下類型的安全。

（1）使用呼出電話而不是呼入電話，以盡量減少對防火墻的影響

（2）將重要流量與網絡的其他部分分開。

（3）加密和保護所有流量，以確保其保密性和完整性。

（4）確保供應商按照相關的安全標準（如ISO 27001）運作或獲得認證

（5）確保供應商定期進行安全審計。

工程師或供應商希望有一個易于使用和可靠的系統。用戶應該能夠很容易地連接到移動機器人并獲取所需的信息。如果安裝可能發生變化，機器人的數量應該很容易根據需要進行調整。如果移動機器人位于與供應商或工程師不同的國家，網絡基礎設施必須提供足夠的覆蓋和冗余，以保證全球的可用性。

●創建一個安全的系統

創建一個移動機器人可以安全運輸材料的系統是至關重要的，也是一項具有挑戰性的任務。移動機器人制造商需要創建一個系統，考慮到移動機器人的所有不同類型和設計以及工業環境中人類的存在。他們需要確保移動機器人對外部行動作出反應，如打開安全門或按下緊急停止按鈕，而且網絡解決方案可以處理不同的安全協議和接口。他們必須考慮到AMR車輛自由移動，并相應地管理碰撞風險。傳感器中使用的技術在不斷發展，AGM/AMR制造商需要跟上發展的步伐，以確保其產品保持盡可能高的效率。

安全標準

盡管遵守各種安全標準（ISO、DIN、IEC、ANSI等）大多是自愿的，但歐盟的機器制造商在法律上有義務遵守機械指令中的安全標準。機械指令2006/42/EC始終適用于移動機器人制造商，在某些情況下，指令2014/30/EU也可能相關，因為它規定了設備的電磁兼容性。機械指令2006/42/EC描述了投放到歐洲市場的安全機械的設計和構造要求。制造商只有在符合性聲明中證明他們遵守了指令的要求，才能貼上CE標志并向其客戶提供機器。

雖然其他安全標準不是強制性的，但制造商應該遵守這些標準，因為它們有助于滿足機械指令2006/42/EC的要求。例如，他們可以遵循ISO12100中的準則，將已識別的風險降低到可接受的剩余風險水平。他們可以使用ISO 13849或IEC 62061來找到每個風險所需的安全等級，并確保相關的安全功能符合規定的要求。移動機器人的制造商決定他們如何達到一定的安全水平。除其他外，他們能夠降低移動機器人的速度，將碰撞的風險和傷害的嚴重程度降低到可接受的水平。它們還能夠確保移動機器人只在禁止人類進入的專用區域內運行（在ISO 3691-4中定義為禁區）。

制定正確的標準并實施要求是自行式卡車制造商創建安全系統的最佳方式。然而，正如這個總結所暗示的那樣，這是一個復雜且耗時的過程

使用移動機器人實施通信系統的最佳實踐

移動機器人制造商很少是通信或安全專家。因此，他們可能會發現自己開發所需的通信技術既費時又費錢。使用專門設計的第三方通信解決方案不僅解決了通信問題，還提供了進一步的好處。

現代通信解決方案采用模塊化設計，允許移動機器人制造商移除為特定標準或協議設計的一種網絡產品，并用為另一種標準或協議設計的產品取而代之，而不會影響機器的任何其他部分。例如，藍牙可能是一種安裝中最合適的無線標準，而 Wi-Fi 可能在另一種安裝中提供更好的覆蓋范圍。同樣，一個站點可能使用 PROFINET 和 PROFIsafe 協議，而另一個站點可能使用不同的工業和安全協議。