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Recebido em 17 de outubro de 2020, aceito em 27 de outubro de 2020, data de publicação em 3 de novembro de 2020, data da versão atual em 18 de novembro de 2020. Identificador de objeto digital 10.1109/ACCESS.2020.3035729 Uma revisão dos avanços recentes em tecnologias de veículos guiados automaticamente: desafios de integração e áreas de pesquisa para aplicativos de manufatura inteligente baseados em 5G EMMANUEL A. OYEKANLU1, (Membro, IEEE), ALEXANDER C. SMITH2, WINDSOR P. THOMAS3, GRETHEL MULROY1, DAVE HITESH2, MATTHEW RAMSEY2, DAVID J. KUHN1, JASON D. MCGHINNIS3, STEVEN C. BUONAVITA2, NICKOLUS A. LOOPER1, MASON NG2, ANTHONY NG'OMA1, (Membro, IEEE), WEIMIN LIU2, (Membro, IEEE), PATRICK G. MCBRIDE1, MICHAEL G. SHULTZ1, CRAIG CERASI2, E DAN SUN2 1MT&E, Corning Inc., Painted Post, NY 14814, EUA 2Verizon Wireless, Baskin Ridge, NJ 07920, EUA 3Corning Optical Communications LLC, Hickory, NC 28602, EUA Autor correspondente: Emmanuel A. Oyekanlu ( oyekanlea2@corning.com ) ABSTRATOEm ambientes industriais, ao longo de várias décadas, Veículos Guiados Automatizados (AGVs) e Robôs Móveis Autônomos (AMRs) serviram para melhorar a eficiência das tarefas intralogísticas e de manuseio de materiais. No entanto, para os integradores de sistemas, a escolha e a implantação efetiva de tecnologias de comunicação e controle aprimoradas, adequadas e confiáveis para esses veículos não tripulados continuam sendo uma tarefa muito desafiadora. As especificidades da comunicação para AGVs e AMRs impõem requisitos de desempenho rigorosos na latência e confiabilidade dos links de comunicação que muitas tecnologias sem fio existentes lutam para satisfazer. Neste artigo, é apresentada uma revisão dos resultados mais recentes da pesquisa de AGVs e AMRs na última década. A revisão abrange resultados de diferentes domínios de pesquisa passados e atuais de AGVs. Além disso, são discutidos os requisitos de desempenho de redes de comunicação em termos de suas latências e confiabilidades quando são implantados para coordenação, controle e gerenciamento de frota de AGVs e AMRs em ambientes de manufatura inteligente. Os desafios de integração e as limitações das atuais tecnologias AGV e AMR de última geração, quando essas tecnologias são usadas para facilitar a fabricação inteligente baseada em AGV e a fábrica dos aplicativos futuros, também são amplamente discutidos. O artigo também apresenta uma discussão aprofundada das áreas que precisam de mais pesquisas sobre a aplicação de redes 5G para gerenciamento de frota de AGVs e AMRs em ambientes de manufatura inteligente. Além disso, novas ideias de integração pelas quais a Internet tátil, TERMOS DO ÍNDICEFábrica inteligente, fábrica do futuro, 5G, manufatura inteligente, indústria 4.0, equipamentos industriais autônomos, AGV, AMR, Internet tátil, realidade virtual, manufatura enxuta. I. INTRODUÇÃO processos em ambientes industriais [1]. Além disso, nas últimas décadas, os robôs móveis autônomos (AMRs) continuaram a ser amplamente integrados e usados em ambientes industriais. Os AMRs geralmente são usados para indicar veículos de manuseio de materiais que podem navegar autonomamente de um lugar para outro para realizar tarefas específicas. Eles geralmente têm a forma de braços e atuadores de robôs construídos sobre plataformas móveis. Os AGVs, por outro lado, são mais usados em O primeiro conhecido Automated Guided Vehicle (AGV), foi introduzido pela Barret Electronics de Northbrook, Illinois, EUA em 1953; e desde então, os AGVs têm sido usados extensivamente para simplificar a intralogística e os processos de manuseio de materiais. O editor associado que coordenou a revisão deste manuscrito e o aprovou para publicação foi Abhishek K. Jha. 202312 Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Atribuição 4.0. Para obter mais informações, consulte https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ VOLUME 8, 2020 Traduzido do Inglês para o Português - www.onlinedoctranslator.com https://orcid.org/0000-0003-4348-8360 https://orcid.org/0000-0002-5262-8911 https://orcid.org/0000-0002-1275-709X https://orcid.org/0000-0002-0517-1568 https://www.onlinedoctranslator.com/pt/?utm_source=onlinedoctranslator&utm_medium=pdf&utm_campaign=attribution EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV aplicações industriais para mover materiais no chão de fábrica ou em um depósito [2], [3]. Em alguns casos, um AMR pode ser construído com um AGV servindo como base móvel para atingir objetivos definidos. Na maioria das aplicações modernas, no entanto, AMRs e AGVs são frequentemente usados de forma intercambiável para significar dispositivos autônomos que podem realizar tarefas industriais [4] que podem incluir manuseio de materiais, atividades de pesquisa, trabalho colaborativo com humanos (cobots) ou atividades cooperativas com outro AGV ou RAM [5]. No caso dos AMRs, a base móvel e o braço do robô podem ser vistos como subsistemas separados que formam coletivamente o complexo sistema AMR. A base, que pode ser um AGV, costuma ser usada para transportar, atracar ou estacionar o braço do robô em um local onde o braço seja necessário para realizar uma tarefa específica [4]. Assim, em geral, AMRs são uma forma avançada [6] de AGVs; e podem ser integrados em um ambiente de fábrica sem nenhuma infraestrutura de suporte, como fios, marcadores ópticos, ímãs etc. Um AGV geralmente deve navegar com o auxílio de infraestruturas de suporte, enquanto um AMR pode navegar de forma autônoma usando apenas inteligência a bordo [7]. Tendo em vista sua ampla gama de usos e aplicações para fabricação inteligente, os AGVs e as tecnologias que os suportam foram projetados para gerar cerca de US$ 7 bilhões (USD) em receita até o ano de 2022 [8]. Além disso, as tecnologias AGV e AMR foram projetadas para se tornarem essenciais para a atualização da fabricação inteligente. Eles também serão fundamentais para o sucesso das iniciativas da fábrica do futuro (FoF) [9] em várias fábricas ao redor do mundo. Devido à sua centralidade para alcançar manufatura inteligente, produção matricial e frotas FoF, AGV e AMR devem ser otimizadas para alcançar melhor desempenho no chão de fábrica. O desenvolvimento de sistemas AGV/AMR avançados que podem ser integrados de forma robusta e indolor em toda a arquitetura de produção da fábrica deve ser realizado para o sucesso do FoF e da fabricação inteligente. Um FoF reativo e escalável e uma fabricação inteligente só podem ser alcançados explorando e harmonizando avanços tecnológicos em comunicação 5G, IoT industrial, tecnologias AGV/AMR e em aplicações de robótica em geral [10], [11], [27], [28]. Em vista disso, este artigo apresenta uma revisão abrangente dos avanços em pesquisa e aplicações industriais de tecnologias AGV nos últimost década.O vocêr eview, em parte, também apresenta cronogramas importantes, fluxogramas de marcos, exemplos de implementação e imagens relevantes que resumem os principais avanços na pesquisa e utilizações de AGV/AMR desde a concepção de suas tecnologias, na última década, até o presente. A contribuição completa deste artigo e sua comparação com outros artigos de revisão de AGV/AMR existentes estão resumidas na Tabela 1. Na Tabela 1, é notável que o escopo das publicações de revisão de AGV e AMR existentes não fornece nenhuma discussão aprofundada sobre como O sistema de comunicação 5G, que é projetado para ser um facilitador chave [10], [11], [27], [28] de fabricação inteligente e aplicativos FoF podem ser aplicados para fornecer melhor gerenciamento de frota AGV, controle e otimização geral da missão da frota em ambiente fabril. Em resumo, métodos de implementação de FoF e TABELA 1.Resumo dos artigos de pesquisa existentes sobre AGV e suas contribuições. fabricação inteligente com relação a AGVs e AMRs usando redes de comunicação 5G estão ausentes em outros trabalhos de revisão e na maioria das outras publicações de pesquisade AGVs/AMRs existentes. Portanto, é fundamental fornecer uma publicação de revisão que explore as conquistas anteriores da pesquisa de AGV e revele os métodos atuais pelos quais as redes 5G podem ser utilizadas para fornecer uma melhor utilização de AGVs/AMRs e estratégias de gerenciamento de frota. Como os trabalhos de pesquisa da AGV são extensos, nossa revisão fornecerá aos pesquisadores a profundidade e o alcance dos estudos existentes VOLUME 8, 2020 202313 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV trabalhos de pesquisa em diferentes domínios de utilização de AGVs. Além disso, examinamos os desafios de integração e inadequações de diferentes tipos de tecnologias existentes que estão em uso para controle de AGVs, planejamento de caminhos e gerenciamento de frotas. Exemplos de tecnologias examinadas incluem sistemas de orientação a laser, identificação por radiofrequência (RFID), tecnologia de código de barras, etc. ambientes. Esses tópicos são oportunos devido aos recentes avanços da tecnologia 5G e aos avanços simultâneos nas tecnologias AGV e AMR para FoF e aplicações de manufatura inteligente. O resto do artigo está organizado da seguinte forma. Na seção 2, apresentamos uma revisão dos trabalhos de pesquisa do AGV na última década e também fornecemos breves resumos de suas contribuições em uma tabela. Também são apresentados fluxogramas de linhas do tempo e ilustrações gráficas de desenvolvimento importante em pesquisas de AGV e AMR e de implementações de fábrica. Na seção 3, examinamos os desafios que impedem uma implantação robusta de frotas de AGV em ambientes de fabricação. Na seção 4, uma vez que se prevê que as redes 5G serão um facilitador essencial para a integração robusta de AGVs e AMRs em ambientes de fabricação inteligentes [8], [10], [11], [27], [28], discutimos AORs importantes que devem ser explorados de forma abrangente para que os sistemas 5G sejam totalmente utilizáveis para o gerenciamento de frota AGV. Também examinamos as necessidades essenciais de comunicação AGV/AMR, como: necessidades de comunicação para processos AGV/AMR de tempo crítico, processos AGV/AMR não críticos de tempo e necessidades de comunicação para AGVs e AMRs integrados como parte de sistemas de comunicação empresarial para fabricação inteligente formulários. A gama completa de AoRs importantes discutidos neste artigo está resumida na Figura 1. Na seção 5, apresentamos uma conclusão e possíveis direções futuras de nosso trabalho em relação à utilização de 5G para integrar AGVs e AMRs para aplicações de manufatura inteligente em ambientes industriais. Também examinamos as necessidades essenciais de comunicação AGV/AMR, como: necessidades de comunicação para processos AGV/ AMR de tempo crítico, processos AGV/AMR não críticos de tempo e necessidades de comunicação para AGVs e AMRs integrados como parte de sistemas de comunicação empresarial para fabricação inteligente formulários. A gama completa de AoRs importantes discutidos neste artigo está resumida na Figura 1. Na seção 5, apresentamos uma conclusão e possíveis direções futuras de nosso trabalho em relação à utilização de 5G para integrar AGVs e AMRs para aplicações de manufatura inteligente em ambientes industriais. Também examinamos as necessidades essenciais de comunicação AGV/AMR, como: necessidades de comunicação para processos AGV/AMR de tempo crítico, processos AGV/AMR não críticos de tempo e necessidades de comunicação para AGVs e AMRs integrados como parte de sistemas de comunicação empresarial para fabricação inteligente formulários. A gama completa de AoRs importantes discutidos neste artigo está resumida na Figura 1. Na seção 5, apresentamos uma conclusão e possíveis direções futuras de nosso trabalho em relação à utilização de 5G para integrar AGVs e AMRs para aplicações de manufatura inteligente em ambientes industriais. de software de código aberto, como Robot Operating Systems (ROS) [43], [44]. O cronograma completo de desenvolvimento e exemplos de AGVs que destacam a integração de cada tecnologia mencionada são mostrados no fluxograma da Figura 2 e o cronograma de desenvolvimento da Figura 4 [45]–[47]. Os exemplos mostrados na Figura 4 foram provenientes de diferentes aplicações e domínios de pesquisa AGV na academia e na indústria. Eles são exemplos de conquistas importantes na pesquisa de AGV e exemplos de integração ao longo das décadas, desde o início das tecnologias de AGV até o presente. A primeira patente referente a um AMR foi emitida em 1987 [9], [48]. No entanto, antes disso, os pesquisadores trabalhavam em sistemas que não eram totalmente autônomos, mas que foram os precursores dos AMRs. O fluxograma completo que ilustra os cronogramas de pesquisa de AMRs relevantes é mostrado na Figura 3. A linha do tempo do desenvolvimento de AMRs, mostrando exemplos relevantes de AMRs desenvolvidos ao longo de muitas décadas, é mostrada na Figura 5 [49]–[51]. Conforme mostrado na Figura 5, exemplos de robôs móveis que não eram totalmente autônomos, mas lideraram o desenvolvimento de AMR, são Little Helper [52], Virgule [53] e MF3 Manipulator [54]. Esses robôs são diferentes dos AMRs totalmente autônomos modernos, pois possuem cabos que os conectam às infraestruturas da fábrica. Alguns robôs, como o Virgule e o MF3 Manipulator, são controlados remotamente e, embora sejam classificados como manipuladores móveis, não são totalmente autônomos. O desenvolvimento de AMRs é semelhante ao desenvolvimento de AGVs, pois os pesquisadores tendem a usar tecnologias que prevalecem no tempo para desenvolver AMRs. Geralmente, a partir da década de 1980, foram desenvolvidos AMRs que podem navegar em ambientes dinâmicos. As tecnologias de acompanhamento incluem o uso de navegação baseada em sensor; métodos de controle integral proporcional (PI) e fuzzy também entraram em uso generalizado. Geralmente, na última década, os desenvolvimentos nas tecnologias AMR e AGV tornaram-se mais inter-relacionados, com os AMRs geralmente tendo mais inteligência a bordo do que os AGVs [55]. Na última década, a maioria dos trabalhos de pesquisa sobre FoF reiterou consistentemente a necessidade de equipamentos em chão de fábrica, incluindo sistemas AGV, para serem mais ágeis, reativos e operáveis em um ambiente dinâmico de fábrica [80]–[82]. Na indústria 4.0 ou em ambientes de manufatura inteligente, Diferentes sistemas complexos que constituem uma fábrica inteligente empregarão Internet das Coisas industrial (IIoT), sistemas tolerantes a falhas, computação de borda distribuída, sistemas de computação de borda móvel ou multiacesso e redes sem fio de baixa latência para instituir sistemas FoF confiáveis e resilientes [83] –[86]. Nosso método de revisão neste artigo é sinônimo de métodos de revisão adotados por pesquisadores em [87] e [88]. Nossa revisão é focada em entender o estado da arte e as lacunas no corpo existente de conhecimento de pesquisa AGV em: Nosso método de revisão neste artigo é sinônimo de métodos de revisão adotados por pesquisadores em [87] e [88]. Nossa revisão é focada em entender o estado da arte e as lacunas no corpo existente de conhecimento de pesquisa AGV em: Nosso método de revisão neste artigo é sinônimo de métodos de revisão adotados por pesquisadores em [87] e [88]. Nossa revisão é focada em entender o estado da arte e as lacunas no corpo existente de conhecimento de pesquisa AGV em: II. REVISÃO DOS TRABALHOS DE PESQUISA AGV NA ÚLTIMA DÉCADA Nas décadas anteriores, pesquisadores buscando otimizar processos logísticos e industriais iniciaram trabalhos de automação de atividades de movimentação de materiais em diversas indústrias. Como mencionado anteriormente, um AGV foi introduzido em 1953 e, nos anos seguintes, os AGVs foram integrados em atividades de armazenamento e logística usando sistemas magnéticos guiados por trilhos, sensores ópticos efaixas coloridas como tecnologias de orientação AGV [1]. As tecnologias avançadas trouxeram o uso de transistores, tubos de vácuo, microprocessadores, microcomputadores [38], infravermelho, orientação por sinal de rádio e controladores lógicos programáveis (PLC) [1]. Na década passada imediata, com base em trabalhos publicados examinados, o uso de redes sem fio como meio de controlar e gerenciar frotas AGV tornou-se generalizado [39], [41], [42]. Também é comum a integração de tecnologias de inteligência artificial (IA) e o uso - Localização, programação e planejamento de rotas de AGV; e tipo de algoritmos em uso nesses domínios de pesquisa AGV - Algoritmos de navegação, controle e orientação AGV - Comunicação sem fio e seus usos para gerenciamento e controle de frota AGV 202314 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV FIGURA 1 . Benefícios e desafio s associados ao aplicativo 5G cações para implantação de AGV ent na indústria. -Vir gato - A para realidade virtual (VR) para AGVs; e V design e wirele AGVs. Aplicativo dRealidade aumentada (AR) aplica- EU recompra xplo recompra n nosso estudo, selecionamos grandes scientistas fic so sites como IEEE Xplore (http://ieeexplore re/) Google Scholar (http://scholar.google.c sites de organizações de pesquisa conhecidas urças e . ieee.org/ om) e de eu G ss transferência de energia (WP e casos de uso. T) sistemas s VOLUME 8, 2020 202315 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV FIGURA 2.Linha do tempo dos trabalhos de desenvolvimento e pesquisa sobre AGV. FIGURA 3.Linha do tempo dos trabalhos de desenvolvimento e pesquisa sobre AMR. academia e agências de pesquisa do governo. Par publicado- artigos revisados nas cinco áreas de pesquisa do AGV mencionadas uso [88]. se- c ab mia sobre suas implantações emt A indústria pode ser resumida como bel integração ativa e ágil de AGVs na manufatura AGVs ativos estas áreas ele trabalha em algoritmo Lite algo- ou obstáculo é diferente onimentos para ambientes, localização, planejamento de caminho e agendamento de reação é de suma importância. Como tal, comandaram uma quantidade apreciável de pesquisa na última década. Em [89], [90] e [91], o D∗Leve acima são selecionados a partir do simr 2010 a 2020 usando os critérios de seleção incl e exclusão listados na Tabela 2 [87], um total de 893 artigos de pesquisa AGV foram obtidos de d fontes mencionadas, e destas, 207 publicações eventualmente foram selecionados us ingeu critério de inclusãor ia of T Emt última década, a maioria dos trabalhos de pesquisa da perspectiva industrial em relação à integração de AGV orks foi candidato a A G ed com Automático Varredura evitar obstáculos que aparecem de repente na frente do movimento dança algo- janela ic sucesso- ] discute como enfa- um ótimo Vs pnom planejamento. o D∗ le 2. e e rithmwas als oa evasão ppli em [92]. estratégias que AGV método de retrocesso f rs em [89] também discutem o uso em ambiente industrial discutido oi AG rith Vs. Tal st rategeu e ms como curvat s inc ure barata, e usando o g lude usando obstaceu e avoi elocity method , dinamismo geometria do obstáculo v A. LOCALIZAÇÃO, CRONOGRAMA E PLANEJAMENTO DE TRAJETO NG THM EU aplicativo ALGORI S navegar totalmente ºei mpor t tamanho que comeu em torno dele. Além disso, os autores em [89 AGV lo fora um pri c iz ori tudoação envolve determinar Informações de posição do AGV [4 AGV 1]. F posiçãoti sobre ou mais ef com- fec- e em e de rastreamento de trajetória AGV. é w ambiente industrial, quando 202316 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV FIGURA 4.Linha do tempo e avanços recentes no desenvolvimento de Veículos Guiados Automatizados (AGV). A trajetória do AGV é mapeada, um algoritmo de controle ou rastreamento de trajetória será usado pelo AGV para rastrear um caminho ideal. Tal algoritmo de controle inclui leis de controle de realimentação, derivada integral-proporcional (PID) difusa e a teoria de controle de modo deslizante. Portanto, em seu relatório, os autores em [89] propuseram o uso do algoritmo Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) baseado no Extended Kalman Filter (EKF) para o posicionamento do AGV. o D∗Algoritmo Lite baseado em um determinado mapa do chão de fábrica em combinação com dados de varredura a laser de locais de piso importantes foi usado para planejamento de caminho AGV. O método de controle de retrocesso baseado na abordagem de estabilidade de Lyapunov foi usado para reduzir os erros de rastreamento do AGV. Em [93] e [94], os autores usaram A∗algoritmo combinado com o algoritmo de Dijkstra para planejar caminhos ideais para navegação de AGVs. A∗O algoritmo também foi usado em [95] para o planejamento do caminho dos AGVs. Em [115], os autores utilizaram uma combinação do algoritmo de campo potencial artificial e A∗algoritmo para planejamento de caminho AGV. O objetivo do trabalho em [115] VOLUME 8, 2020 202317 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV FIGURA 5.Linha do tempo e avanços recentes no desenvolvimento de robôs móveis autônomos (AMR). foi resolver o problema de planejamento de caminhos para AGVs que são usados em armazéns e grandes armazéns. Utilizando um módulo de decisão, o algoritmo proposto atinge o objetivo de encontrar o caminho ótimo em relação a diferentes ambientes de armazenamento. Os autores também enfatizaram em [115] que o Lá clássico∗algoritmos para aplicativos de planejamento de caminho AGV globais têm o problema de gerar grandes sobrecargas de computação; levando a desempenhos ruins em tempo real. Assim, clássico A∗ algoritmo pode não ser adequado para aplicações de planejamento de caminho em ambientes complexos, como um futuro ambiente FoF que pode ter layouts dinâmicos e arranjos dinâmicos. O algoritmo de Dijkstra foi usado para planejamento de caminho de AGVs em [96], enquanto o algoritmo de Dijkstra aprimorado foi aplicado ao planejamento de caminho em [97] e [98]. Especificamente, o algoritmo de Dijkstra foi usado para resolver conflitos de AGV em [98], onde os autores classificaram os conflitos que os AGVs podem experimentar como conflito cruzado, 202318 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV MESA 2.Critérios de inclusão e exclusão ou artigos de revisão. AGVs. Especificamente, em [103], o problema de planejamento de caminhos de navegação para múltiplos AGVs heterogêneos foi resolvido transformando o roteamento e o despacho de AGVs como um problema de caminho hamiltoniano heterogêneo. A heurística relativa à transformação hamiltoniana foi um problema polinomial-difícil (NP-difícil) não determinístico e as soluções geradas foram semelhantes às soluções para o problema do caixeiro viajante, que também é um problema NP- difícil. Os autores avaliaram suas soluções usando quatro AGVs diferentes. Verificou-se que a heurística funciona muito bem, pois um AGV rápido que pode lidar com pequenas cargas úteis foi implantado para trabalhos que exigem o transporte de pequenas cargas úteis por longas distâncias. A heurística formada usando a abordagem heurística hamiltoniana também pode ser usada para despachar e rotear AGVs usando um curto tempo de computação. Em [105], uma combinação de Bellman-Ford e A∗algoritmos foram usados com um sistema de inferência fuzzy que incorpora o conhecimento dos planejadores do sistema AGVs. Em [106], os autores aplicaram algoritmo genético aprimorado para desafios de planejamento de caminhos multi-AGV. Mais descendentes ótimos foram obtidos usando cruzamentos de três trocas no design do algoritmo heurístico, em oposição aos tradicionais operadores de cruzamento de algoritmo heurístico de duas trocas. Além disso, usando restrições de caminho duplo que incluem minimizar a distância total do caminho de todos os AGVs e também minimizara distância de viagem de cada AGV, a menor distância de viagem para todos os AGVs considerados foi obtida. Para avaliar o algoritmo genético projetado, foram considerados cinco AGVs e cinquenta estações de trabalho. O tamanho da população do algoritmo heurístico foi definido como 200. Os resultados mostraram melhor desempenho do algoritmo genético projetado com uma distância de caminho total de 72 em oposição a uma distância de caminho total de 86 obtida para o algoritmo genético tradicional. Em [107], os autores aplicaram uma combinação de algoritmo genético e algoritmo de Dijkstra para estudar o problema de planejamento de caminho de AGVs em um ambiente de fabricação flexível e livre de conflitos, onde o número de AGVs implantados é dinâmico. O método de codificação cromossômica Tri-string [107] foi aplicado para garantir a viabilidade e a rastreabilidade computacional da solução baseada em algoritmo genético. Em [108], os autores apresentaram um método usando etiquetas RFID passivas e algoritmo baseado em B-spline para rastrear as posições internas de um AGV. O algoritmo B-spline foi preferido a outro método de processamento intensivo, como o uso de tabelas de consulta (LUTs). Em [109], o algoritmo do banqueiro dinâmico, um algoritmo de alocação de recursos e prevenção de deadlock foi aplicado para escalonamento de AGVs. Para melhorar o escalonamento AGV, o escalonamento bancário dinâmico aplicado foi modificado de três maneiras. Primeiro, se um caminho AGV estiver desocupado, um AGV pode navegar nesse caminho sem levar em consideração as medidas de segurança [109]. Em segundo lugar, alguns estados inseguros podem ser permitidos em alguns casos, se isso melhorar a programação geral do AGV e, em terceiro lugar, os caminhos da missão AGV podem ser divididos em vários subcaminhos se isso melhorar a programação geral do AGV. Com esta abordagem, o tempo de espera da missão AGV é reduzido, o tempo necessário para liberar um caminho para a navegação AGV também é reduzido [109]. Um terceiro benefício é que mais espaços de viagem estarão disponíveis para a frota geral de AGV. O tempo de espera da missão AGV é reduzido, o tempo necessário para liberar um caminho para navegação AGV também é reduzido [109]. Um terceiro benefício é que mais espaços de viagem estarão disponíveis para a frota geral de AGV. O tempo de espera da missão AGV é reduzido, o tempo necessário para liberar um caminho para navegação AGV também é reduzido [109]. Um terceiro benefício é que mais espaços de viagem estarão disponíveis para a frota geral de AGV. conflito de ocupação de caminho e conflito frontal. O conflito cruzado pode ocorrer quando um único nó de caminho cai no caminho de navegação de dois AGVs. Um exemplo de tal nó pode incluir uma interseção em um chão de fábrica. O conflito de ocupação de caminho pode ocorrer quando um AGV viaja em um caminho incluído na rota de outro AGV, enquanto o conflito frontal pode ocorrer quando dois AGVs viajam no mesmo caminho, mas em direções opostas. Para implementar o algoritmo aprimorado de Dijkstra desenvolvido em [98], o ambiente de fábrica considerado foi descrito usando uma matriz de adjacência com uma coordenada 2D usando mySQL. Caminhos de roteamento sem conflito foram usados para preencher a matriz do algoritmo de Dijkstra. Uma estratégia adaptativa de resolução de conflitos foi utilizada para melhorar o desempenho do algoritmo de Dijkstra. Semelhante a [98], em [99], o algoritmo de Dijkstra aprimorado foi usado para planejamento de caminho global, enquanto o algoritmo de Monte Carlo baseado em heurística foi usado para planejamento de caminho local para AGVs. Uma abordagem heurística foi usada para o projeto de caminho de guia AGV baseado em células, conforme discutido em [100], enquanto outro algoritmo heurístico que pode ser usado para acompanhareu O roteamento just-in-time (JIT) sh para AGVs, e também útil na redução da antecipação ou atraso de AGVs, foi discutido em [101]. Um algoritmo de otimização de agendamento para reduzir antecipação e atraso de AGVs também foi apresentado em [102]. Outro algoritmo heurístico de planejamento de caminho de AGVs foi apresentado em [103], enquanto em [104], os autores trabalharam em um controle descentralizado baseado em heurística com prevenção de colisão para múltiplos VOLUME 8, 2020 202319 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV Em [110], os autores propuseram e avaliaram um algoritmo de tomada de decisão e sincronização que considera os erros do filtro de partículas de um telêmetro a laser 2D (LRF) e a localização de AGVs usando o método dead reckoning. Um processo de três etapas que incluiu o uso de (i) cálculo morto para estimar um AGV, (ii) técnica probabilística bayesiana e filtro de partículas não paramétrico para compensar o erro de odometria que pode resultar do uso do método cálculo morto; e (iii) construção de um mapa 2D usando um LRF e o algoritmo de ponto mais próximo iterativo (ICP). Para avaliação do algoritmo de tomada de decisão e sincronização, uma plataforma AGV equipada com um LMS-100 LRF foi utilizada para geração de mapas 2D e para localização AGV. Os resultados mostram que o algoritmo projetado pode resolver o problema de erros cumulativos de cálculo morto e a incerteza do filtro de partículas. Em [111], os autores propuseram e projetaram um algoritmo de roteamento de caminho baseado em prioridade para AGVs. O algoritmo foi baseado em prioridades de locais que cada AGV visitará no mapa global do chão de fábrica. Para que o algoritmo de roteamento baseado em prioridade funcione, o mapa do chão de fábrica está disponível como uma entrada para o algoritmo de prioridade, e o AGV pode utilizar o mapa para tomar decisões de rastreamento de caminho. Em sua implementação conforme relatado em [111], os autores decidiram usar uma LUT para armazenar as prioridades dos nós do caminho do chão de fábrica. Um Arduino Uno baseado no ATmega328 MCU foi usado para automatizar as atividades de controle do AGV. Usando o algoritmo de prioridade projetado, descobriu-se que o AGV segue o caminho ideal com base nas prioridades armazenadas na LUT. O algoritmo foi baseado em prioridades de locais que cada AGV visitará no mapa global do chão de fábrica. Para que o algoritmo de roteamento baseado em prioridade funcione, o mapa do chão de fábrica está disponível como uma entrada para o algoritmo de prioridade, e o AGV pode utilizar o mapa para tomar decisões de rastreamento de caminho. Em sua implementação conforme relatado em [111], os autores decidiram usar uma LUT para armazenar as prioridades dos nós do caminho do chão de fábrica. Um Arduino Uno baseado no ATmega328 MCU foi usado para automatizar as atividades de controle do AGV. Usando o algoritmo de prioridade projetado, descobriu-se que o AGV segue o caminho ideal com base nas prioridades armazenadas na LUT. O algoritmo foi baseado em prioridades de locais que cada AGV visitará no mapa global do chão de fábrica. Para que o algoritmo de roteamento baseado em prioridade funcione, o mapa do chão de fábrica está disponível como uma entrada para o algoritmo de prioridade, e o AGV pode utilizar o mapa para tomar decisões de rastreamento de caminho. Em sua implementação conforme relatado em [111], os autores decidiram usar uma LUT para armazenar as prioridades dos nós do caminho do chão de fábrica. Um Arduino Uno baseado no ATmega328 MCU foi usado para automatizar as atividades de controle do AGV. Usando o algoritmo de prioridade projetado, descobriu-se que o AGV segue o caminho ideal com base nas prioridades armazenadas na LUT. o mapa do chão de fábrica está disponível como uma entrada para o algoritmo de prioridade, e o AGV pode utilizar o mapa para tomar decisões de rastreamento de caminho. Em sua implementação conforme relatado em [111], os autores decidiram usar uma LUT para armazenar as prioridadesdos nós do caminho do chão de fábrica. Um Arduino Uno baseado no ATmega328 MCU foi usado para automatizar as atividades de controle do AGV. Usando o algoritmo de prioridade projetado, descobriu-se que o AGV segue o caminho ideal com base nas prioridades armazenadas na LUT. o mapa do chão de fábrica está disponível como uma entrada para o algoritmo de prioridade, e o AGV pode utilizar o mapa para tomar decisões de rastreamento de caminho. Em sua implementação conforme relatado em [111], os autores decidiram usar uma LUT para armazenar as prioridades dos nós do caminho do chão de fábrica. Um Arduino Uno baseado no ATmega328 MCU foi usado para automatizar as atividades de controle do AGV. Usando o algoritmo de prioridade projetado, descobriu-se que o AGV segue o caminho ideal com base nas prioridades armazenadas na LUT. Em [112], foram comparados os desempenhos de dois modelos matemáticos separados que são aplicáveis ao planejamento do caminho AGV. Verificou-se que o modelo multicommodity de parâmetros reduzidos funciona tão bem quanto o modelo de parâmetros detalhados. Em [113], um modelo de cadeia de Markov estocástico computacionalmente eficiente foi usado para avaliar o custo e o risco associados à implantação de um AGV em um ambiente de manufatura de pequena escala. O modelo da cadeia de Markov permite a otimização analítica da capacidade de um AGV em um sistema estocástico multimáquinas de loop fechado. Em [114], pesquisadores projetaram e testaram um modelo matemático que pode ser executado em tempo polinomial. O modelo pode ser usado para programação simultânea dinâmica de máquinas de fábrica e AGVs. Em [116], um algoritmo algébrico foi projetado, com seus passos de iteração baseados no cálculo da matriz de distância direta. Em [117], os autores relataram o projeto de um algoritmo dinâmico de agendamento de AGVs baseado em estimativa de tempo. Seu desempenho foi avaliado usando um modelo AGV simulado construído com o software AnyLogic. O software AnyLogic foi selecionado por ter amplas aplicações em logística e manufatura. Ele também fornece interface de programação Java para que as simulações possam ser facilmente modificadas e personalizadas. O algoritmo dinâmico de estimativa de tempo implementado mostra seu benefício, permitindo que os AGVs evitem congestionamentos, evitem instâncias frequentes de partida e parada e melhorem a utilização geral da frota AGV. Em [118], os autores propuseram uma nova estratégia de escalonamento em tempo real. egy pelo qual um AGV transporta prateleiras inteiras para pickers em armazéns logísticos. A produtividade foi melhorada e o tempo de coleta foi reduzido, pois as prateleiras de classificação podem ser transportadas para os coletores, mesmo que a prateleira de classificação ainda esteja ocupada na classificação de itens. Em [119], os autores propuseram o uso do algoritmo de Yen para otimizar o armazenamento de AGV e o processo de recuperação em armazéns logísticos. Os autores apontaram uma deficiência do algoritmo clássico de Dijkstra como sendo útil para encontrar o caminho mais curto sem considerar outros caminhos mais curtos que tenham o mesmo comprimento. Este demérito pode levar a possíveis conflitos e impasses AGV quando o algoritmo de Dijkstra é usado para encontrar soluções de caminho AGV. Por isso, os autores propuseram o uso de duas estratégias que incluem encontrar vários caminhos potenciais e inserir nós de espera onde os AGVs podem esperar temporariamente para resolver conflitos encontrados durante a navegação do AGV. O algoritmo Yen é uma versão adaptada do k algoritmo do caminho mais curto. Para projetar o algoritmo Yen, k caminhos mais curtos entre dois nós foram classificados em ordem não decrescente de comprimentos. Viabilidades de caminhos foram verificadas para caminhos que possivelmente possam ter descontinuidades. Verificou-se que o algoritmo Yen tem um desempenho melhor do que o algoritmo clássico de Dijkstra em termos de evitar conflitos e encontrar caminhos ótimos de uma origem para um destino. k caminhos mais curtos entre dois nós foram classificados em ordem não decrescente de comprimentos. Viabilidades de caminhos foram verificadas para caminhos que possivelmente possam ter descontinuidades. Verificou-se que o algoritmo Yen tem um desempenho melhor do que o algoritmo clássico de Dijkstra em termos de evitar conflitos e encontrar caminhos ótimos de uma origem para um destino. k caminhos mais curtos entre dois nós foram classificados em ordem não decrescente de comprimentos. Viabilidades de caminhos foram verificadas para caminhos que possivelmente possam ter descontinuidades. Verificou-se que o algoritmo Yen tem um desempenho melhor do que o algoritmo clássico de Dijkstra em termos de evitar conflitos e encontrar caminhos ótimos de uma origem para um destino. Em [120], os autores aplicaram o aprendizado por reforço profundo para ajudar os AGVs a selecionar a tarefa mais próxima entre outras múltiplas tarefas de manuseio de materiais em um armazém. Da mesma forma, os autores em [121] aplicaram o algoritmo de aprendizado profundo ao planejamento de rotas de AGVs. No entanto, os pesquisadores em [121] usam mapas de alta dimensão como entrada para o algoritmo de aprendizado profundo em vez de representações de estado de baixa dimensão projetadas à mão. Em [122], foi proposto um protótipo de sensor e um método de localização para AGVs. Uma pequena detecção de luz e variação de imagem (LIDAR) chamada Single-Photon Avalanche Diode (SPAD) LIDAR que usa um método de tempo de voo e matrizes SPAD foi usada para localização de AGVs. Pesquisadores em [122] também introduziram um método de localização baseado em fusão e aprendizado profundo chamado SPAD + DCNN (Deep Convolutional Neural Network). Para melhorar a localização do AGV, SPAD + DCNN pode ser usado para fundir a saída de SPAD e LIDAR, incluindo imagem de alcance, imagem monocular e dados de intensidade de pico. Em [123], os autores aplicaram a rede neural para auxiliar no ajuste dos ganhos do PID para melhorar a regulação de velocidade do AGV sempre que o AGV estiver navegando em uma curva ou quando estiver se movendo em um arco. O uso de redes neurais para ajustar os ganhos de controle PID levou a um controle de velocidade confiável de motores DC sem escova AGV (BLDCM). O uso de redes neurais para ajuste de PID também levou à obtenção de uma excelente resposta de velocidade de AGV em cargas completas de AGV. Os autores usam um método de duas etapas em [124] para estimar o número apropriado de AGVs adequados para implantação em uma frota para sistema de manufatura flexível (FMS). A abordagem em duas etapas consiste em usar um modelo matemático para estimar o tamanho da frota e, em seguida, usar a simulação para determinar o número de AGVs que podem ser implantados com segurança. A abordagem de duas etapas foi considerada mais eficiente e confiável computacionalmente do que a aplicação de cada método individualmente. Em [125], os pesquisadores aplicaram o método de programação linear 202320 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV determinar a vazão de transporte de AGVs em um centro logístico. A programação linear foi utilizada, pois seu uso resulta em menor tempo de processamento quando comparado com o uso da programação inteira. Os resultados obtidos em [125] usando a abordagem de programação linear são úteis para determinar o número apropriado de AGVs que podem satisfazer os requisitos de um cliente. O custo de testes, avaliação e avaliação de uma frota de AGV a ser usada para satisfazer as necessidades de manuseio de materiais de um centro logístico também são reduzidos. Em [126], os autores demonstraram a aplicação do modelo quântico de Ising na resolução do problema de controle de muitos AGVs em ambientes industriais. O problema de controlar um número considerável de AGVsfoi formulado como um problema de otimização binária sem restrições quadrática de baixo parâmetro (QUBO). Os parâmetros foram reduzidos para que o problema possa ser resolvido usando o computador quântico D-Wave 2000Q. Os resultados demonstraram a aplicabilidade do modelo quântico de Ising ao problema de controle de tráfego de AGVs. Em [127], um método de programação baseado em rede de Petri de tempo acoplado a um sistema de controle de caminho de fluxo AGVs foi proposto para desenvolver um sistema de caminho de fluxo de manuseio de material AGV (MHFP). Para superar o problema de congestionamento e impasses de AGV, especialmente em interseções, ponto de parada, que são pontos onde os AGVs podem interromper oportunamente as rotinas de serviço e reverter para os estados anteriores conhecidos ao longo de um sistema de loop AGV unidirecional quando ocorrem impasses. Com pontos de permanência incluídos nos caminhos de loop AGV, o sistema MHFP torna-se uma matriz de fluxo de material estendida. Para uma determinada ordem de serviço AGV, a rota AGV pode ser modelada como um gráfico marcado. Quando os tempos de transição são incluídos no gráfico de fluxo de trabalho marcado, ele se tornará um tipo especial de rede de Petri cronometrada. A abordagem timed petri net defendida em [127] possibilitou a simulação de diferentes cenários de roteamento e deadlock. Assim, a tomada de decisão inteligente que incorpora o conhecimento da maioria dos possíveis cenários de fluxo de trabalho, congestionamento e impasse do AGV será incorporada ao sistema MHFP. Além disso, em [128], os autores introduziram o projeto de um sistema de controle de caminho de fluxo de manuseio de materiais em uma zona particionada usando redes de Petri temporizadas. Um método de decomposição da rede de Petri, no qual toda a rede de Petri é decomposta em tarefas e sub-redes AGV foi discutido em [129]. A rede de Petri também foi usada para projetar um controlador lógico programável (PLC) para resolver o problema de planejamento de caminho para evitar colisões entre AGVs em [130] e em [131]. Em [132], rede de Petri colorida e D∗O algoritmo Lite foi aplicado à navegação livre de colisão e controle de tráfego para AGVs. Em [133], os autores propuseram um algoritmo de controle de tráfego AGVs hierárquico útil para implementar o planejamento de caminho em uma arquitetura de duas camadas. A camada superior descreve a inter-relação topológica entre as diferentes áreas da fábrica. A camada inferior contém informações sobre rotas fixas ao longo das quais os AGVs devem percorrer. Cada AGV em um chão de fábrica calculará autonomamente seu caminho de navegação usando ambas as camadas. Toda a frota AGV foi coordenada pela exploração de recursos compartilhados usando tanto a coordenação centralizada quanto a negociação local (coordenação descentralizada). O filtro de Kalman (KF) foi aplicado em [134] para evitar o deslizamento de AGVs rodando sobre rodas Mecanum durante a navegação. O KF foi usado para fundir dados dos sensores StarGazer e ENCODER e, assim, combinar vantagens e mitigar as deficiências de ambos os sensores. O StarGazer pode produzir grandes erros quando usado para medir valores absolutos de localização, enquanto o sensor ENCODER pode acumular erros devido à presença do termo integral e devido às desvantagens trazidas pelo fenômeno de patinagem da roda Mecanum. Em [135], os autores também aplicaram KF ao problema de estimativa de custo de controle online. Os custos de controle considerados incluem taxa de conclusão de tarefas, energia e velocidade do robô. Em [136], uma rede de crenças profundas baseada em aprendizado profundo foi aplicada para aprender a sequência de inovação de KF em uma tentativa de melhorar a precisão e a robustez do KF usado para o posicionamento de AGVs. Em [137], O KF foi usado para fundir os dados de um codificador do sistema de inércia AGV e a unidade de medição de inércia enquanto usava tags RFID para auxiliar no posicionamento do AGV. O objetivo dos pesquisadores em [137] era desenvolver um sistema de orientação de inércia confiável, mas de baixo custo, para AGVs. Assim, o sistema de orientação de inércia do AGV foi feito para contar com a unidade de medição de inércia (IMU). Os erros acumulados pelos sensores de inércia são eliminados com o auxílio do método de posicionamento de haste magnética (MN). Toda a solução para projetar o sistema de orientação por inércia de baixo custo, incluindo o uso de RFID, foi chamada de sistema de orientação por inércia combinatória (CIGS). KF foi usado para filtrar dados de vários sensores e unidades do CIGS. Um modelo cinemático AGV foi usado para avaliar o CIGS e foi considerado mais eficaz do que o sistema de orientação de inércia AGV comum. Em [138], o KF foi aplicado à fusão dos dados de um sensor odométrico AGV e dados RSSI (Received Signal Strength Indicator) de tags RFID; enquanto foi aplicado para localização de AGVs em [139]. Em [140], a localização, posição e orientação dos AGVs foram determinadas usando o modelo de espaço de estado KF. Em [141], o EKF baseado em SLAM é usado para navegações AGV; enquanto em [142], o EKF foi aplicado ao problema de fusão de sensores de um sistema sem fio de banda ultralarga sem fio e um sistema de navegação por inércia (INS) para navegação de AGVs. O EKF multitaxa aplicado funde os dados atrasados que foram compensados para medição de posição e os dados INS. Pode-se observar a partir do exposto que o design e implementação de algoritmos para localização, agendamento e planejamento de caminho de AGV ainda é uma área em andamento e tem recebido muita atenção de pesquisa na última década. Usando algoritmos clássicos como A∗e Dijkstra são conhecidos por levar ao problema de gerar grandes sobrecargas de computação e ineficiência de roteamento, respectivamente. Assim, os pesquisadores têm examinado algoritmos híbridos e aprimorados, como a combinação de algoritmo de campo potencial artificial e A∗ algoritmo, Dijkstra melhorado, D melhorado∗Algoritmo de Lite e Yen. Outros algoritmos clássicos como KF e EKF para aplicações de fusão de dados AGV também receberam muita atenção na última década. Num futuro próximo, a utilização do 5G MEC e seus recursos de computação de alta velocidade podem ser úteis no processamento mais rápido de alguns desses algoritmos clássicos e suas variações se esses algoritmos forem instalados no 5G MEC VOLUME 8, 2020 202321 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV para fins de planejamento de caminho AGV, localização e agendamento de missão AGV. Em [151], para melhorar a precisão do posicionamento de um AGV, os autores propuseram o uso de uma haste magnética que pode ser facilmente rastreada por um conjunto de sensores 2D. Um algoritmo de otimização híbrido que utiliza os algoritmos Levenberg-Marquardt e de enxame de partículas foi usado junto com a matriz de sensores 2D para determinar a localização e a orientação do prego magnético. Para estabelecer o desempenho aprimorado do método sugerido em relação ao método tradicional de matriz de sensores magnéticos 1D, uma haste de neodímio N35 foi usada. A precisão do posicionamento foi ±1,69 mm em oposição ao maior que±Precisão de posicionamento de 5 mm normalmente obtida a partir da matriz de sensores 1D tradicional. Em [152], ímãs enterrados foram usados com uma estratégia de controle apropriada para garantir a estabilidade de um AGV, para auxiliar sua navegação e para auxiliar o AGV a decidir sobre o caminho apropriado para selecionar nas interseções do chão de fábrica. Em [153], foi proposto um algoritmo de planejamento de caminho descentralizado e controle de AGVs que pode ser executado independentemente em AGVs de alcance livre. O algoritmo pode deduzir o caminho viável mais curto que um AGV pode seguir durante a execução de missões. Em [154] e [155], os pesquisadores aplicaram o algoritmo de inferência fuzzy etambém utilizaram o peso de um carrinho preso a um AGV para melhorar o controle de movimento do AGV, enquanto em [156], os autores aplicaram uma variante do algoritmo de inferência fuzzy chamado paralelo algoritmo fuzzy em cascata para ajudar os AGVs a evitar obstáculos durante a navegação. O algoritmo Fuzzy também foi aplicado ao projeto de um AGV em [157] e ao rastreamento da trajetória de AGVs em [158]. Em [157], foi enfatizado que o objetivo do algoritmo do controlador fuzzy era produzir controle AGV monótono com flutuações mínimas e alcançar a estabilidade do AGV dentro do tempo de movimento alocado do AGV. O sistema de inferência do controlador fuzzy foi projetado usando regras if-then. Usando o controlador difuso projetado, o AGV foi robusto a mudanças não planejadas ao longo de sua trilha de movimento. Em [158], o algoritmo do controlador fuzzy foi projetado usando o solucionador Linear Matrix Inequality (LMI) para garantir sua estabilidade. O controle PID foi usado para obter o torque de entrada do AGV. O uso do solucionador LMI de Lyapunov para garantir a estabilidade do AGV foi bastante benéfico, pois o AGV pode rastrear grandes mudanças repentinas de orientação a partir da trajetória de referência do AGV. Os autores em [159] propuseram e avaliaram um algoritmo de prevenção de colisões que escala robustamente com o número de AGVs. O algoritmo também pode ser usado efetivamente para resolver situações de impasse de AGVs. Em [160], pesquisadores exploraram métodos de utilização de sensores coloridos para navegação de AGVs e estabeleceram que sensores coloridos, devido ao seu baixo custo, facilidade de instalação e eficácia na navegação de linha AGV, podem ser muito úteis para a navegação de AGVs. Em [161], os autores aplicaram um método de inferência fuzzy e o combinaram com um método de controle PID para obter estabilidade e controle de velocidade para um AGV. Em [162], os autores utilizaram o algoritmo de controle de modo deslizante hierárquico (HSMC) para evitar um obstáculo AGV e se aproximar do alvo. Uma única plataforma de hardware/software que também foi usada para processamento de imagem baseado em visão RGB-D e controle de direção baseado em PWM foi usada para implementar a solução de controle HSMC. B. NAVEGAÇÃO, CONTROLE E ORIENTAÇÃO Em [143], foi proposto um algoritmo de controle baseado no conceito de pelotão virtual. O algoritmo pode ajudar os AGVs a evitar saltos de velocidade e aceleração durante a fusão. A eficácia do algoritmo foi verificada por meio de simulação. Em [144], os autores examinaram a viabilidade do uso do algoritmo ant para o projeto e controle de AGVs. Foi feito um caso para a introdução de um algoritmo de roteamento adaptativo inspirado em formigas conhecido como AntHocNet. AntHocNet foi sugerido como um algoritmo que pode ser aplicado para resolver o problema de frequentes mudanças inesperadas de topologia que sempre são encontradas quando os AGVs estão navegando em redes móveis ad hoc (MANETS). Em [145], os autores apresentaram um algoritmo que pode ser aplicado para o controle de velocidade de um AGV. Os microcontroladores FIREBIRD IV e ATMEGA (MCUs) foram usados para emular o AGV enquanto o ZigBee foi usado para estabelecer a comunicação entre um controlador central e o AGV. Em [146], os autores aplicaram uma combinação de rastreamento baseado em laser e algoritmo de perseguição pura para rastreamento de AGVs em ambiente interno. O movimento do AGV foi determinado usando um modelo matemático baseado na cinemática direta do AGV. A localização do AGV foi realizada usando o sensor a laser AUTO- NAV200. Ao usar o algoritmo de rastreamento de trajetória baseado em perseguição pura, o AGV experimentou menos de 5% de erro em sua posição durante todo o movimento em uma trajetória definida. Além disso, em [147], os autores aplicaram orientação baseada em laser para evitar obstáculos desconhecidos no caminho do AGV. Em sua implementação, foi projetado um algoritmo que permite que os AGVs sejam capazes de detectar um obstáculo e contorná-lo em ambientes industriais. O algoritmo projetado pode ser usado por diferentes tipos de AGVs, evita computação pesada em sua implementação e pode trabalhar com percepção limitada de seu ambiente. Em [148], os autores desenvolveram um robô móvel de tração diferencial de três rodas para testar um modelo que usa algoritmo de controlador baseado em feedback projetado para evitar que os AGVs virem durante a navegação. Em [149], os autores propuseram e avaliaram o uso de uma câmera USB para detectar a posição de um AGV. Foi avaliado o impacto da resolução da imagem obtida pela câmera, dos parâmetros de processamento da imagem e da taxa de quadros da câmera no sistema de controle PID do AGV. Foi descoberto que a câmera USB é adequada para detectar a posição do AGV. Um método de orientação magnética foi usado em [150] para navegação interna de AGV. O método de orientação do AGV existente envolve o uso de estimativas, sensores de giroscópio e codificadores para calibração contra erros de ângulo de direção do AGV. No entanto, os esforços de pesquisa em [150] envolvem o uso de orientação de pontos magnéticos, sensores de efeito Hall, contadores e codificadores que são usados para obter a orientação do AGV. Os erros de derrapagem são corrigidos em tempo real usando um controlador de lógica difusa. 202322 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV Em [163], uma forma contínua de controle de modo deslizante (SMC) foi usada para controlar um AGV que possui referências de navegação complexas. O AGV também tem carga extra e sofre distúrbios instantâneos. O resultado do experimento mostra que o SMC proposto foi adaptável às mudanças nas condições resultantes das perturbações iniciais do AGV. Ele também controla de forma robusta a velocidade do AGV e a direção do ângulo de movimento. Em [164], uma abordagem de otimização que também inclui o uso de algoritmos SMC e PID é aplicada para o rastreamento da trajetória do AGV. Nesse estudo [164], o algoritmo genético foi usado para ajustar os parâmetros do SMC. O algoritmo de otimização apresentado em [164] também utilizou uma superfície deslizante intermediária para minimizar o erro entre a trajetória desejada e a real do AGV. Em [165], os autores apresentaram um algoritmo que pode ser usado em tempo real para resolver problemas de precisão relacionados ao rastreamento do caminho do arco quando os AGVs estão implementando usando o sistema de modo de condução diferencial duplo. Em [166], os pesquisadores desenvolveram um sistema de processamento de imagens baseado em software capaz de adquirir imagens, processá-las e reconhecer glifos. O sistema de processamento de imagem pode ser usado para controle de movimento AGV. Em [167], os parâmetros de desvio de caminho do AGV foram obtidos da unidade de processamento de imagem no AGV. Os parâmetros obtidos foram usados para atualizar a navegação de visão AGV aprimorada usando o algoritmo de controle difuso. Em [168], foi apresentada uma técnica aprimorada de calibração de câmeras em que a distorção intrínseca, radial e os parâmetros externos da câmera foram usados na calibração de câmeras para AGVs guiados por visão. Em [169], para poder introduzir um sistema AGV de alcance livre confiável, um telêmetro baseado em visão que inclui um transmissor a laser e um sensor de imagem foi aplicado à navegação do AGV. O transmissor de laser emite um laser em forma de linha e uma imagem do laser em forma de linha foi produzida pelo sensor de imagem a laser. A distância entre os objetos no caminho de navegação dos AGVs e o telêmetro do AGV é estimada com base na altura da imagem do laser no sensor de imagem. O telêmetro de visão a laser tem um erro de navegação relatado de menos de 1%. Em [170], os autores relataram o projeto de um controlador pathfollowing restrito para uma navegação AGV. Os sinaisde loop fechado AGV foram limitados por restrições de estado que são aproximadas por funcionais de Lyapunov. As restrições de estado são os limites da pista do caminho do AGV detectados por um computador de visão no AGV. Em [171], um algoritmo que pode ser usado para extrair recursos de borda de pista de uma câmera de visão baseada em AGV foi projetado. Os recursos de pista extraídos podem ser usados pelo algoritmo para estimar a trajetória ideal do AGV. Em [172], foi desenvolvido um algoritmo que pode ser usado para extração de informações de nuvem de pontos 3D quando apenas dados de varredura parcial estão disponíveis. O algoritmo pode ser usado para resolver o problema de detecção parcial de objetos no caminho do movimento AGV. Quando comparado com outros métodos LIDAR, o algoritmo de detecção de pontos 3D tem uma clara vantagem. Ele tem etapas de processamento menores, tem menos restrições de implementação, pois não é baseado em modelo e é invariante à rotação, o que o torna capaz de detectar objetos em posições incomuns, como carros capotados. Em [173], um controle remoto foi usado para o controle de um AGV cortador de grama, e em [174], não a iluminação uniforme resultante do uso de matrizes de LED em sistemas de orientação de visão AGV foi reduzida usando o algoritmo de Levenberg-Marquardt. No entanto, é importante notar que em [173], o AGV cortador de grama foi teleoperado usando um equipamento 5G nas dependências do cliente (CPE) que foi conectado a uma antena de 28 GHz 5G/2,1 GHz que estava usando uma rede central 5G e uma estação base 5G . Um benefício direto do uso de redes 5G para a teleoperação do AGV é a baixa latência existente entre o módulo do microcontrolador e o AGV. No entanto, conforme enfatizado pelos autores em [173], o desempenho do AGV pode ser melhorado usando um sistema de controle avançado. Em [175], foi realizada uma crônica da evolução dos produtos de navegação AGVs baseados em laser da AutoNavigator AB desde a década de 1980 até o ano de 2013. Os autores enfatizaram que o sistema de navegação a laser AGV introduzido em 1991 foi o primeiro de seu tipo que pode atingir alvos idênticos simples usando faixas anônimas de fitas retrorrefletivas. Os sistemas de navegação a laser AGV foram considerados uma tecnologia disruptiva, pois permitem que a Kollmorgen Särö AB, uma empresa AGV e suas empresas parceiras tenham participações de mercado significativas no mercado AGV. Em [176], os autores projetaram um algoritmo baseado em Corresponding Vector Sampling and Consensus (CVSAC) para estimativa de pose de robôs e veículos móveis. O algoritmo CVSAC projetado aproveitou os algoritmos de correspondência de varredura ICP e amostragem aleatória e consenso (RANSAC) para localização e mapeamento do robô para movimento seguro do robô. Os sistemas de navegação a laser AGV foram considerados uma tecnologia disruptiva, pois permitem que a Kollmorgen Särö AB, uma empresa AGV e suas empresas parceiras tenham participações de mercado significativas no mercado AGV. Em [176], os autores projetaram um algoritmo baseado em Corresponding Vector Sampling and Consensus (CVSAC) para estimativa de pose de robôs e veículos móveis. O algoritmo CVSAC projetado aproveitou os algoritmos de correspondência de varredura ICP e amostragem aleatória e consenso (RANSAC) para localização e mapeamento do robô para movimento seguro do robô. Os sistemas de navegação a laser AGV foram considerados uma tecnologia disruptiva, pois permitem que a Kollmorgen Särö AB, uma empresa AGV e suas empresas parceiras tenham participações de mercado significativas no mercado AGV. Em [176], os autores projetaram um algoritmo baseado em Corresponding Vector Sampling and Consensus (CVSAC) para estimativa de pose de robôs e veículos móveis. O algoritmo CVSAC projetado aproveitou os algoritmos de correspondência de varredura ICP e amostragem aleatória e consenso (RANSAC) para localização e mapeamento do robô para movimento seguro do robô. Em [177], um modelo orientado a eventos de um AGV foi usado para estudar os métodos de projeto e controle do AGV. O algoritmo de roteamento que reduz o tempo de transporte do AGV e a distância de viagem em um layout de caminho de grade também foi desenvolvido. Em [178], os autores revelaram como um método de navegação baseado no campo potencial em torno de um AGV pode ser usado para melhorar a capacidade dos AGVs de detectar obstáculos. Semelhante ao uso de uma função de Lyapunov como foi feito em [170], uma função de Lyapunov também foi usada para aplicação de controle de AGVs em [179], onde uma estratégia de controle de AGV que usa um ponto de referência para AGVs com direção traseira foi apresentada. O AGV considerado foi condicionado a rastrear a referência dada e minimizar o AGV à distância de referência. A função Barrier Lyapunov (BLF) foi selecionada para garantir a estabilidade da abordagem de controle proposta. Em [180] e [292], Métodos de inferência fuzzy (IF-THEN) foram propostos e aplicados para controle de AGVs. Especificamente, em [180], o algoritmo de controle fuzzy possui duas partes que consistem em mover-se em direção ao destino e evitar obstáculos. Na primeira parte do algoritmo fuzzy, para se mover em direção a um destino, o ângulo de movimento do AGV, a variação do ângulo e a distância do AGV ao destino são entradas para o controlador fuzzy. Quando os sensores do AGV detectam um obstáculo no caminho do AGV, a distância do obstáculo ao AGV e as localizações dos pontos de canto dos obstáculos em relação ao AGV são calculadas e usadas como entrada para o sistema fuzzy. Dois AGVs podem evitar a colisão de cada um dos AGVs, calculando a velocidade de movimento, a distância e o ângulo de movimento do outro AGV. Essas variáveis também são usadas como entradas para o sistema fuzzy. VOLUME 8, 2020 202323 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV robusto contra diferentes tipos de obstáculos quando avaliados em um novo ambiente desconhecido. Em [181] os autores avaliaram três técnicas de controle: vetor de busca, baseado em planicidade e método difuso. Seus efeitos na garantia de variações de baixo solavanco em operações de atracação de AGV também foram examinados. Um modelo baseado em dados do algoritmo de controle de perseguição vetorial foi combinado com a técnica de controle de planicidade diferencial para obter uma nova estratégia de controle. A avaliação por simulação mostra um resultado de controle encorajador, pois o AGV foi capaz de superar os efeitos de derrapagem em ambientes industriais. Em [182], o desempenho de um algoritmo de rastreamento e planejamento de trajetória baseado em controle preditivo de modelo (MPC) para AGVs foi implementado com ROS e testado em uma fábrica. A simulação foi construída com Stage Map. O Interior Point Optimizer foi usado como solucionador para o algoritmo MPC. O desempenho do planejamento baseado em MPC para rastreamento de AGVs foi comparado ao desempenho de – (i) controle de MPC e PID; e também comparado com o desempenho de – (ii) MPC e A∗algoritmo de planejamento de caminho global. O método de planejamento e rastreamento baseado em MPC mostrou melhor desempenho geral de rastreamento e controle. Em [183], os autores apresentaram um método de controle de baixa complexidade computacional pelo qual erros de desvio de controle de realimentação introduzidos pelo derrapagem de AGVs podem ser corrigidos. O sistema de controle em cascata implementado funciona com os codificadores de roda dos AGVs para detectar a derrapagem dos AGVs em superfícies escorregadias. Em [184], os autores aplicaram uma abordagem de engenharia de sistemas baseada em modelos para desenvolver um sistema de manuseio de materiais baseado em AGV. O controlador AGV foi projetado em ambiente de modelagem de sistema utilizando o software Visual Paradigm. Em [185], os autores propuseram uma abordagem pela qual vários AGVspodem ser coordenados, especialmente nas interseções, considerando a dinâmica da frota de AGVs em vista das restrições de comunicação. Uma função de navegação descentralizada (DNF) que considera as restrições dinâmicas do AGV foi usada para coordenação multi-AGV. O desempenho do DNF foi avaliado por simulação através do Matlab. O método DNF foi comparado com métodos clássicos de gerenciamento de interseção AGV, como o uso de semáforos, rotatórias e regras de passagem. O método DNF permite que vários AGVs melhorem o fluxo da frota, reduzam os tempos de viagem e também reduzam o número de paradas. Em [186], os autores propuseram o uso de rede neural, métodos de controle fuzzy e bang-bang para projetar um método de controle inteligente para dirigir um AGV em movimento. O controlador projetado pode controlar o status operacional e os parâmetros do AGV. Um método de linearização com realimentação para um controle de trajetória AGV foi proposto em [187]. Um mecanismo de escalonamento de tempo foi usado para adaptar a trajetória de referência do AGV à trajetória desejada em tempo real. Isso permite que o AGV seja capaz de evitar colisões por meio da frenagem. O método de controle rendeu pequenos erros de posição quando avaliado usando um AGV real. Em [188], o microcontrolador STM32 foi usado para implementar opções de controle, como modulação por largura de pulso vetorial espacial (PWM) e controle PID difuso para um controlador baseado em motor síncrono de ímã permanente (PMSM) para AGVs. máquinas-ferramentas. O teste experimental revela um sistema de controle AGV que mostra boa qualidade dinâmica e desempenho estável. Além disso, a avaliação usando um experimento de pulso duplo indica que o sistema de comutação para o circuito de controle PMSM tem baixo consumo de energia. Em [189], o método de controle retroativo baseado no controle ativo de rejeição de distúrbio (ADRC) foi usado para compensar o efeito de um AGV em movimento que possui velocidades lineares e angulares incertas. A lei de ajuste baseada no ganho de realimentação foi usada para garantir a compensação de incertezas derivadas de velocidades lineares e angulares incertas do AGV. O mecanismo de escala de tempo foi usado para adaptar uma trajetória de referência à velocidade do AGV em uma trajetória desejada. Mecanismo de frenagem para evitar colisões também foi implementado. Em [190], os pesquisadores aplicaram o STM32F103VET6 MCU para transferir instruções de controle remoto para um motor de corrente contínua (dc) de um AGV. O módulo transceptor NRFI24I01 foi empregado para transmitir instruções de controle e atualizações para o chip STM32F103VET6. A avaliação do controlador AGV remoto baseado em MCU STM32F103VET6 mostra que o sistema projetado é fácil de operar e tem flexibilidade marcada, pois pode ser usado de forma confiável para atualizar as funções de avanço, retrocesso, curvas laterais, parada, aceleração e desaceleração para um AGV. Em [191], um método de rastreamento de caminho AGV de alta precisão baseado no uso de segmentação de limite de diferença de cor foi proposto e usado como entrada para o método de controle de loop fechado do AGV quando um AGV está navegando. Os autores avançaram um método através do qual os desvios do AGV de seus caminhos de navegação podem ser extraídos usando a segmentação de limite de aberração cromática das cores do caminho do piso que estão sendo usadas para guiar os AGVs durante a navegação [191]. Esses desvios são usados como entradas para o controlador de rastreamento de caminho AGV. O resultado experimental indica que o método de navegação visual considerado permite que o AGV navegue suavemente com alta precisão de rastreamento de caminho. Em [192], os pesquisadores aplicaram um método de otimização irrestrita baseado na direção de curvatura contínua para gerar waypoints confiáveis para AGVs. Waypoints são pontos precisos a partir dos quais um AGV pode iniciar uma manobra de atracação explícita para operações de transferência de carga [192]. Os autores em [193] motivaram uma abordagem pela qual os dados de sensores externos e de bordo do AGV de baixo custo podem ser fundidos para auxiliar na localização e mapeamento do AGV em ambientes internos e externos. Em [194], os autores apresentaram métodos pelos quais a localização e o mapeamento baseados em SLAM para robôs móveis foram realizados usando o método bayesiano. De acordo com os pesquisadores em [194], o algoritmo SLAM funciona criando dois mapas usando dados de trajetória e posicionamento coletados por meio de sensores AGV. O primeiro mapa é conhecido como mapa métrico. Este mapa é criado a partir de pontos de interesse selecionados no chão de fábrica ou posição de obstáculos. O segundo mapa é o mapa local e é criado a partir da percepção do AGV da posição atual do AGV. Ambos os mapas são então mesclados para criar o mapa geral do ambiente de chão de fábrica. O AGV então se moverá por uma trajetória e atualizará o mapa com base nos novos dados obtidos pelos sensores do AGV até que a área de interesse esteja completamente mapeada. Em [195], como parte do 202324 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV Foi discutida a iniciativa Plug-and-Navigate Robots (PAN-Robots), uma nova abordagem pela qual os AGVs utilizam mapas 3D do chão de fábrica e marcos da fábrica para navegar. Os AGVs foram equipados com sistemas de percepção confiáveis que podem monitorar todo o 360◦área ao redor de um AGV. O sistema de percepção era composto por duas câmeras, duas lentes omnidirecionais montadas no topo de um AGV e vários lasers scanners posicionados ao redor do AGV. O novo sistema de percepção AGV promete ajudar na difusão generalizada de sistemas AGV na fábrica. Também levará a um ambiente de trabalho melhorado e seguro quando vários AGVs forem implantados para trabalhar com humanos em ambientes industriais. Nesta subseção, são discutidas as tecnologias de navegação, controle e orientação de AGVs que receberam ampla atenção de pesquisa na última década. Pode-se observar que os métodos e algoritmos de controle baseados em função de inferência fuzzy, PID, MPC, SLAM, PWM e Lyapunov receberam grande atenção das comunidades de pesquisa. Esses algoritmos foram amplamente aplicados para resolver uma variedade de problemas de controle, navegação e orientação na última década. Os sistemas de visão baseados em laser são usados com alguns desses algoritmos e métodos em alguns casos. Os autores em [175] enfatizaram que a introdução de soluções baseadas em laser provou ser altamente significativa em alguns segmentos da indústria de AGV. Os pesquisadores ainda estão tentando ativamente melhorar as soluções existentes para problemas como derrapagem de AGV, minimização de erros entre a trajetória desejada e real do AGV e controle de movimento do AGV. O uso de redes 5G como meio de transmissão ou troca de dados de controle ainda é incipiente e apenas um autor em [173] mencionou um trabalho preliminar nesta área. Do exposto, pode-se deduzir que os problemas de navegação, controle e orientação do AGV ainda estão sendo amplamente resolvidos usando variantes de algoritmos clássicos, como PID e algoritmos de inferência fuzzy. Desafios abertos ainda existem na área de controle de movimento do AGV e derrapagem do AGV durante o movimento. As vias de uso de redes de comunicação 5G como um meio confiável de troca de dados de controle de AGV ainda permanecem inexploradas. O uso de redes 5G como meio de transmissão ou troca de dados de controle ainda é incipiente e apenas um autor em [173] mencionou um trabalho preliminar nesta área. Do exposto, pode-se deduzir que os problemas de navegação, controle e orientação do AGV ainda estão sendo amplamente resolvidos usando variantes de algoritmos clássicos, como PID e algoritmos de inferência fuzzy. Desafios abertos ainda existem na área de controle de movimento doAGV e derrapagem do AGV durante o movimento. As vias de uso de redes de comunicação 5G como um meio confiável de troca de dados de controle de AGV ainda permanecem inexploradas. O uso de redes 5G como meio de transmissão ou troca de dados de controle ainda é incipiente e apenas um autor em [173] mencionou um trabalho preliminar nesta área. Do exposto, pode-se deduzir que os problemas de navegação, controle e orientação do AGV ainda estão sendo amplamente resolvidos usando variantes de algoritmos clássicos, como PID e algoritmos de inferência fuzzy. Desafios abertos ainda existem na área de controle de movimento do AGV e derrapagem do AGV durante o movimento. As vias de uso de redes de comunicação 5G como um meio confiável de troca de dados de controle de AGV ainda permanecem inexploradas. Desafios abertos ainda existem na área de controle de movimento do AGV e derrapagem do AGV durante o movimento. As vias de uso de redes de comunicação 5G como um meio confiável de troca de dados de controle de AGV ainda permanecem inexploradas. Desafios abertos ainda existem na área de controle de movimento do AGV e derrapagem do AGV durante o movimento. As vias de uso de redes de comunicação 5G como um meio confiável de troca de dados de controle de AGV ainda permanecem inexploradas. projeto apresentou uma visão geral em nível de sistema das principais tecnologias desenvolvidas durante o projeto. De importância é o desenvolvimento de um sistema de detecção avançado que os AGVs podem usar para classificar objetos e humanos em ambientes FoF dinâmicos. O sistema de detecção desenvolvido permitirá uma colaboração confiável de atividades entre humanos e robôs em um ambiente FoF que possui muitos AGVs trabalhando com humanos. Os autores em [199] apresentaram uma abordagem de navegação AGV pela qual câmeras suspensas podem ser usadas para navegação AGV. A abordagem é útil para controlar um número razoavelmente grande de AGVs em um pequeno ambiente de fabricação. Em [200], os pesquisadores projetaram e avaliaram o desempenho de um novo método de posicionamento de navegação AGV baseado em laser que pode ser aplicado a casos de laser tags subdeterminados. Para que a navegação a laser funcione conforme planejado para AGVs, são necessários no mínimo três etiquetas refletoras. Em casos indeterminados, entretanto, alguns dos refletores podem estar ausentes ou ter seus sinais ocluídos. O método usado para superar a condição de laser subdeterminada em [200] gira em torno da combinação de roteiros de navegação conhecidos com acelerômetros AGV de 2 eixos para aumentar as entradas dos refletores disponíveis. A avaliação do sistema projetado mostra que ele pode ser útil para corrigir problemas decorrentes de casos de refletores de laser subdeterminados na navegação de AGVs. Em [201], para melhorar o desempenho das frotas AGV usadas para operações logísticas, os autores propuseram o uso de uma técnica avançada de fusão de sensor central que pode receber sinais de sensores a laser a bordo do AGV e sensores a laser instalados na infraestrutura da fábrica. Os sensores a laser instalados nas infraestruturas da fábrica podem ser usados para monitorar os pontos cegos existentes no chão de fábrica. Esses sensores são capazes de fornecer um 360◦visão de toda a área perto de um AGV itinerante, melhorando assim a segurança do AGV e as habilidades de navegação. Esta subseção estende a discussão da última subseção e enfoca especificamente o impacto e os usos de sistemas de câmera, laser e visão para controle e navegação de AGV. Uma lição importante desta subseção é que, quando os lasers e outros sistemas de visão instalados nos AGVs e na estrutura da fábrica trabalham juntos, as frotas de AGV terão desempenhos de navegação, segurança e proteção aprimorados.C. HARDWARE E ALGORITMOS DE VISÃO E PROCESSAMENTO DE IMAGEM PARA APLICAÇÕES DE CONTROLE DE AGV Em [196], os autores apresentaram um algoritmo de alto desempenho que utilizou imagens 2D em tempo real capturadas por uma câmera CCD (charge-coupled device). O algoritmo foi projetado para auxiliar o NH1-V AGV nas atividades de atracação e navegação usando marcos artificiais como guia para o AGV. Em [227], imagens de duas câmeras CCD que são usadas para obter imagens para previsão de rastreamento de caminho e posicionamento são processadas usando o processador de sinal digital (DSP) TMS320DM642 da Texas Instruments. A saída da plataforma de desenvolvimento de software baseada no TMS320DM642 DSP é usada com tags RFID para um planejamento de caminho AGV e identificação da estação de trabalho. Em [197], um sistema de visão baseado em AGV foi usado com máquina de vetor de suporte (SVM) e análise de componentes principais (PCA) para detectar AGVs próximos, a fim de evitar colisões. Em [198], pesquisadores trabalhando nos PAN-Robots europeus D. WPT PARA AGV, CONSUMO E GERENCIAMENTO DE ENERGIA AGV Gerenciamento de energia, AGVs WPT e métodos de conservação de bateria são aspectos muito importantes do gerenciamento de frota de AGVs e esses aspectos comandaram um nível apreciável de pesquisa na última década. A distância e o tempo de viagem de e para um local atual do AGV e a localização da porta de carregamento da bateria do AGV são parâmetros importantes para a otimização da frota do AGV. Também são importantes o dimensionamento e tipo de bateria em uso, tipos de carregamento empregados (nomeadamente carregamento de bateria com e sem contato), ciclo de vida da bateria e possível integração de fontes alternativas de energia em AGVs e AMRs [202]–[204]. Em [205], um método WPT baseado em ressonância de acoplamento magnético para AGV foi proposto. Usando uma estratégia de comutação suave para VOLUME 8, 2020 202325 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV o inversor WPT e pela seleção cuidadosa dos parâmetros de ressonância, o sistema de carregamento sem fio atinge uma corrente de carga constante de 30 A para uma bateria de lítio AGV de 48V. Um inversor PWM com booster de tensão para um sistema AGV WPT foi proposto em [206]. O sistema WPT foi equipado com um motor de ímã permanente (PM) e um amplificador de tensão que pode funcionar com uma bateria de baixa tensão de 24 V ou 48 V. O intensificador de tensão trabalha para manter a corrente de carga da bateria constante. O link DC do WPT pode ser controlado e tornado constante ajustando a distância entre as bobinas de energia de transmissão e recepção. Em [207], foi proposto um método de controle de carregamento baseado no método de carregamento sem contato para AGVs. O método de controle envolve o uso de controle de frequência variável que pode ser usado para realizar um controle de corrente de circuito fechado na presença de desalinhamento. Pesquisadores em [208] desenvolveram um sistema que foi usado para acionar um motor de indução e carregar uma bateria AGV usando WPT. O sistema permite uma tensão de saída constante do sistema WPT movendo constantemente a bobina receptora e ajustando o comprimento da folga. Em [209], um sistema WPT modular on-road que facilita o ajuste de potência interoperável foi proposto para aumentar a capacidade de carregamento on-road enquanto um AGV executa missões. O módulo de ajuste de potência foi baseado na impedância detectada e foi usado para ajustar a saída de potência de cada módulo de transmissão AGV WPT de forma flexível. Em [210], uma eficiência de 80% no nível de transmissão de potência de 600 W foi registrada quando um inversor push-pull Classe E foi desenvolvido para produzir entre 300 W e 600 W de potência para acionar grandes AGVs. A eficiência de 80% resultou da redução da indutância aparente do circuito de transmissão usando capacitor de compensação. Os pesquisadores do sistema de energia de AGVs em [211] propuseram um sistema WPT de saída dupla auxiliado por repetidor com intervalo de transmissão de energia estendido. O comportamento ressonante de um sistemade saída dupla WPT foi estudado em profundidade e a análise teórica do comportamento do sistema foi realizada. O simulador de circuito ressonante AWPT foi construído e sua resposta em frequência confirma os resultados da análise teórica. Em [212], um sistema AGV WPT foi projetado para resolver o problema do longo tempo de carregamento do AGV. Uma estratégia de controle baseada em passividade integral proporcional (PI-PBC) foi proposta para reduzir o tempo de carregamento efetivo de um AGV durante o tempo gasto em portos de atracação. Um modelo de 1,5 kW de um sistema AGV WPT foi construído usando o software PLECS. A tensão de saída da estratégia de controle PI-PBC não tem erro de estado estacionário e seu desempenho dinâmico é melhor do que usar apenas o controle PI. Os autores em [213] projetaram um sistema que pode ser usado para estimar o estado de carga das baterias AGV, enquanto os autores em [214] relataram um esforço de adaptação para mitigar harmônicos e melhorar a qualidade de energia de um sistema de energia de 480 V para grandes AGVs em um terminal de contentores. Em [215], um método heurístico de programação linear foi proposto para uso na determinação de quando um AGV precisa de troca de bateria, enquanto uma proposta para um WPT com duas bobinas receptoras foi apresentada em [216]. Durante os movimentos do AGV, a tensão de saída do sistema e o efeito de acoplamento podem ser facilmente ajustados e estabilizados usando o sistema de duas bobinas. Para melhorar a topologia do sistema, novos motores CC com escovas que podem ser usados para melhor acionar o eixo e o sistema de roda foram incorporados a um projeto de AGV em [217]. As baterias AGV podem ser carregadas enquanto o AGV segue linhas magnéticas no chão de fábrica. Os controladores do motor AGV foram substituídos para que o desempenho de seguimento de linha e a estabilidade do AGV possam ser melhorados. Em [218], um modelo de simulação parametrizado de um AGV com gerenciamento de bateria foi construído. O modelo previa o projeto de um FMS com o objetivo de entender a relação entre o FMS, o número de AGVs implantados e o sistema de gerenciamento de bateria. Um sistema de movimentação e carga (MAC) foi projetado para AGVs em [220]. O sistema emprega um conversor dc-dc para manter uma resistência de carga equivalente AGV em um determinado nível e, em seguida, detectar a variação da corrente de carga em vista da entrada CA constante para o transmissor de trilho magnético. Uma eficiência de 83% foi relatada usando o design. Uma topologia de compensação série-série útil para realizar um sistema de transferência de potência indutiva (IPT) de baixa tensão e alta corrente para AGVs foi proposta em [221] usando um tamanho de acoplador magnético de 200 m×220m×10 mm. O sistema foi capaz de transferir 1,8 kW de potência com 89,9% de eficiência CC-CC de uma fonte de 400 VCC para uma carga de 24 VCC em um entreferro de 10 mm. Um sistema semelhante foi proposto em [222], no entanto, o sistema só pode atingir uma eficiência de 86,1% ao transferir 1,78 kW de potência de uma bateria de 300 Vcc para uma bateria de 24 V com um entreferro de 15 mm. Em [223], o uso de um controlador de modelagem de energia para AGV WPTs usando transformação de tensão de saída dc-dc. O estudo em [224] foi usado para estabelecer que o circuito de compensação de tensão de saída série/paralela (S/SP) é melhor do que a série paralela (SP) para circuitos AGV WPT. Em [225], foi proposto um novo projeto magnético para uma almofada IPT chamada almofada bipolar (BPP). O desempenho do BPP foi comparado ao desempenho do bloco de quadratura duplo D (DDQP), e ambos foram considerados adequados para aplicações AGV IPT. Como o fornecimento de energia é muito importante para a operação confiável da frota AGV, os trabalhos de pesquisa sobre sistemas de transferência de energia AGV têm ampla cobertura na última década. As tecnologias WPT demonstraram ser muito importantes para um sistema de energia AGV reativo, e vários aspectos dessa tecnologia foram focados na última década. A estimativa do estado de carga e vários circuitos para melhorar os sistemas AGV WPT foram o principal foco de pesquisa na última década. Esta revisão não se concentra nos tipos de bateria e nos diferentes tipos de fontes de energia AGV. No entanto, prevê-se que os circuitos de transferência de energia AGV, os métodos para minimizar os harmônicos do sistema de energia AGV e as tecnologias WPT continuem a melhorar à medida que novas e aprimoradas fontes de energia AGV e tecnologias de bateria são descobertas. 202326 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV E. COMUNICAÇÃO SEM FIO PARA APLICAÇÕES AGV/AMR Os autores em [231] relataram um método não óptico que pode ser usado para localizar um AGV. O método emprega informações de estado de canal (CSI) que podem ser facilmente extraídas da maioria dos cartões sem fio em interfaces de transceptor de comunicação Wi-Fi. Os relatórios em [232] e [233] apresentam discussões sobre várias maneiras pelas quais um AGV pode usar meios sem fio para obter suas informações de posição usando uma rede ZigBee, especialmente em ambientes de interferência de alta frequência de rádio (RF), como ambientes IIoT. Especificamente, em [232], um AGV pode obter sua posição usando RFID. O AGV também pode obter detalhes de sua prioridade de programação e rota de navegação de uma torre de coordenação central. Os AGVs também podem enviar seus detalhes de status para a torre de coordenação usando rádios ZigBee pequenos e baratos. Com esses dados dos nós ZigBee e RFID, um AGV pode evitar colisões com outros AGVs usando: nós RFID, nós ZigBee e uma torre de coordenação central. Os relatórios em [233] enfocam a aplicação de redes ZigBee como um meio de coordenar AGVs em portos de contêineres. Os efeitos do número de roteadores na qualidade das redes de comunicação ZigBee são examinados. Os parâmetros de qualidade do canal considerados incluem RSSI e Link Quality Indicator (LQI). As qualidades do canal ZigBee são examinadas entre dois nós ZigBee em AGVs móveis e um nó coordenador fixo enquanto o número de roteadores ZigBee é variado. Foi deduzido que o ZigBee é uma boa rede de comunicação que pode ser usada de forma confiável em portos de contêineres automatizados baseados em AGV. No entanto, foi previsto que, devido ao efeito de handover ping-pong, o número de roteadores ZigBee deve ser limitado. A natureza dos canais de propagação em ambientes IIoT foi discutida em [234]. O canal sem fio entre o sensor e o centro de controle torna-se variável no tempo quando os braços robóticos mecânicos (MRAs) no topo das bases móveis do AGV estão funcionando e o AGV também está se movendo. Para auxiliar no estudo adicional do canal, um modelo geométrico 2D para o MRA e um modelo matemático de deslocamento Doppler aleatório para AGVs são fornecidos para representar essas trajetórias de frequência Doppler no ambiente de comunicação sem fio industrial [234]. O resultado simulado do modelo geométrico e do deslocamento randomDoppler basicamente concorda com os resultados da medição. um modelo geométrico 2D para o MRA e um modelo matemático de deslocamento Doppler aleatório para AGVs são fornecidos para representar essas trajetórias de frequência Doppler no ambiente de comunicação sem fio industrial [234]. O resultado simulado do modelo geométrico e do deslocamento randomDoppler basicamente concorda com os resultados da medição. um modelo geométrico 2D para o MRA e um modelo matemático de deslocamento Doppler aleatório para AGVs são fornecidos para representar essas trajetórias de frequência Doppler no ambiente de comunicação sem fio industrial [234]. O resultado simulado do modelo geométrico e do deslocamento randomDoppler basicamente concorda com os resultados da medição. Semelhante aos trabalhos relatados em [232] e [233],autores em [235] examinaram o desempenho do RFID quando usado em aplicações de correias transportadoras. Estudos em [235] focaram no uso de AGVs para emular correias transportadoras em ambientes industriais. Um teste foi realizado para determinar a relação entre a taxa de leitura da etiqueta RFID e a velocidade do AGV. Outro teste foi realizado para examinar o impacto da altura da antena na taxa de leitura da tag. Ainda outro teste foi realizado para determinar o impacto do Azimute da antena na taxa de leitura da etiqueta RFID. Os resultados do estudo indicam que os RFIDs podem ser muito úteis para aplicações em correias transportadoras. RFIDs também podem ser integrados de forma confiável com aplicações de correias transportadoras baseadas em AGV em ambientes industriais. Os autores em [236] também examinaram o desempenho de RFIDs para operações baseadas em AGV em ambientes industriais. Foi considerado um AGV de carga unitária e o AGV pode se localizar usando etiquetas RFID nos suportes de carga da fábrica. Na indústria, soluções baseadas em tecnologias sem fio são amplamente aplicadas para controle de AGVs e gerenciamento de frotas [33]. No entanto, o escopo da tecnologia e o tipo de aplicações continuaram a se expandir. Por exemplo, em [80], tags RFID foram usadas para aplicações de controle de movimento de AGVs levando em consideração questões de chão de fábrica que são cruciais para instituir sistemas AGV inteligentes como: reconfigurabilidade, flexibilidade e customização. Em [81], os autores relataram o uso da Rede Sem Fio para Automação de Fábrica Industrial (WIA- FA) para acionar uma rede de comunicação em tempo real que conecta AGVs. A arquitetura do sistema WIA-FA, a topologia da rede, o gerenciamento do sistema, a pilha de protocolos e as principais tecnologias de suporte são discutidas. Aplicações práticas sobre a utilização do WIA-FA para monitoramento e controle de robôs industriais são exploradas. Também foi explorada a implantação do WIA-FA como uma rede de comunicação que conecta AGVs para aplicações de triagem em um armazém logístico. O WIA-FA também foi empregado para coordenar vários AGVs cooperativos que são usados para transportar componentes industriais grandes e complexos. Em [226], a comunicação entre enxames de AGV foi usada para implementar a prevenção de colisões. A importância da rede de comunicação entre o enxame de AGV foi estabelecida pelo fato de que a eficácia da prevenção de colisões é melhorada se mais AGVs participarem da troca de informações de posição. Em [227], etiquetas RFID são usadas em conjunto com o sistema de visão AGVs para identificação da estação de trabalho. O DSP TMS320DM642 da Texas Instruments foi usado como processador de imagem AGV e o ARM LPC2210 foi usado como controlador AGV. As imagens do chão de fábrica obtidas por duas câmeras CCD no AGV são recebidas no DSP. As informações de posição obtidas por etiquetas RFID são usadas junto com as imagens da câmera CCD para identificação da estação de trabalho e para navegação AGV. Os resultados experimentais mostram que a identificação da estação de trabalho baseada em DSP e a solução de navegação AGV avançada por pesquisadores em [227] é robusta e funciona bem em ambiente industrial. Em [228], os autores combinam o NodeMCU localizado em um AGV com sensores ultrassônicos para evitar obstáculos de AGVs usando comandos de voz de smartphones Android que são transmitidos pelo canal de comunicação Wi-Fi. Um protocolo MAC de veículo para infraestrutura (V2I) baseado em TDMA foi projetado para uso em um sistema de controle AGV em [229]. O protocolo MAC baseado em TDMA apresenta requisitos de comunicação rígidos para baixo atraso de transmissão e alta confiabilidade; e seu desempenho foi melhor em termos de latência de ponta a ponta quando comparado com o desempenho do padrão IEEE 802.11p. Em [230], um algoritmo trigonométrico foi projetado para planejamento de caminho AGV; também, as necessidades de hardware para a construção de um AGV que pode usar sensores de posição sem fio de banda ultralarga para evitar obstáculos foram discutidas em detalhes. O algoritmo trigonométrico foi considerado mais eficiente computacionalmente para o planejamento de caminho AGV do que o convencional A Em [230], um algoritmo trigonométrico foi projetado para planejamento de caminho AGV; também, as necessidades de hardware para a construção de um AGV que pode usar sensores de posição sem fio de banda ultralarga para evitar obstáculos foram discutidas em detalhes. O algoritmo trigonométrico foi considerado mais eficiente computacionalmente para o planejamento de caminho AGV do que o convencional A Em [230], um algoritmo trigonométrico foi projetado para planejamento de caminho AGV; também, as necessidades de hardware para a construção de um AGV que pode usar sensores de posição sem fio de banda ultralarga para evitar obstáculos foram discutidas em detalhes. O algoritmo trigonométrico foi considerado mais eficiente computacionalmente para o planejamento de caminho AGV do que o convencional A∗ e D∗ algoritmos. VOLUME 8, 2020 202327 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV ponto de ancoragem de um AGV e de um suporte de estação de trabalho. O PLC pode ajustar o movimento do mecanismo de transferência de carga AGV com a ajuda de um motor de passo e uma haste de pressão. O desempenho efetivo das soluções baseadas em RFID e PLC foi confirmado por um experimento de navegação e transferência de carga AGV. Em [237] e [238], são apresentados paradigmas baseados em RFID e Wi-Fi através dos quais os AGVs podem ser melhor controlados para melhorar a colaboração entre cobots em AGVs e trabalhadores em ambientes industriais. Especificamente, os autores em [237] discutem o benefício do uso da tecnologia RFID passiva como sendo um meio econômico de auxiliar a navegação de AGVs em fábricas com grandes áreas. Eles avaliaram o desempenho de três AGVs que trabalham com robôs KUKA KR15 em ambiente industrial. O braço de garra do KUKA KR15 pegará um objeto e significará a conclusão dessa tarefa (pegar um objeto) enviando um sinal para uma HMI usando Wi-Fi. O AGV navegará e atracará em um ponto de recebimento usando RFID e o KUKA KR15 soltará o objeto escolhido no AGV. O AGV então navegará para outro ponto para entregar o objeto. Os autores em [238] também discutem a importância do uso da tecnologia Wi-Fi para permitir que os AGVs possam cooperar efetivamente com outros AGVs e trabalhar com segurança em locais habitados por humanos, por serem capazes de perceber o ambiente. Eles [238] também discutiram o projeto de um AGV baseado em Wi-Fi barato chamado Cheap Cooperative AGV (CCAGV). O CCAGV usa o módulo Wi-Fi ESP8266. O ESP8266 opera na região de frequência de 2,4 GHz e suporta os protocolos Wi-Fi 802.11 b/g/n. Foi enfatizado em [238] que a força do projeto CCAGV reside em seu baixo custo. Além disso, o módulo Wi-Fi ESP8266 selecionado para comunicação AGV em [238] pode interagir com muitas variantes do padrão Wi-Fi. Em [239], os pesquisadores examinaram a aplicação de códigos QR e RFIDs para navegação de robôs em um ambiente industrial. Os autores enfatizaram a importância de usar uma combinação de códigos QR e tags RFID para garantir que os AGVs naveguem e realizem com sucesso suas tarefas no ambiente industrial. Observou-se que, embora os códigos QR possam ser utilizados para obter um posicionamento preciso para AGVs, se o AGV aumentar a velocidade, o desfoque de movimento da câmera no AGV pode fazer com que o decodificador QR no AGV falhe, levando a uma decodificação imprecisa da posição AGV. Assim, os autores motivaram a ideia de usar códigos QR para determinar o ângulo do AGV e etiquetas RFID passivas de alta velocidade para determinar a posição do AGV. se o AGV aumentar a velocidade, o desfoque de movimento da câmera no AGV podefazer com que o decodificador QR no AGV falhe, levando a uma decodificação imprecisa da posição do AGV. Assim, os autores motivaram a ideia de usar códigos QR para determinar o ângulo do AGV e etiquetas RFID passivas de alta velocidade para determinar a posição do AGV. se o AGV aumentar a velocidade, o desfoque de movimento da câmera no AGV pode fazer com que o decodificador QR no AGV falhe, levando a uma decodificação imprecisa da posição do AGV. Assim, os autores motivaram a ideia de usar códigos QR para determinar o ângulo do AGV e etiquetas RFID passivas de alta velocidade para determinar a posição do AGV. O projeto de um novo sistema AGV omnidirecional foi apresentado em [240]. As rodas MY3 diferenciais instaladas no AGV são equipadas com módulos de detecção de alcance infravermelho e ultrassônico sem fio para que o AGV possa evitar obstáculos com erros mínimos. Um modelo de controle inteligente baseado em sistema físico cibernético (CPS) capaz de trabalhar de forma confiável no chão de fábrica foi projetado em [241]. AGVs e nós de antena no chão de fábrica podem interagir e compartilhar informações on-line em tempo real. Usando o modelo de controle inteligente, vários AGVs podem se comunicar, estendendo assim o alcance de cada veículo percepção. A prevenção de colisões é aprimorada, pois possíveis colisões entre AGVs podem ser previstas usando antenas de comunicação. Com o modelo, o tempo de negociação de interseção entre os AGVs é menor, levando à otimização geral da frota de AGVs. Para a confiabilidade da interação entre AGVs que dependem de redes de comunicação, os autores em [242] enfocam a necessidade de minimizar os erros de pacotes para garantir a qualidade do controle (QoC) e, assim, melhorar a confiabilidade do sistema. Pesquisadores em [243] estudaram a previsão de RSSI em um receptor que rastreia um AGV enquanto ele se move ao longo de um chão de fábrica. O aprendizado de máquina foi usado com um padrão de janela deslizante do sinal RSSI, levando a uma melhoria adicional do desempenho de previsão por vários AGVs. Autores em [42] apresentaram um método de uso de nós WSN que são conectados a AGVs para monitorar e registrar objetos que são transportados por AGVs. Os dados registrados devem ser enviados para um banco de dados da fábrica no sistema de gerenciamento de armazém (WMS). Um dispositivo sem fio nanoLOC com cinco nós sensores foi usado junto com EKF para trilateração para estimar a posição do AGV. Alguns sensores no dispositivo nanoLOC também são usados para ler dados em paletes sendo transportados por AGVs. Os dados gravados são transmitidos para um banco de dados no WMS. Os autores sugeriram a inclusão de mais sensores para melhorar a precisão da trilateração EKF e para melhorar a leitura de dados em objetos escolhidos por AGVs. Pesquisadores em [244] apresentam estratégias de comunicação e localização em tempo real para enxames de AGVs móveis usados para transportar caixas Euro em centros logísticos. A localização foi realizada pelo método de trilateração; usando a medição de alcance do laser que é obtida das redes CSS IEEE 802.15.4a e IEEE 802.15.4a. O trabalho de pesquisa em [245] também envolve a fusão de dados de sensores e telêmetros a laser que estão transmitindo dados através de redes IEEE 802.15.4a. A localização e o rastreamento do AGV foram obtidos pela fusão dos dados do telêmetro a laser usando um filtro de partículas Monte Carlo. Semelhante à abordagem em [42], os autores em [246] também usam sensores nanoLOC para medição de alcance AGV. No entanto, um EKF foi usado para combater o efeito do ruído introduzido quando os AGVs navegam em um ambiente industrial NLOS em [246]. Em [247], um transceptor de contato físico angular (APC) com alcance de 1 km a bordo de um AGV foi usado para estabelecer um ambiente de rede para entender o comportamento da rede durante a sessão de transmissão de pacotes. Foi deduzido que as taxas de transmissão ideais na frequência de 434MHz e em uma taxa de transmissão de 19200 bps foram encontradas em 25 ms entre cada pacote de dados de 56 bytes. Autores em [248] apresentaram uma estratégia de controle baseada em rede sem fio para AGVs. Seu trabalho apresenta KF como um estimador de atraso de rede sem fio. O estimador é útil para mitigar o efeito da perturbação do canal que pode comprometer a robustez do sistema de controle em rede AGV baseado em circuito fechado sem fio. para AGV incluem melhor gerenciamento de frota e melhor coordenação de tarefas que podem levar à atualização de um FMS confiável [248]. Em [249], os autores propuseram o uso Autores em [248] apresentaram uma estratégia de controle baseada em rede sem fio para AGVs. Seu trabalho apresenta KF como um estimador de atraso de rede sem fio. O estimador é útil para mitigar o efeito da perturbação do canal que pode comprometer a robustez do sistema de controle em rede AGV baseado em circuito fechado sem fio. para AGV incluem melhor gerenciamento de frota e melhor coordenação de tarefas que podem levar à atualização de um FMS confiável [248]. Em [249], os autores propuseram o uso Autores em [248] apresentaram uma estratégia de controle baseada em rede sem fio para AGVs. Seu trabalho apresenta KF como um estimador de atraso de rede sem fio. O estimador é útil para mitigar o efeito da perturbação do canal que pode comprometer a robustez do sistema de controle em rede AGV baseado em circuito fechado sem fio. para AGV incluem melhor gerenciamento de frota e melhor coordenação de tarefas que podem levar à atualização de um FMS confiável [248]. Em [249], os autores propuseram o uso O estimador é útil para mitigar o efeito da perturbação do canal que pode comprometer a robustez do sistema de controle em rede AGV baseado em circuito fechado sem fio. para AGV incluem melhor gerenciamento de frota e melhor coordenação de tarefas que podem levar à atualização de um FMS confiável [248]. Em [249], os autores propuseram o uso O estimador é útil para mitigar o efeito da perturbação do canal que pode comprometer a robustez do sistema de controle em rede AGV baseado em circuito fechado sem fio. para AGV incluem melhor gerenciamento de frota e melhor coordenação de tarefas que podem levar à atualização de um FMS confiável [248]. Em [249], os autores propuseram o uso no entanto, os benefícios da implementação do sistema de controle em rede baseado em comunicação sem fio para AGV incluem melhor gerenciamento de frota e melhor coordenação de tarefas que podem levar à atualização de um FMS confiável [248]. Em [249], os autores propuseram o uso no entanto, os benefícios da implementação do sistema de controle em rede baseado em comunicação sem fio para AGV incluem melhor gerenciamento de frota e melhor coordenação de tarefas que podem levar à atualização de um FMS confiável [248]. Em [249], os autores propuseram o uso 202328 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV de IEEE 802.15.4a CSS (chirp spread spectrum) para melhorar a localização global de enxame AGV em um ambiente industrial. Para melhorar a localização e rastreamento de um enxame de AGVs no ambiente industrial, os autores usam o CSS IEEE 802.15.4a para fundir os dados do codificador de roda de um sensor em conjunto com a medição de alcance do AGV. Pesquisadores em [250] consideraram o problema de localizar um AGV que se move em um plano por meio de sinalização de banda ultralarga (UWB) de nós de ancoragem fixos (AN) situados no espaço 3D. Foi proposta uma abordagem analítica que pode ser usada para otimizar a colocação de ANs usados para localizar um AGV. Uma arquitetura de controle cooperativo de rede local para robôs industriais no ambiente Fog Radio Access Network (F-RAN) foi proposta em [251]. O objetivo do trabalho em [251] foi aumentar a eficiência da emissão de ordens de serviço e sua execução quando vários AGVs são utilizados em um ambiente industrial.Em um ambiente de AGV múltiplo, é ineficiente se os pedidos de AGV forem processados sequencialmente (ou seja, um após o outro). Se um AGV estiver condicionado a iniciar o processamento de ordens de serviço somente quando todas as outras ordens de outros AGVs forem consideradas, então a eficiência e a agilidade de todo o sistema estarão comprometidas. Se, no entanto, todos os outros forem processados rapidamente sem uma política de coordenação apropriada, o problema de conflitos e impasses pode aumentar [251]. Para melhorar a coordenação e melhorar a eficiência do escalonamento de um sistema multi-AGV, foi proposta uma nova política de coordenação habilitada por rede neural recorrente (RNN) que envolve a previsão de ordens futuras. A política de coordenação foi presumida no fato de que quando um AGV está atualmente executando uma ordem de serviço, se a rede RNN puder prever o local inicial do próximo pedido, então um AGV ocioso pode ser enviado para o próximo local de pedido com antecedência; minimizando assim os tempos de inatividade do AGV e melhorando a eficiência de todo o sistema. Para avaliar a política de coordenação multi-AGV baseada em RNN proposta em [251], um testbed para coordenação de múltiplos AGV em ambiente F-RAN foi projetado e implementado. O controlador baseado em aprendizado profundo RNN que pode prever futuros pedidos de AGV foi implantado como um aplicativo no ponto de acesso de névoa (F-AP) de AGVs no sistema multi-AGV. As previsões de ordens de serviço são baseadas em registros históricos de ordens anteriores. O preditor de aprendizado profundo RNN consiste em uma camada de entrada, várias camadas intermediárias baseadas em memória de longo prazo (LSTM) e uma camada de saída totalmente conectada. A entrada para o sistema são registros históricos de pedidos passados e as saídas são os pontos iniciais previstos das próximas ordens de serviço AGV. Em [252], um smartphone Android foi implantado para fazer comandos de voz funcionarem em um telefone Android para movimento de direção de AGVs usando comunicação Wi-Fi. Em [253], os autores descreveram o uso da rede neural probabilística (PNN) para prever o sinal mais provável recebido ao longo de um canal de desvanecimento conforme o AGV se move em um formato de rota fixa em uma fábrica. O PNN foi usado para prever o sinal mais provável a ser recebido pelo AGV usando correspondência de padrão entre um sinal armazenado e um sinal recebido atualmente. Em [254], um dispositivo de múltiplos graus de liberdade (DOF) foi projetado e fixado no telhado de uma fábrica. O dispositivo pode se comunicar com um dispositivo receptor ultrassônico em um AGV. Ele pode rastrear o AGV em tempo real; e, assim, auxiliar o AGV a reduzir erros de posicionamento em segmentos cegos de rede do chão de fábrica. A observação e o estudo de trabalhos de pesquisa publicados na última década revelam que os sistemas de rede sem fio podem ser usados para melhorar significativamente as políticas de gestão, agendamento e coordenação de frotas de AGVs. As tecnologias RFID, códigos QR, ZigBee e Wi-Fi ocupam posições privilegiadas quando se trata de aplicações AGV. No entanto, as redes de comunicação 5G que foram projetadas para serem um importante facilitador de aplicações de manufatura inteligente em domínios industriais ainda precisam ser amplamente utilizadas para melhorar a coordenação de AGV e o gerenciamento de frota em ambiente industrial. Os resultados da pesquisa de modelagem, simulação e implementação real de políticas de agendamento e coordenação de frota AGV com redes 5G não estão amplamente disponíveis na literatura e em domínios de prática real. Por isso, F. APLICAÇÕES DE REALIDADE VIRTUAL PARA AGV E AMR Tecnologias emergentes, como VR e AR, juntamente com sistemas AGV e AMR, agora estão sendo aplicadas para otimizar a intralogística da fábrica. As tecnologias AR e VR também estão sendo aplicadas de novas maneiras para iniciativas de fabricação inteligente e FoF baseadas em AGV. Em [255], um desktop VR imersivo e interativo foi apresentado para visualização 3D de um AGV movendo-se ao longo de um caminho especificado em um modelo de ambiente de fábrica. O modelo consiste em uma nuvem de pontos em grande escala obtida por meio de Escaneamento a Laser Terrestre (TLS). Em [256], os autores apresentaram uma configuração que integra humanos usando dispositivos de captura de movimento. O sistema VR também emula um smartwatch como dispositivo de interação. A configuração baseada em VR permite a validação da funcionalidade de colaboração humano-robô (HRS) de um AGV por meio de comissionamento virtual. Em [257], Os modelos 3D são projetados usando o software CAD 3D Autodesk Inventor. O rastreamento de caminho e a prevenção de colisões foram ativados em AGVs usando o Autodesk Inventor e o robô KUKA KR5. O método introduzido é capaz de permitir o controle visual e virtual de um AGV. Wi-Fi foi usado para comunicação. Em [258], os autores apresentaram uma abordagem de representação visual para modelar uma instalação logística baseada em AGV. A abordagem apresentada é útil para medir e visualizar o desempenho, a disponibilidade e a reatividade da instalação em um ambiente de RV. Varreduras a laser 3D foram usadas para criar uma representação visual da instalação e os componentes mecânicos foram modelados usando o mecanismo cinemático do sistema de simulação. O sistema geral foi validado com um O rastreamento de caminho e a prevenção de colisões foram ativados em AGVs usando o Autodesk Inventor e o robô KUKA KR5. O método introduzido é capaz de permitir o controle visual e virtual de um AGV. Wi-Fi foi usado para comunicação. Em [258], os autores apresentaram uma abordagem de representação visual para modelar uma instalação logística baseada em AGV. A abordagem apresentada é útil para medir e visualizar o desempenho, a disponibilidade e a reatividade da instalação em um ambiente de RV. Varreduras a laser 3D foram usadas para criar uma representação visual da instalação e os componentes mecânicos foram modelados usando o mecanismo cinemático do sistema de simulação. O sistema geral foi validado com um O rastreamento de caminho e a prevenção de colisões foram ativados em AGVs usando o Autodesk Inventor e o robô KUKA KR5. O método introduzido é capaz de permitir o controle visual e virtual de um AGV. Wi-Fi foi usado para comunicação. Em [258], os autores apresentaram uma abordagem de representação visual para modelar uma instalação logística baseada em AGV. A abordagem apresentada é útil para medir e visualizar o desempenho, a disponibilidade e a reatividade da instalação em um ambiente de RV. Varreduras a laser 3D foram usadas para criar uma representação visual da instalação e os componentes mecânicos foram modelados usando o mecanismo cinemático do sistema de simulação. O sistema geral foi validado com um autores apresentaram uma abordagem de representação visual para modelar uma instalação logística baseada em AGV. A abordagem apresentada é útil para medir e visualizar o desempenho, a disponibilidade e a reatividade da instalação em um ambiente de RV. Varreduras a laser 3D foram usadas para criar uma representação visual da instalação e os componentes mecânicos foram modelados usando o mecanismo cinemático do sistema de simulação. O sistema geral foi validado com um autores apresentaram uma abordagem de representação visual para modelar uma instalação logística baseada em AGV. A abordagem apresentada é útil para medir e visualizar o desempenho, a disponibilidade e a reatividade da instalação em um ambiente de RV. Varreduras a laser 3D foram usadas para criar uma representação visual da instalação e os componentes mecânicos foram modelados usando o mecanismo cinemático do sistema de simulação. O sistema geral foi validado com um VOLUME 8, 2020 202329 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV modelo de simulação deum sistema de logística baseado em agente. A técnica de validação do sistema também foi utilizada para determinar o desempenho e a disponibilidade do sistema. Embora as tecnologias AR e VR estejam sendo amplamente utilizadas em outros domínios de fabricação, como para treinamento, elas ainda não foram amplamente utilizadas para aplicações AGV/AMR. Esta conclusão baseia-se no reduzido número de trabalhos publicados neste domínio quando comparado com outros domínios como a aplicação de tecnologias sem fios para fins de AGV/AMR. No entanto, espera-se que, devido aos avanços atuais em AR, VR e outras tecnologias relacionadas, a manufatura e a intralogística possam muito em breve experimentar aplicações mais amplas de tecnologias AR e VR para aplicações de manufatura inteligente. complexidade Projeto de AGV capaz de trabalhar ao longo de uma correia transportadora. Além disso, em [266], a ênfase foi colocada em um sistema HMI humano-AGV baseado em confiança, o que é útil para projetistas de AGV na elaboração de interfaces HMI de confiança holística. Em [267], os pesquisadores mostraram métodos de proteção de sistemas AGV contra ataques cibernéticos usando a Teoria do Perigo baseada em IA. Abordagens heurísticas pelas quais o atraso dos AGVs nas estações de fabricação de wafer podem ser minimizados foram discutidas em [268]. Em [269], o algoritmo húngaro foi aplicado à execução de controle baseado em consenso para múltiplos AGVs. O algoritmo prioriza as atividades do AGV atribuindo o destino de tarefa mais próximo a cada AGV. Em [270], os autores aplicaram métodos estáticos e dinâmicos envolvendo simulação de eventos discretos para determinar o número apropriado de AGVs necessários para tarefas de transporte na seção de fotolitografia de uma instalação de fabricação de semicondutores. Para instalações de fabricação de semicondutores, as vantagens e desvantagens de diferentes topologias de layout através das quais o AGV pode ser implantado são discutidas em [271]. Devido à natureza especial das instalações de fabricação de semicondutores, diferentes tipos de topologias AGV para integrar AGVs, incluindo: topologias segregadas, unificadas e suportadas, são discutidas em [271]. Em topologias segregadas, toda a área do chão de fábrica é dividida em zonas e o fluxo de trabalho de cada zona é atendido por um ou mais AGVs. AGVs em um sistema segregado não podem deixar sua zona de trabalho atribuída, portanto, o sistema de transporte suspenso (OHT) deve ser usado junto com os AGVs se os materiais precisarem ser transportados de uma zona para outra. Na topologia suportada, os AGVs podem ajudar na programação do fluxo de trabalho de outras zonas. Não há AGVs atribuídos a zonas em um sistema de topologia unificado. No entanto, devido ao enorme custo e capital inicial envolvido com as plantas de fabricação de semicondutores, ainda há necessidade de extensa pesquisa para poder otimizar o desempenho dos sistemas AGV. Em [272], os autores apresentaram uma metodologia detalhada para projetar AGVs que são úteis para ensinar alunos em um ambiente de campus. Os autores focaram no uso de hardware de baixo custo, como o Arduino, para os sistemas de direção, detecção de obstáculos e controle de velocidade. O processo de design envolve projetar uma versão em pequena escala do Kampus Cart AGV para testar a confiabilidade de cada módulo de software e hardware. O desempenho confiável da versão em grande escala do Kampus Cart AGV mostrou que a metodologia de projeto adotada é útil para projetar AGVs confiáveis, mas de baixo custo. Em [273], os pesquisadores trabalharam para desenvolver um conjunto de software útil na condução da interface Powerlink. A interface Powerlink permite a transmissão direta de dados entre o ROS e o hardware compatível com a interface Powerlink. A solução desenvolvida pode funcionar com LIDAR de última geração e outras pilhas de software úteis para mapeamento, localização e navegação para um AGV recém- desenvolvido chamado Pathfinder. O Pathfinder foi projetado para funções de AGV em ambiente hospitalar. Especificamente, para uso em ambiente hospitalar, um projeto de AGV baseado em um híbrido entre um reboque e um AGV de carregamento também foi proposto em [274]. A implementação para casos usados mistos confirma que tal projeto híbrido é adequado para G. APLICAÇÕES E CASOS DE USO Em [259], os autores propuseram um modelo matemático de um AGV aplicável a projetos FMS. O modelo proposto levou em consideração as restrições de layout da planta e as restrições de carga do AGV. Em [260], os autores catalogaram os pontos fracos dos sistemas AGV existentes que limitam sua implantação em aplicativos FMS. Para instalar AGVs com sucesso em um sistema FoF, os autores enfatizaram a importância de instalar AGVs flexíveis que dependam menos de infraestruturas de fábrica instaladas, como grades magnéticas e tags RFID. Em [261], os autores examinaram como os AGVs podem ser usados para substituir correias transportadoras em laboratórios clínicos. Foi simulado um laboratório clínico onde AGVs são usados para transportar racks de tubos de amostras clínicas. A produtividade dos sistemas foi examinada para verificar se a produtividade geral dos AGVs excede a capacidade dos analisadores de amostras clínicas. Controladores de tráfego locais que aceitam poucas entradas e semáforos de saída foram usados para controlar as interseções de tráfego AGV. Os resultados da simulação mostram que os AGVs podem ser usados para substituir com lucro correias transportadoras em laboratórios de amostras clínicas. Os semáforos também são usados como parte dos algoritmos de controle de tráfego dos AGVs que são úteis para resolver conflitos e impasses em [262]. Em [263], os pesquisadores destacaram a aplicação de vários scanners a laser LMS500 que são usados no lugar de aplicativos SLAM para obter mapeamento 3D em um ambiente de armazém. No entanto, alguns pontos fracos, como a má percepção de paletes em prateleiras e má percepção de objetos dinâmicos, como humanos caminhando, foram observados com o mapeamento 3D do ambiente do armazém quando os scanners a laser são usados. Semelhante à abordagem dos pesquisadores em [195], os pesquisadores em [264] empregaram representações 3D do chão de fábrica para auxiliar os operadores usando a interface homem- máquina (HMI) para interagir efetivamente com as frotas AGV [264]. O HMI projetado permite que os operadores forneçam entradas que podem influenciar o comportamento das frotas de AGV. Um sistema central de fusão de dados que contém dados de elementos estáticos e dinâmicos do chão de fábrica fornece ao operador HMI uma alimentação quase em tempo real da situação do chão de fábrica. Com base nos dados fornecidos pelo sistema de fusão de dados, o operador HMI pode então influenciar o comportamento dos AGVs no chão de fábrica. Um AGV foi projetado para requisitos específicos do cliente em [265]. A ênfase foi colocada em um baixo 202330 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV uso em muitas aplicações em ambientes hospitalares. Em [275], os autores relataram métodos aplicáveis ao projeto completo de um AGV com todos os seus módulos se comunicando por meio de elementos de comunicação de rede. Os benefícios de simular o número de AGVs necessários antes de colocá-los em produção foram discutidos em [276]. Ao simular um processo antes de implantar AGVs para um fluxo de trabalho, os autores mostraram a importância da simulação, pois os desperdícios e as despesas gerais foram reduzidos devido à simulação antes da implantação real. Os benefícios da simulação também foram destacados em [277]. Através do uso de simulação, foi enfatizado em [277] que o conjunto ideal de AGVs implantados em um armazém depende do tamanho da fábrica, dimensões, processo de fluxo de trabalho e estrutura de layout da fábrica. Em [278], o Modelode Força Social (SFM) foi usado para analisar o movimento de AGVs e melhorar a eficiência ou gerenciamento de tráfego no piso industrial. Verificou-se que o SFM funciona bem, pois foi descoberto que a eficiência aprimorada (falta de atraso) na produção foi observada, pois os AGVs foram capazes de evitar colisões enquanto se moviam a uma velocidade de 0,6 m/s. Em [279], os autores apresentaram um algoritmo heurístico de dois níveis que pode ser usado para otimizar a eficiência do AGV e o consumo de energia em terminais de contêineres. Em [280], para poder investigar questões críticas de segurança e confiabilidade do AGV, os pesquisadores modelaram o sistema de transporte AGV como um sistema de missão em fases usando Fault Tree Analysis (FTA) para entender possíveis falhas de fase em missões AGV. O modelo permite estabelecer a probabilidade de sucesso ou não para cada fase da missão AGV. Em [281], Um resumo dos trabalhos de pesquisa publicados na última década revela que, para AMRs, muitos pesquisadores estão atualmente focados em como desenvolver veículos colaborativos que possam trabalhar de forma segura e robusta com humanos em um ambiente de espaço de trabalho compartilhado [282]. No entanto, para os AGVs, muitos pesquisadores estão interessados em melhorar seus desempenhos e, assim, expandir suas capacidades para serem capazes de apresentar funcionalidades AMR inteligentes [283] enquanto ainda são usados apenas para tarefas de AGV, como movimentação de paletes. Para garantir um padrão coeso em toda a indústria para medir o desempenho do AGV, os autores em [284] informaram sobre o desenvolvimento do padrão de desempenho ASTM F45 Driverless Automatic Guided Vehicles desde 2014. O padrão está sendo desenvolvido para medir o desempenho de navegação e atracação de AGVs, AMRs , robôs móveis e manipuladores móveis. O padrão também inclui terminologias relevantes que serão usadas em todo o setor para entender o desempenho dessas máquinas. Métodos de teste padrão para medir o desempenho do veículo também estão sendo desenvolvidos para que os fabricantes e usuários do sistema possam replicar facilmente as medições de desempenho relatadas em suas próprias instalações e com custos e esforços mínimos. Os autores também forneceram uma comparação da medição da verdade de campo (GT) para apoiar o método de teste padrão que está sendo desenvolvido no ASTM F45. Para a medição dinâmica do desempenho do AGV, um sistema de rastreamento óptico foi usado para fornecer uma medição GT adequada, comparável ao método de teste padrão desenvolvido em Métodos de teste padrão para medir o desempenho do veículo também estão sendo desenvolvidos para que os fabricantes e usuários do sistema possam replicar facilmente as medições de desempenho relatadas em suas próprias instalações e com custos e esforços mínimos. Os autores também forneceram uma comparação da medição da verdade de campo (GT) para apoiar o método de teste padrão que está sendo desenvolvido no ASTM F45. Para a medição dinâmica do desempenho do AGV, um sistema de rastreamento óptico foi usado para fornecer uma medição GT adequada, comparável ao método de teste padrão desenvolvido em Métodos de teste padrão para medir o desempenho do veículo também estão sendo desenvolvidos para que os fabricantes e usuários do sistema possam replicar facilmente as medições de desempenho relatadas em suas próprias instalações e com custos e esforços mínimos. Os autores também forneceram uma comparação da medição da verdade de campo (GT) para apoiar o método de teste padrão que está sendo desenvolvido no ASTM F45. Para a medição dinâmica do desempenho do AGV, um sistema de rastreamento óptico foi usado para fornecer uma medição GT adequada, comparável ao método de teste padrão desenvolvido em ASTMF45. Em termos de padrões existentes de segurança de AGV e robôs móveis, os autores em [285] enfatizaram a importância de disponibilizar um padrão industrial que garanta que humanos, AGVs, AMRs e outros tipos de robôs móveis trabalhem juntos com segurança no chão de fábrica. Na última década, pesquisadores nas áreas de aplicações AGV e projetos de interfaces enfatizaram o projeto de interfaces IHM que podem produzir uma visão mais holística do piso industrial em tempo real. Esse paradigma de projetos de IHM permitiu que os gerentes industriais e de plantas de chão pudessem efetuar ações contínuas quase em tempo real. O benefício desse paradigma inclui a capacidade de fornecer entradas HMI que otimizarão os desempenhos do AGV/AMR quase em tempo real. Prevê-se que os desenvolvimentos em projetos de interfaces HMI continuem devido às suas vantagens e benefícios para a intralogística da fábrica. Os resumos dos artigos revisados são mostrados na Tabela 3. É notável, a partir dos trabalhos publicados revisados na Tabela 3, que existem muitos desafios em aberto nas cinco grandes áreas de pesquisas de AGV abordadas nesta revisão. III. DESAFIOS COM AS TECNOLOGIAS AGV/AMR EXISTENTES PARA APLICAÇÕES DE FABRICAÇÃO INTELIGENTE BASEADAS EM AGV A. SISTEMA DE NAVEGAÇÃO A LASER Para uma navegação AGV eficaz, os métodos de localização implantados devem ser confiáveis e robustos para distúrbios no chão de fábrica. Muitos sistemas populares de navegação AGV baseados em laser usam pontos de referência artificiais para localização e navegação [41]. Mesmo que um sistema de navegação a laser seja muito bom para localização de AGV devido à sua precisão relatada, o uso ou pontos de referência artificiais podem às vezes ser uma desvantagem para a segurança operacional da fábrica. Para garantir a segurança operacional, os telêmetros a laser podem precisar ser instalados no chão de fábrica [41]. No entanto, a instalação de novas infraestruturas pode não ser uma opção muito boa para iniciativas de FoF, pois novas instalações podem impor altos custos de construção ao meio ambiente. Além disso, com orientação a laser, um AGV não será capaz de estimar com precisão sua posição se forem detectados refletores de laser insuficientes ou se as estimativas de posição forem adquiridas a uma taxa muito baixa. Um mínimo de três refletores é sempre necessário para uma navegação AGV eficaz quando lasers são usados [200]. Além disso, o laser não funciona bem para navegação de AGVs em ambientes confusos ou com perda de visão (LOS) [286]. B. REDES DE SENSORES SEM FIO O uso de redes de sensores sem fio convencionais (WSN) como o IEEE 802.15.4a para gerenciamento e controle de frota de AGVs pode não ser uma opção muito boa para aplicações que exigem alto nível de precisão, como atracação de AGVs devido a problemas de precisão, confiabilidade, disponibilidade de largura de banda e a já alto tráfego de usuários existente em tais sistemas de comunicação sem fio. Conforme estabelecido por [41], as RSSFs existentes possuem dois VOLUME 8, 2020 202331 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV desvantagens distintas quando usado para localização AGV e estimativa de posição. Uma delas é que existe o problema de uma incerteza de posição do AGV devido a dados ruidosos resultantes do desvanecimento de multipercurso e da medição de distância fora da linha de visada (NLOS). Outra deficiência do uso de RSSFs existentes é a dificuldade inerente em estimar a orientação do tag WSN. Ainda outro problema com a aplicação de redes de comunicação sem fio existentes (diferentes das redes 5G) para gerenciamento de frota AGV é a questão da alta latência (tempos de ciclo) entre o AGV e os transceptores da rede de comunicação que são usados para controle de AGVs e gerenciamento de frota [285]. Em [248], os autores enfatizaram que a utilização de sistemas de comunicação sem fio existentes, como IEEE 802.11 (Wi-Fi) para controle de AGV e gerenciamento de frota, pode ser um desafio, pois parâmetros de rede como confiabilidade, a latência e a pontualidade do AGV são significativamente mais difíceisde satisfazer para aplicativos de controle de AGV. No Wi-Fi, as propriedades do canal de rádio, como perda de caminho, erros de canal e baixa largura de banda disponível (devido ao grande número de usuários), causam atrasos na rede. Como tal, em muitos casos, os pacotes de dados geralmente precisam ser retransmitidos. Além disso, em sistemas Wi-Fi, a implementação do controle de acesso ao meio geralmente é baseada no protocolo de acesso múltiplo por detecção de operadora (CSMA). O uso do protocolo CSMA sempre resulta em atrasos de acesso aleatórios e longos na presença de carga de tráfego de rede [248]. Em um sistema 5G, devido à sua natureza, muitas das deficiências dos sistemas sem fio existentes, como baixa largura de banda e alta latência, não ocorrerão [287]. Isso tornará as redes sem fio baseadas em 5G mais úteis para aplicações de controle de AGV e gerenciamento de frota. D. SISTEMA DE ORIENTAÇÃO INDUTIVO Na maioria das implementações de orientação indutiva, o solenóide de orientação AGV detecta fios eletromagnéticos enterrados no chão de fábrica [285]. A navegação nas junções é obtida incorporando muitos fios e ativando qualquer fio que guie o AGV ao seu destino desejado [12]. A instalação de sistemas de orientação indutiva sempre resulta em enormes problemas logísticos e não suporta as iniciativas de FoF, pois a escavação do chão da fábrica sempre envolve a movimentação de máquinas e o retrabalho do layout da fábrica. E. SISTEMA DE ORIENTAÇÃO ÓPTICA Para usar sistemas de orientação óptica, tintas fluorescentes visíveis ou invisíveis são usadas para marcar os caminhos de fluxo dos AGVs no chão de fábrica [285]. Os AGVs que navegam com sistemas de orientação ótica sempre possuem emissor de luz ultravioleta e detectores que funcionam com a tinta fluorescente no chão de fábrica [12]. Os sistemas de orientação ótica permitem modificações fáceis das rotas do AGV simplesmente repintando o chão de fábrica a baixo custo. No entanto, a robustez do sistema pode ser comprometida quando as linhas no chão são apagadas ou obscurecidas por outros objetos ou líquidos derramados no chão da fábrica. Além disso, os AGVs que usam esse método para navegar estão sempre restritos a caminhos de navegação fixos [12]. F. SISTEMA DE ORIENTAÇÃO DE VISÃO No sistema de orientação visual, os AGVs trabalham com câmeras de dispositivo acoplado de carga (CCD) e comparam a imagem atual adquirida por suas câmeras com os mapas de fábrica armazenados. Este método é conhecido por sofrer de problemas de precisão resultantes de reflexões de sinal no ambiente industrial [293]. C. CÓDIGOS DE BARRAS E RFID G. SISTEMA DE ORIENTAÇÃO ULTRASSÔNICA Os sistemas de códigos de barras são semelhantes aos sistemas RIFD em termos de implementação. Para usar códigos de barras, códigos de barras detectáveis opticamente são colocados no chão de fábrica e os códigos de barras podem ser lidos por leitores de código de barras que estão conectados a AGVs em movimento. Os sistemas RFID consistem em transponders. Um transponder é essencialmente uma etiqueta com um chip e uma antena [288], [289]. O chip pode armazenar informações sobre um determinado segmento da fábrica sendo navegado pelo AGV. A antena pode transmitir as informações armazenadas para um leitor conectado a um AGV. O AGV pode então usar as informações obtidas para navegar pelo chão de fábrica. Os códigos de barras são mais leves e baratos do que os RFIDs, mas os RFIDs são mais confiáveis do que os códigos de barras. Embora essas tecnologias tenham sido consideradas relativamente confiáveis, metal, óleo e outros líquidos comumente encontrados em muitas fábricas são conhecidos por interferir com os RFIDs. Um problema bem conhecido com ambas as tecnologias é o problema de tamanho, peso e consumo de energia do leitor acoplado a um AGV [289]. Ainda outro desafio relacionado ao uso de RFIDs, códigos QR, lasers e outros métodos LOS é que a maioria das áreas de fábrica e armazéns nem sempre estão livres de poeira [231]. A poeira pode obstruir facilmente o LOS entre o AGV e as etiquetas guia, levando a uma possível falha dessas tecnologias. Com esse método, os AGVs contam com refletores de sinal ultrassônico localizados no chão de fábrica para refletir os sinais ultrassônicos transmitidos. Embora esse método seja conhecido por ser muito flexível e passível de alterações nos caminhos do AGV, foi relatado que ele é muito suscetível a interferências resultantes de sinais refletidos em objetos metálicos no chão de fábrica [293]. H. SISTEMA DE ORIENTAÇÃO DE INÉRCIA O sistema de orientação por inércia AGV funciona calculando o sinal de polarização de um giroscópio e adquirindo sinais de posição no solo. O sinal de posição no solo é útil para determinar a orientação de um AGV e sua posição [293]. Em seguida, o sinal de polarização e o sinal de posição do solo são usados coletivamente para guiar o AGV. Problemas de desempenho em relação à precisão do posicionamento de AGVs foram relatados com o uso deste método [293]. Além disso, os giroscópios são conhecidos por serem muito sensíveis à vibração. Além disso, este método é conhecido por ser bastante caro para instalar. I. SISTEMA DE ORIENTAÇÃO GPS Com este método, um AGV adquire sinal de satélite GPS e usa o sinal para estabelecer sua própria posição. Ele irá então rastrear 202332 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV TABELA 3.Resumo dos trabalhos de pesquisa existentes sobre AGVs, AMRs e suas aplicações intralogísticas na última década. VOLUME 8, 2020 202333 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV TABELA 3.(Contínuo.)Resumo dos trabalhos de pesquisa existentes sobre AGVs, AMRs e suas aplicações intralogísticas na última década. e gu sinal eu a de si nd é o ao longo do rosto n estabelecer tory andar usando o adquirido conhecido por ser muito bom para aplicações ao ar livre ns, e menos navegaçãoc d posição. Os sinais de GPS têm útil para aplicações internas, incluindo para AGV n 202334 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV TABELA 3.(Contínuo.)Resumo dos trabalhos de pesquisa existentes sobre AGVs, AMRs e suas aplicações intralogísticas na última década. VOLUME 8 de 2020 202335 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV devido à baixa confiabilidade relatada dos sinais de GPS em locais internos [293]. controle de frota [94], [99] ou gerenciamento de frota, a saber: centralizado e distribuído. Com a gestão centralizada da frota, uma plataforma central de controle (que no caso do 5G pode ser baseada em uma plataforma MEC) mantém o status de toda a frota e determina o caminho que cada AGV deve percorrer para evitar colisões ou impasses. Também pode haver um cenário de coordenação descentralizada em que os AGVs se comunicam e arbitram missões uns com os outros usando um sistema de antena distribuído em redes 5G. Ao usar o 5G MEC, os AGVs podem se comunicar e trocar dados com um agendador de tarefas central da fábrica, estações de trabalho e outras máquinas para minimizar o tempo de transporte usando o AGV mais próximo de uma tarefa agendada para executar a tarefa. Em situações de impasse, um AGV tentará resolver o impasse trocando dados com outros AGVs quando estiverem no modo de gerenciamento de frota descentralizado. No modo de gerenciamento centralizado, todos os AGVs tentarão resolver o impasse trocando dados com o controlador central. Ambas as situações podem levar a uma troca excessiva de dados que só um sistema de gestão de frotas com banco de memória suficiente como um 5G MEC pode suportar. Os algoritmos atuais usados para a coordenação descentralizada do AGV sempre não possuem informações globais da frota [295]. Devido a esse problema, é sempre mais difícil para os AGVs alcançarem coletivamente uma solução ótima global. Com os sistemas 5G instalados, serámais fácil usar os recursos 5G MEC para permitir que um AGV tenha informações globais de navegação e localização de outros AGVs, levando a uma melhor otimização do sistema. Também, J. USO DE GRADES ELETROMAGNÉTICAS E TRANSPONDERES MAGNÉTICOS Esses métodos também envolvem a instalação de hardware (ímãs, transponders, etc.) no chão de fábrica. Os pisos de fábrica devem ser extensivamente aumentados para que este método funcione [12]. Após o trabalho inicial no piso, os AGVs são equipados com sensores que podem detectar ímãs enterrados. Este método permite que o AGV varie livremente desde que o AGV permaneça na área geral delineada por marcadores magnéticos instalados [12]. Para iniciativas de manufatura ágil ou inteligente, as instalações de hardware adicional de qualquer tipo no chão de fábrica podem comprometer a rápida remodelação e reestruturação da fábrica. Além disso, as modificações dos caminhos de fluxo quando os caminhos do AGV mudam podem exigir a pausa ou parada do sistema de manuseio de materiais (MHS) das plantas, e isso pode levar a um custo econômico adverso para a fábrica [285]. K. NAVEGAÇÃO LIVRE VS NAVEGAÇÃO DE CAMINHO FIXO A maioria dos métodos de navegação discutidos acima permite apenas que os AGVs naveguem usando caminhos fixos. Com navegação de caminho fixo, por exemplo, usando um sistema de orientação indutivo, os AGVs são restritos apenas a alguns caminhos selecionados na fábrica. Com navegação de alcance livre, que pode ser fornecida por métodos como sistemas de navegação a laser, os AGVs podem seguir caminhos arbitrários para evitar obstáculos no chão de fábrica. O modo Freeranging também permite que um AGV se mova de um ponto a outro usando rotas mais curtas nos caminhos de navegação permitidos do AGV [12], [294]. L. BENEFÍCIOS POTENCIAIS DA OPÇÃO DE GERENCIAMENTO DE FROTAS AGV USANDO RÁDIO 5G E MEC Na maioria dos métodos examinados acima, os AGVs são restritos a caminhos de navegação fixos e podem exigir uma extensa reformulação da infraestrutura para fazer com que os AGVs naveguem por novos caminhos. Além disso, nenhum dos métodos examinados acima possui modelos de arquitetura fortes por meio dos quais os dados da frota de AGVs e as leituras dos sensores podem ser completamente integrados ao sistema de gerenciamento empresarial da fábrica para otimização de todo o sistema da fábrica sem incorrer em custos adicionais. Se uma fábrica já tiver um sistema de comunicação 5G instalado, o mesmo sistema poderá ser utilizado para gerenciamento de frota AGV, controle, integração de armazém e para análise em tempo real. Por exemplo, usando um sistema MEC baseado em 5G e coletando dados de AGVs, alguns AGVs podem ser desmobilizados seletivamente com base no volume variável de trabalho e no status atual da produção. 2) APLICAÇÃO 5G MEC PARA PROBLEMAS COMPUTACIONAIS E DE PROCESSAMENTO DE DADOS DE AGV EM AMBIENTE DE MANUFATURA INTELIGENTE Em implantações convencionais de AGV, a maioria das unidades de hardware a bordo para navegação AGV/AMR pode ter limitações com o poder de processamento de dados disponível [296]. Assim, a funcionalidade dos processadores integrados pode não estar mais disponível para fins de FoF. Com a disponibilidade de 5G MEC para suportar aplicativos de manufatura inteligente baseados em AGV, dados e funções de processamento podem ser descarregados para o MEC. Em muitas fábricas, há muitos casos em que os AGVs são implantados ao ar livre para trabalhar em semirreboques, reboques e outros veículos articulados estacionados arbitrariamente em locais onde as infraestruturas da fábrica não podem ser instaladas. Os AGVs que dependem de infraestruturas internas convencionais, como lasers, grades magnéticas de RFIDs, etc., não podem ser usados para realizar tais funções [103]. No entanto, As infraestruturas 5G com suas coberturas mais amplas podem ser usadas para controlar esses AGVs; assim, estendendo o alcance das aplicações internas de FoF para a extremidade externa da planta. No entanto, para que o 5G funcione perfeitamente com enxames de AGV e AMR no chão de fábrica, ainda existem vários problemas que precisam ser pesquisados e refinados para melhor 1) ARBITRAGEM DE FLUXO DE TRABALHO AGV, EVITAÇÃO DE DEADLOCK E PLANEJAMENTO DE MISSÃO USANDO RÁDIO 5G E MEC Com sistema de rádio 5G e MEC, a largura de banda abundante fornecida na região de ondas milimétricas permitirá uma melhor taxa de transferência do sistema. Existem basicamente dois métodos de AGV 202336 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV otimização do sistema. A Seção IV envolve uma discussão detalhada desses desafios de pesquisa em aberto. 2) COORDENAÇÃO DE TRÁFEGO AGV INTELIGENTE E GESTÃO DE INTERSEÇÕES NO CHÃO DE FÁBRICA – DESAFIOS ABERTOS Um AoR importante para o gerenciamento robusto da frota AGV é como evitar colisões e resolver situações de impasse AGV. A gestão do tráfego nos cruzamentos da fábrica é crucial para manter um chão de fábrica livre de acidentes. Se AGVs e AMRs devem funcionar perfeitamente com humanos em um ambiente livre de acidentes, eles devem ser capazes de identificar humanos e classificá-los de forma diferente de outros objetos no espaço de trabalho da fábrica. AGVs e AMRs devem ser equipados com dispositivos inteligentes que possam identificar humanos e outros AGVs e AMRs. A maioria das outras máquinas no espaço de trabalho industrial está, na maioria dos casos, situada em uma posição estacionária. Assim, os AGVs sempre podem navegar com sucesso em torno dessas máquinas e continuar a executar suas missões. No entanto, humanos e outros AGVs sempre podem se mover arbitrariamente quando um AGV sob observação está se movendo para navegar ao redor deles. Isso pode levar a colisões e acidentes com pessoas ou com outros AGVs, especialmente em cruzamentos no chão de fábrica. A identificação humana bem-sucedida usando soluções de IA baseadas em 5G MEC e câmeras instaladas em AGVs será crucial para poder identificar humanos com sucesso em um ambiente de fabricação. 4. INTEGRAÇÃO DE FROTAS AGV/AMR PARA MANUFATURA INTELIGENTE: DESAFIOS ABERTOS E ÁREA DE PESQUISA PARA APLICAÇÕES BASEADAS EM 5G A. GESTÃO E CONTROLE DE FROTA 1) GESTÃO DE FROTAS AGV USANDO RÁDIO 5G E PLATAFORMA MEC – DESAFIOS ABERTOS Nas implantações convencionais de AGV, as redes de comunicação são sempre usadas para troca de informações entre os AGVs e entre os AGVs e o sistema de controle de frota [33]. Um sistema de localização AGV é aplicável para detectar as mudanças posicionais AGV usando um conjunto de sensores AGV. Um sistema de gerenciamento de frota e controle de AGV coordena o movimento de todos os AGVs no chão de fábrica para evitar colisões, duplicação de tarefas, impasses e limitar os congestionamentos de tráfego. Para um gerenciamento confiável de frota AGV, localização global eficaz de AGVs, rastreamento robusto de posições e comunicação confiável dentro de enxames AGV são de extrema importância. Isso pode ser alcançado usando plataformas de controle localizadas no 5G MEC. No entanto, tal MEC pode, em última análise, representar um único ponto de falha [295] para toda a frota AGV se falhar. Uma possível solução para um cenário de ponto único de falha do MEC pode incluir a provisão de uma plataforma MEC secundária como backup. Alguns AoRs sobre a utilização de MECs 5G e seus backups para controle de AGV e gerenciamento de frota são discutidos abaixo. Um AoR em relação ao uso do 5G MEC para controle de AGV e gerenciamento de frota é a necessidade de pesquisar e definir estratégias confiáveis de transferência úteis para evitar perdas de informações quando o 5G MEC principal falha ou quando transfere a operação para uma plataforma MEC de backup. As falhas do MEC podem potencialmente levar à perda do status de uma frota AGV. A perda do status da frota ou a perda das informações atuais do estado da frota quando os AGVs são usados para operaçõescríticas ou quando são usados para operações JIT em um ambiente de manufatura inteligente pode levar a dolorosas perdas de receita em aplicativos FoF [297]. Um AoR importante é como garantir que as perdas de penetração do sinal 5G no chão de fábrica quando as redes 5G são usadas para gerenciamento de frota AGV não causem colisões AGV. Para evitar colisões de AGV, os sensores AGV sempre detectam obstáculos na frente dos AGVs. Em sistemas de gerenciamento de frota centralizado, o sistema de controle central sempre calcula a distância entre dois AGVs; e pare ou redirecione um deles quando a distância de separação estiver dentro do alcance da colisão. Um controlador robusto armazenado na plataforma 5G MEC deve ser reativo o suficiente e funcionar perfeitamente com o rádio 5G para garantir que, na presença de perdas de penetração de sinal 5G, um AGV com um cronograma de prioridade mais baixa 'pause' ou 'pare' em sua trilha até distância de colisão entre dois AGVs em um possível curso de colisão torna-se grande o suficiente. B. INTEGRAÇÃO DE FROTA AGV/AMR COM 5G MEC PARA APLICATIVOS DA FÁBRICA DO FUTURO - AORs Numerosos caminhos para aplicações FoF ligadas ao uso de AGVs e AMRs existem na indústria. AGVs e AMRs podem ser monitorados e controlados enquanto operam em áreas remotas, de difícil acesso ou perigosas usando plataformas de monitoramento remoto baseadas em 5G. Os operadores podem interagir remotamente com AGVs e AMRs sendo monitorados e controlá-los para executar missões especiais que podem não estar incluídas nas operações diárias da fábrica. Como a execução desses tipos de operações é rara, apenas uma pequena quantidade de dados relacionados a essas operações pode estar disponível. Projetar interfaces de controle remoto confiáveis quando AGVs e AMRs são implantados para tais missões incomuns pode incluir a aplicação de paradigmas de IA que suportam o uso de uma pequena quantidade de conjuntos de dados disponíveis e modelos interpretáveis. Exemplos de tais paradigmas de IA incluem IA explicável (XAI) [86], [298], algoritmos de IA determinísticos [290], algoritmos exatos, sistemas de inferência fuzzy confiáveis e de baixa complexidade [292], [299], modelos de IA colaborativos e preditivos [318], [320]. O design desses tipos de sistemas de IA para AGVs e AMRs que interagem em tempo real com humanos continua a ser AORs importantes em todo o mundo. Pisos de fábrica convencionais são sempre projetados com segmentos precisos alocados para usos específicos. No entanto, tais projetos de fábrica baseados em grade ou segmento podem impedir uma implantação ideal de AGVs e AMRs em aplicações FoF. Um AoR é como equipar os AGVs com inteligência suficiente para que eles possam navegar livremente na presença de humanos e outras máquinas - no modo de alcance livre em um design de fábrica baseado em segmentos. Outros tipos de agendamento de AGV/AMR e execução de missão que precisarão de extensa pesquisa se AGV e AMR algoritmos exatos, sistemas de inferência fuzzy confiáveis e de baixa complexidade [292], [299], modelos de IA colaborativos e preditivos [318], [320]. O design desses tipos de sistemas de IA para AGVs e AMRs que interagem em tempo real com humanos continua a ser AORs importantes em todo o mundo. Pisos de fábrica convencionais são sempre projetados com segmentos precisos alocados para usos específicos. No entanto, tais projetos de fábrica baseados em grade ou segmento podem impedir uma implantação ideal de AGVs e AMRs em aplicações FoF. Um AoR é como equipar os AGVs com inteligência suficiente para que eles possam navegar livremente na presença de humanos e outras máquinas - no modo de alcance livre em um design de fábrica baseado em segmentos. Outros tipos de agendamento de AGV/ AMR e execução de missão que precisarão de extensa pesquisa se AGV e AMR algoritmos exatos, sistemas de inferência fuzzy confiáveis e de baixa complexidade [292], [299], modelos de IA colaborativos e preditivos [318], [320]. O design desses tipos de sistemas de IA para AGVs e AMRs que interagem em tempo real com humanos continua a ser AORs importantes em todo o mundo. Pisos de fábrica convencionais são sempre projetados com segmentos precisos alocados para usos específicos. No entanto, tais projetos de fábrica baseados em grade ou segmento podem impedir uma implantação ideal de AGVs e AMRs em aplicações FoF. Um AoR é como equipar os AGVs com inteligência suficiente para que eles possam navegar livremente na presença de humanos e outras máquinas - no modo de alcance livre em um design de fábrica baseado em segmentos. Outros tipos de agendamento de AGV/AMR e execução de missão que precisarão de extensa pesquisa se AGV e AMR [299], modelos de IA colaborativos e preditivos [318], [320]. O design desses tipos de sistemas de IA para AGVs e AMRs que interagem em tempo real com humanos continua a ser AORs importantes em todo o mundo. Pisos de fábrica convencionais são sempre projetados com segmentos precisos alocados para usos específicos. No entanto, tais projetos de fábrica baseados em grade ou segmento podem impedir uma implantação ideal de AGVs e AMRs em aplicações FoF. Um AoR é como equipar os AGVs com inteligência suficiente para que eles possam navegar livremente na presença de humanos e outras máquinas - no modo de alcance livre em um design de fábrica baseado em segmentos. Outros tipos de agendamento de AGV/AMR e execução de missão que precisarão de extensa pesquisa se AGV e AMR [299], modelos de IA colaborativos e preditivos [318], [320]. O design desses tipos de sistemas de IA para AGVs e AMRs que interagem em tempo real com humanos continua a ser AORs importantes em todo o mundo. Pisos de fábrica convencionais são sempre projetados com segmentos precisos alocados para usos específicos. No entanto, tais projetos de fábrica baseados em grade ou segmento podem impedir uma implantação ideal de AGVs e AMRs em aplicações FoF. Um AoR é como equipar os AGVs com inteligência suficiente para que eles possam navegar livremente na presença de humanos e outras máquinas - no modo de alcance livre em um design de fábrica baseado em segmentos. Outros tipos de agendamento de AGV/AMR e execução de missão que precisarão de extensa pesquisa se AGV e AMR O design desses tipos de sistemas de IA para AGVs e AMRs que interagem em tempo real com humanos continua a ser AORs importantes em todo o mundo. Pisos de fábrica convencionais são sempre projetados com segmentos precisos alocados para usos específicos. No entanto, tais projetos de fábrica baseados em grade ou segmento podem impedir uma implantação ideal de AGVs e AMRs em aplicações FoF. Um AoR é como equipar os AGVs com inteligência suficiente para que eles possam navegar livremente na presença de humanos e outras máquinas - no modo de alcance livre em um design de fábrica baseado em segmentos. Outros tipos de agendamento de AGV/AMR e execução de missão que precisarão de extensa pesquisa se AGV e AMR O design desses tipos de sistemas de IA para AGVs e AMRs que interagem em tempo real com humanos continua a ser AORs importantes em todo o mundo. Pisos de fábrica convencionais são sempre projetados com segmentos precisos alocados para usos específicos. No entanto, tais projetos de fábrica baseados em grade ou segmento podem impedir uma implantação ideal de AGVs e AMRs em aplicações FoF. Um AoR é como equipar os AGVs com inteligência suficiente para que eles possam navegar livremente na presença de humanos e outras máquinas - no modo de alcance livre em um design de fábrica baseado em segmentos. Outros tipos de agendamento de AGV/AMR e execução de missão que precisarão de extensa pesquisa se AGV e AMR tais projetos de fábrica baseados em grade ou segmento podem impedir uma implantação ideal de AGVs e AMRs em aplicativos FoF. Um AoR é como equipar os AGVs com inteligência suficiente para que eles possam navegar livremente na presença de humanos e outras máquinas - no modo de alcance livre em um design de fábricabaseado em segmentos. Outros tipos de agendamento de AGV/AMR e execução de missão que precisarão de extensa pesquisa se AGV e AMR tais projetos de fábrica baseados em grade ou segmento podem impedir uma implantação ideal de AGVs e AMRs em aplicativos FoF. Um AoR é como equipar os AGVs com inteligência suficiente para que eles possam navegar livremente na presença de humanos e outras máquinas - no modo de alcance livre em um design de fábrica baseado em segmentos. Outros tipos de agendamento de AGV/AMR e execução de missão que precisarão de extensa pesquisa se AGV e AMR VOLUME 8, 2020 202337 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV irão participar com sucesso em cenários FoF são explicados abaixo. conjunto de dados de outros sensores AGV. Além disso, os dados de vídeo das câmeras de monitoramento conectadas a um AGV devem ser transmitidos com sucesso junto com outros dados de vídeo, como dados de vídeo de navegação visual sendo transmitidos de outras partes do AGV móvel. Um AoR é o design de um sistema de banco de dados de vídeo que pode receber e separar com sucesso diferentes conjuntos de dados de vídeo do mesmo AMR ou AGV e rotear conjuntos de dados recebidos para o segmento apropriado do 5G MEC para processamento adicional de dados. Como vários tipos de conjuntos de dados estão sendo transmitidos de vários AGVs, o banco de dados 5G MEC deve ser projetado para armazenamento dinâmico, armazenamento em buffer ou encaminhamento de vários conjuntos de dados multimídia para outras partes do MEC para processamento e análise adicionais. Em [302], projeta-se que até o ano de 2020, as fábricas inteligentes conectadas em setores industriais verticais serão capazes de gerar aproximadamente 1 PB (petabyte) de dados por dia. Uma relação imediata com esse enorme fenômeno de geração de dados é como armazenar e analisar esses enormes conjuntos de dados a tempo para poder derivar inteligência acionável dos dados. Repositórios de dados baseados em nuvem e data lakes, como os baldes do Amazon S3, estão sendo usados como um serviço fornecido para armazenar grandes conjuntos de dados. Um AoR relacionado ao uso de repositórios em nuvem é como encaminhar dados verticais da indústria e de fábrica para um repositório em nuvem, como o balde Amazon S3 e, ao mesmo tempo, ser capaz de manter segurança interna da Internet e criptografia de dados apropriadas e confiáveis para o 5G sistema. Esse método de segurança da Internet também deve fornecer uma troca de dados automatizada confiável e totalmente segura da frota AGV para o MEC e daí para o repositório na nuvem e vice-versa. Ainda outro AoR é como distribuir as tarefas analíticas AGV necessárias entre um software analítico 5GMEC e um software analítico baseado em nuvem, como o Databricks, para uma análise em tempo real reativa e robusta. 1) BATERIA AGV, GERENCIAMENTO DE ENERGIA E PROBLEMAS DE CORRENTE DE INRUSH NO AGV - DESAFIOS ABERTOS O carregamento da bateria e o gerenciamento de energia continuam sendo um gargalo doloroso para a utilização ideal de AGVs e AMRs na indústria. Um problema bem conhecido a esse respeito é que, devido à natureza segmentada da maioria dos pisos de fábrica, sempre há uma distância considerável entre as estações de trabalho da missão AGV/AMR e a localização da estação de carregamento da bateria. Para implementação de FoF, um AoR é como projetar uma estratégia de otimização baseada em 5G MEC pela qual um esquema de compensação pode ser estabelecido para minimizar a distância entre a localização atual de um AGV e a estação de carregamento de bateria mais próxima. O custo da distância até a estação de carregamento da bateria também pode ser comparado com a prioridade de uma tarefa atribuída, o atual nível de bateria do AGV e a existência de outro AGV com um nível de uso de bateria mais alto que também possa lidar com a tarefa atribuída ao AGV em questão. A rotina para a avaliação de compensação pode ser armazenada no 5G MEC enquanto os comandos de controle resultantes da decisão de rotina podem ser comunicados ao respectivo AGV usando links de comunicação 5G. Devido a restrições de projeto e à necessidade de gerenciamento de espaço em alguns AGVs, o motor de bordo do AGV pode compartilhar a mesma fonte de alimentação com o dispositivo de comunicação sem fio no AGV. Tal dispositivo sem fio pode, no entanto, ser danificado pela corrente de partida gerada pelos motores de bordo AGV e possivelmente levando à falha do dispositivo sem fio. Um AoR a esse respeito é o projeto de harmônicos eficazes e método de limitação de corrente de irrupção que pode isolar um dispositivo sem fio 5G da corrente de irrupção do motor a bordo. Esse problema também pode ser resolvido por um método de design aprimorado de integração de dispositivos sem fio AGV 5G com motores de bordo AGV [300]. 3) INTEGRAÇÃO DA FROTA AGV E AMR COM INTERNET TÁTIL INDUSTRIAL E AMBIENTE VIRTUAL HAPTICS COMPARTILHADO – DESAFIOS ABERTOS 2) AGV PARA COLETA DE DADOS DE CHÃO DE FÁBRICA PARA APLICAÇÕES DE BANCOS DE DADOS MULTIMÍDIA 5G MEC – DESAFIOS ABERTOS O advento do 5G com suas promessas de latência abaixo de 1 ms tem impulsionado pesquisas em aplicações de Internet táteis e VR pelas quais AGV e AMR podem ser teleoperados por humanos usando dispositivos hápticos, conforme mostrado na Figura 6 [51], [302], [304 ]. Operadores humanos podem interagir com AGV/AMR remoto usando uma teleoperação multimodal imersiva virtual por meio de feeds de vídeo fornecidos por dispositivos VR. Dispositivos hápticos ou táteis podem fornecer aos operadores humanos localizados remotamente uma sensação de toque e vibração comparável ao toque real de AGVs localizados remotamente. O dispositivo VR pode fornecer ao ser humano um ambiente imersivo com um 360◦exibição de vídeo de uma máquina remota [305]. Os operadores podem alternadamente optar por observar o desempenho do dispositivo tátil usando recursos visuais próximos ou usar um dispositivo VR para ter uma visão de 360◦vista de um AGV ou AMR remoto como mostrado na Figura 6 [302], [303]. Assim, a Internet tátil e a RV podem possibilitar um ambiente colaborativo de tarefas compartilhadas humano-robô de alta fidelidade. Em um ambiente de fabricação tão inteligente, as habilidades dos humanos Como o AGV e o AMR atravessam o chão de fábrica, sua presença pode ser aproveitada para coletar dados relacionados a quase todos os segmentos da fábrica. Os AGVs também podem ser equipados com leitores RFID dedicados à coleta de dados de produtos acabados e inacabados, pois os AGVs transportam esses produtos de uma estação de trabalho para outra. A colocação estratégica desses leitores de RFID em AGVs para que eles possam capturar dados de diferentes tipos de carga é uma importação de design de AGV AOR. Os dados de vídeo do chão de fábrica de uma câmera acoplada a um AGV também podem ser transmitidos para um MEC 5G para uma melhor visão geral de toda a fábrica. Ao transmitir tal conjunto de dados de vídeo, o AGV ou AMR será capaz de funcionar como uma patrulha de segurança ou robô monitor enquanto também executa suas outras funções dedicadas. Um AoR, neste caso, é como projetar um agendador dinâmico de recursos de rádio de uplink e downlink através do qual dados de grande porte, como dados de vídeo [301], podem ser transmitidos com sucesso ao lado de outros pequenos mMTC 202338 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV FIGURA 6.Aplicativos industriais de realidade virtual e multiusuário AGV/AMR confiáveis e de alta fidelidade são um AoR intensivo para redes 5G. Adaptado de [51] e [303]. de engenheiros geograficamente dispersos podem ser entregues sem limites, e AGV ou AMR altamente caros e especializados podem ser usados 24 horas por dia em redes de comunicação 5G de alta fidelidade. Além disso, a teleoperação remota de um AMR ou AGV que deve operar em uma parte altamente perigosade uma planta será realizável. Operadores humanos com determinados conjuntos de habilidades que devem transferir suas habilidades por meio do uso de um robô colaborativo AGV/AMR localizado em outra parte do mundo também poderão operar. A produção JIT também pode ser obtida controlando os AGVs por meio de aplicativos de Internet táteis. Ao introduzir a produção JIT tátil confiável baseada na Internet, os AGVs que executam missões dinâmicas ao longo das linhas de produção podem trabalhar com operadores remotos que são auxiliados por entradas audiovisuais imersivas de RV [305]. Esses AGVs podem ser usados para selecionar produtos inacabados para acabamento personalizado. Missões AGV para produção JIT podem ser difíceis de programar, uma vez que os produtos JIT e suas demandas podem exigir muita flexibilidade na produção [319]. Por isso, um humano dedicado pode trabalhar com vários AGVs usando a Internet tátil 5G para executar solicitações personalizadas assim que essas solicitações são registradas. Usando interfaces táteis, vários humanos localizados remotamente também podem utilizar um servidor VR central para enviar comandos de controle para diferentes AGVs localizados em diferentes partes da mesma fábrica ou fábricas em locais diferentes, conforme mostrado na Figura 6. Um AoR é como projetar tais servidores VR para serem confiáveis e escaláveis, de modo que possam levar em consideração possíveis encaixes de estação de trabalho AGV e AMR imprecisos. Outro AoR é como garantir que o feedback tátil distribuído, a VR distribuída e a sensação de toque distribuída em um ambiente virtual compartilhado sejam alcançados em sincronia com AGVs ou AMRs acoplados, de modo que a manipulação sensível de objetos industriais ou aplicativos que precisam de alto nível de precisão e sensibilidade possam ser executado de forma confiável. O projeto de um sistema de streaming de vídeo VR de alta qualidade que pode fornecer um feed visual imersivo útil da Internet tátil para tais aplicativos ainda é um AoR em andamento [305]–[307]. Mais um AoR neste cenário é como as implementações existentes de comunicação de latência ultrabaixa (URLLC) 5G podem ser utilizadas de forma robusta para efetuar operações de realidade virtual multiagentes, compartilhadas e hápticas, nas quais diferentes agentes humanos podem trabalhar perfeitamente em redes 5G com o mesmo ou diferente AGV/ AMR em um ambiente de fabricação inteligente, conforme mostrado na Figura 6. Para uma teleoperação homem-máquina eficaz, os tempos de ciclo para esse ambiente VR tátil colaborativo baseado na Internet devem ser inferiores a 5 ms, pois uma latência superior a 5 ms será detectável pelo olho humano [ 305]. Além disso, não deve ser negligenciado como um AoR neste caso, é como resolver de forma confiável o problema de associação de dados multimídia ocasionado pelo acoplamento direto de conjuntos de dados VR multiusuário, uma vez que tais conjuntos de dados podem alimentar um ao outro em interfaces de máquinas hápticas [303]. 4) SISTEMA DIGITAL TWIN PARA APLICAÇÕES AGV E AMR Um AoR crucial para a implementação de FoF usando frotas AGV e AMR é o design de modelo de gêmeo digital de fábrica eficaz que pode ser armazenado no 5G MEC para melhor coordenação da frota no chão de fábrica [8]. A representação da fábrica virtual na forma de um gêmeo digital pode ser aplicada para monitoramento de processos em tempo real, mapeamento e operações de vigilância no chão de fábrica. Ao projetar um modelo de fábrica eficaz, seu gêmeo digital poderia, teoricamente, ser vinculado à fábrica física para monitoramento em tempo real das atividades industriais e AGV. Os dados atuais coletados pelos AGVs durante as missões podem ser correlacionados com o mapa digital localizado no 5GMEC quase em tempo real. As disparidades entre a situação atual da fábrica e as projeções do mapa digital podem ser detectadas e os alarmes relevantes disparados quase em tempo real [321]. VOLUME 8, 2020 202339 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV 5) AGVs E AMRs COMO PARTE DA EQUIPE DE VIGILÂNCIA INDUSTRIAL E RESPOSTA DE EMERGÊNCIA Como os AGVs e AMRs executam missões no chão de fábrica, as câmeras instaladas nesses AGVs e AMRs podem ser usadas para identificar objetos estranhos ou derramamentos de líquidos no chão de fábrica. Coordenadas precisas de um objeto estranho detectado ou do local do derramamento de líquido podem ser enviadas com um alarme para um segmento apropriado do banco de dados 5G MEC para posterior entrega ao esquadrão de emergência da planta. As soluções de IA baseadas em 5G MEC que ingerem dados das câmeras AGV também podem ser programadas para rastrear objetos estranhos móveis localizados em qualquer segmento da fábrica. Um enxame de AGV também pode ser convocado automaticamente para rastrear e enviar coletivamente feeds de vídeo de objetos estranhos identificados quando esses AGVs tiverem tarefas de baixa prioridade para realizar. Como determinar as prioridades de tarefas e equilibrar essas prioridades com a necessidade de usar AGVs para aplicações adicionais de segurança e vigilância são AORs importantes. Projetar sistemas de visão inteligentes baseados em IA que podem funcionar de forma robusta em fábricas onde existem perdas significativas de penetração de sinal 5G também é um AoR importante. FIGURA 7.Tarefas típicas de montagem peg-in-hole [309], [310]. D. DIVISÃO DE REDE 5G CONFIÁVEL E ALOCAÇÃO DE RECURSOS DE REDE PARA APLICAÇÕES AGV/AMR - DESAFIOS ABERTOS Um sistema composto que oferece suporte a tarefas de precisão de alto nível, como montagem de máquinas peg-in-hole (por exemplo, Figura 7 [309], [310]), aplicativos de acoplamento AGV/AMR de tempo crítico, aplicativos táteis de Internet multi-AGV [311] e outros aplicativos AGV/AMR FoF, conforme mostrado na Figura 8, podem ser suportados por diferentes fatias verticais de recursos de rádio 5G com diferentes especificações de confiabilidade e latência de rede. Nas redes de acesso por rádio 5G (RAN), a flexibilidade que os aplicativos 5G New Radio (NR) fornecem pode disponibilizar diferentes fatias de quadro de latência em um canal de banda larga 5G [322]. Por exemplo, 5G NR pode ser usado para dividir um canal de banda larga em quadros de 10 ms e subquadros de 1 ms [322]. Para garantir exatidão e precisão em uma tarefa de montagem de máquina peg-in-hole, tanto a base AGV móvel quanto o braço do robô na parte superior da base AGV podem ser suportados por quadros de transmissão de sinal 5G com latência de 1 ms. Após o movimento e encaixe preciso pela base móvel AGV, a porção de rede de 1 ms que suporta a base móvel pode ser liberada de forma robusta e reatribuída para suportar o braço do robô sendo usado para a aplicação peg-hole. AoR, neste caso, é o projeto de um esquema de alocação de recursos de rádio 5G [306] confiável e robusto, orientado a serviços, na camada apropriada da rede de rádio 5G; especificamente, para aplicações AGV e AMR. Uma vez que AGVs e AMRs representam sistemas compostos que possuem diferentes subsistemas, outro AoR é o projeto de uma técnica de software de rede pela qual um AGV ou AMR composto pode ser tomado como um equipamento de usuário (UE) em uma extremidade do loop, conforme mostrado na Figura 6 A softwarização de rede descreve um projeto de transformação geral capaz de garantir um projeto, uma implementação, uma implantação e um modelo para manter equipamentos e componentes de rede instituindo uma abordagem de programação de software que considera flexibilidade, agilidade e rapidez de projeto [314]. Se um AGV puder ser adequadamente representado como um UE em uma estrutura de software, 6) INTEGRAÇÃO DOS DADOS DOS SENSORES AGV COM O SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE ARMAZÉM O gerenciamento de estoque JIT com ciclos de produção curtos requer fluxo de material flexível. Também requer o uso de unidades de transporte pequenas e ágeis [319]. Paraatualizações e gerenciamento de estoque, AGVs e AMRs podem ser utilizados, como possíveis backups para sistemas de rastreamento de fábrica existentes para rastrear produtos desde a linha de produção até o armazenamento e estocagem; e por meio do envio final aos consumidores ou a outras unidades produtivas. Métodos pelos quais AGVs e AMRs podem ser configurados de forma dinâmica e adaptativa para serem capazes de lidar com diferentes tipos de cargas e coletar sem problemas dados vinculados ao 5G-MEC de tais cargas é um AoR importante. C. DOCING CONFIÁVEL E PRECISO PARA AGVs NA FÁBRICA DO AMBIENTE FUTURO - SELEÇÃO DE WAYPOINT DE AGV DESAFIOS ABERTOS Para aplicações que requerem precisão de alto nível, como tarefas de montagem de máquinas peg-in-hole, as bases AGV móveis que podem ser usadas para dar suporte aos braços do robô AMR para tais tarefas devem ser capazes de mover os braços e os pinos do robô precisamente dentro de milímetros dos orifícios dos pinos enquanto a base AGV móvel também deve ser encaixada com precisão. Quando o movimento de AMRs ou AGVs de montagem peg-in-hole é coordenado em redes 5G, os movimentos da base móvel AGV de suporte e do braço do robô no topo da base AGV devem ser coordenados de forma precisa e confiável. Um AoR, especialmente na presença de um ambiente FoF que muda dinamicamente, é o problema de seleção de waypoints para AGVs. A seleção de waypoints de atracação para AGVs é um problema muito desafiador que continua sendo um AoR persistente [192]. 202340 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV FIGURA 8.O design de um esquema de fatiamento de recursos de rádio 5G baseado em virtualização que pode alocar seletivamente recursos de rádio com base nas funções e necessidades AGV/AMR é um importante AoR. transmitindo para a extremidade receptora. A técnica de software empregada deve ser capaz de uma transmissão de ponta a ponta efetiva de diferentes tipos de dados, por exemplo, grandes pacotes de dados, como vídeo VR, e pequenos pacotes, como velocidade AMR/AGV, dados de vibração [313] e conjuntos de dados táteis da Internet para aplicações de controle remoto. sobre o uso da tecnologia de comunicação sem fio 5G para gerenciamento de frota de AGVs é como garantir a confiabilidade e a disponibilidade de seis noves necessárias para aplicações de AGV e AMR, como controle de movimento na presença de perdas de penetração de sinal sem fio que sempre são encontradas em ambientes de fabricação [57 ]. A maioria dos sistemas sem fio, incluindo redes 5G, é sempre projetada para fornecer altas taxas de dados para suportar grandes downloads de pacotes. As suposições padrão para a maioria das redes são para o orçamento de link projetado para suportar altas taxas de dados tanto no uplink quanto no downlink [316]. No entanto, a maioria dos sensores AGV e AMR sempre enviam pequenos pacotes contendo tipos de dados MTC. Um exemplo disso são os dados de odometria do AGV. Outros exemplos incluem informações sobre o nível da bateria e dados MTC de outros sensores no AGV. Para que as redes 5G suportem adequadamente a navegação, coordenação e gerenciamento de frota AGV/AMR, é necessário modificar a suposição padrão em relação aos projetos de orçamento de link de rede para incluir especificações de design de link para conjuntos de dados mMTC grandes e pequenos. Assim, para um gerenciamento eficaz de frota AGV e AMR, é necessário um projeto de rede 5G que suporte mMTC em um formato reativo e altamente escalável. Este é um AoR mais crucial necessário para aplicativos de fabricação inteligentes AGV/AMR baseados em 5G confiáveis. Outro AoR em relação aos tipos de dados MTC é que os tipos de dados MTC requerem entrega de pacotes de dados determinísticos [302]. Os tipos de dados MTC também requerem baixa latência e garantias de alta confiabilidade, mesmo que os dados MTC possam ser transmitidos com pouca frequência e em pequenas rajadas de dados [317]. Para outro E. DESAFIOS ABERTOS COM COMUNICAÇÃO SEM FIO E COMUNICAÇÃO DE TIPO DE MÁQUINA DE SENSORES EM REDES 5G Um AoR quando 5G é utilizado para implantar WSNs para navegação AGV é um método de reduzir o consumo de energia nas WSNs suportadas por uma rede 5G. Protocolos e estratégias gies para implantação de mandatos de RSSFs low ene consumo de energia em RSSFs impulsionadas por redes sem fio pré-5G. No entanto, as soluções 5G existentes ainda consomem mais energia do que as abordagens de baixa energia disponíveis em RSSFs baseadas em sistemas de comunicação anteriores (pré-5G) [315], [323]. Outro AoR em relação ao uso de tecnologias de comunicação sem fio envolve a escalabilidade do desempenho do sistema de comunicação quando um grande número de AGVs é implantado em um processo industrial rigorosamente programado [33]. Por exemplo, suponha que a latência necessária para uma atividade de agendamento AGV seja fixada em 20 ms. O método de manter os 20 ms necessários quando o número de AGVs aumenta em um processo industrial estritamente programado é um AoR importante. É bem relatado na literatura que a complexidade do planejamento do caminho do AGV e do gerenciamento da frota aumenta exponencialmente quando o número de AGVs implantados aumenta [33]. Um AoR mais premente VOLUME 8, 2020 202341 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV tipos de dados que são diferentes dos conjuntos de dados MTC e IIoT, a suposição clássica da teoria da comunicação é que as cargas úteis dos pacotes sempre podem ser aumentadas sem limite [302]. Em links de canal sem fio IIoT, MTC ou máquina-a- máquina (M2M) [317], [323] os dados geralmente têm cargas mínimas, geralmente de apenas alguns bytes. Nesses casos, o pressuposto da teoria clássica da comunicação não se sustenta. Nas redes de Internet atuais, o problema de entrega de dados determinística e garantia de QoS para IIoT está sendo resolvido pela introdução de padrões Ultra-Low Latency (ULL), como o IEEE Time Sensitive Networking (TSN) e o Internet Engineering Task Force (IETF) Padrões Deterministic Networking (DetNet). Especificamente, o IEEE 802.1Qat foi projetado para fornecer um Stream Reservation Protocol (SRP) para reserva de recursos distribuídos e o IEEE 802. 1AS foi projetado para garantir a sincronização de tempo entre dispositivos IIoT. Além disso, o IEEE 802.1Q foi projetado como um padrão de rede local/rede metropolitana (LAN/MAN) para pontes LANs, enquanto o IEEE 802.1CM foi projetado para garantir que o segmento fronthaul de redes 5G forneça QoS confiável para TSNs [324]– [326]. No entanto, conforme discutido em [324], existem vários AoRs para os padrões TSN e DetNet serem totalmente eficazes para lidar com conjuntos de dados MTC em redes diferentes. Para redes que lidam com conjuntos de dados AGV/AMR heterogêneos, como mostrado na Figura 6, é necessário garantir uma coordenação efetiva entre escalonadores para operações TSN. Nas redes TSN, cada nó da rede no caminho do fluxo de uma instância de comunicação deve garantir características sensíveis ao tempo aplicáveis aos padrões TSN. Se um nó falhar em impor as características de fluxo de ponta a ponta das redes TSN devido a erros de temporização ou imprecisões de agendamento, a confiabilidade da rede TSN será comprometida. Assim, um AoR relacionado a esta questão é o projeto de um esquema de coordenação inter-escalonador TSN robusto. Em redes TSN, os dados gerados a partir da sincronização de nós de rede, configuração e desativação de conexões, gerenciamento de fluxo de comunicação são referidos coletivamente como dados do plano de controle. Geralmente, os dados do plano de controle são sempre transportados junto com o tráfego de dados de controle [324]. Novos casos de uso de TSN correspondentes a dados de sensores de drones automatizados, aplicativos de robótica e, por extensão, aplicativos de fabricação inteligente AGV/AMR podem precisar estabelecer instânciasde fluxo TSN curtas. Essas instâncias de fluxo curto aumentarão as atividades do plano de controle, especialmente no plano de controle in-band do esquema de reserva de recursos CDT [324]. Um AoR, neste caso, inclui o projeto de um novo esquema de reserva de recursos que agenda recursos para dados excessivos do plano de controle gerados por AGV/AMR e outros sensores do tipo robô no plano de controle in-band do esquema de reserva de recursos CDT. Para que os nós das redes TSN transfiram de forma confiável os dados dos sensores de alta prioridade, os sensores dos AGVs/AMRs que geram um conjunto de dados de baixa prioridade podem sofrer preempção várias vezes durante uma instância de transmissão pelos nós da rede TSN. Um desafio em aberto em relação a isso é o design de um novo mecanismo de encaminhamento de dados TSN que possa garantir um limite inferior aceitável para o atraso de pior caso para tal baixo sensores de AGVs/AMRs que geram um conjunto de dados de baixa prioridade podem sofrer preempção várias vezes durante uma instância de transmissão por nós de rede TSN. Um desafio em aberto em relação a isso é o design de um novo mecanismo de encaminhamento de dados TSN que possa garantir um limite inferior aceitável para o atraso de pior caso para tal baixo sensores de AGVs/AMRs que geram um conjunto de dados de baixa prioridade podem sofrer preempção várias vezes durante uma instância de transmissão por nós de rede TSN. Um desafio em aberto em relação a isso é o design de um novo mecanismo de encaminhamento de dados TSN que possa garantir um limite inferior aceitável para o atraso de pior caso para tal baixo sensores prioritários, uma vez que os dados de tais sensores podem ser aplicados para manufatura inteligente e atividades FoF. Além disso, há necessidade de estudos aprofundados sobre o impacto das imprecisões de sincronização na QoS das redes TSN. Numerosas iniciativas de IIoT, computação de borda e manufatura inteligente em FoFs serão executadas usando dispositivos de baixo custo [327]–[329]. Para tais dispositivos e sensores de baixo custo, especialmente aqueles que são aplicados em redes de larga escala e em aplicações remotas como o controle remoto de AGVs mostrado na Figura 6, esquemas de sincronização empregados por redes TSN podem não ser muito precisos [323]. Assim, estudos detalhados sobre os efeitos das imprecisões de sincronização das redes TSN quando tais dispositivos de baixo custo estão em uso são necessários. Normalmente, as redes TSN são sempre implementadas em ambientes industriais fechados. Conectar-se a aplicativos remotos em diferentes localizações geográficas, como mostrado na Figura 6, exigirá o uso de conexões de comunicação externas. Como aplicativos de grande escala, como mostrado na Figura 6, podem exigir o uso de redes TSN e não TSN devido à distribuição geográfica de tais aplicativos, um AoR é o design de uma plataforma de interoperação comum para harmonizar fluxos de trabalho em redes TSN e não TSN . Um AoR referente ao uso de redes DetNet é o projeto de um esquema de arbitragem de recursos que possa garantir um equilíbrio aceitável entre replicação de pacotes, latência de entrega de pacotes e largura de banda de rede necessária para replicações de pacotes. Além disso, semelhante às redes TSN, arbitrar e harmonizar o fluxo de trabalho de comunicação entre uma rede DetNet e uma rede não DetNet ainda é um AoR aberto. A partir do exposto, pode-se inferir que, embora as redes 5G sejam projetadas para serem os principais facilitadores [10], [11], [27], [28] da fabricação inteligente baseada em AGV/AMR e aplicações FoF, ainda existem numerosos AoRs e desafios abertos para redes 5G cumprirem adequadamente suas promessas de fornecer garantia de QoS adequada necessária para obter todos os benefícios da integração de rede 5G em ambientes industriais. V. CONCLUSÃO Este artigo é uma revisão dos resultados de pesquisa de diferentes domínios de pesquisa de AGVs e AMRs na última década. Cronogramas de conquistas importantes desde a concepção das tecnologias AGV e AMR são mostrados na forma de fluxogramas e imagens. Os resultados importantes da pesquisa de AGVs na última década são revisados, e foi deduzido que há necessidade de mais pesquisas para entender completamente como os benefícios das redes de comunicação 5G podem ser aproveitados para tornar os AGVs e AMRs mais reativos e úteis em ambientes de fabricação inteligentes. As áreas de pesquisa que devem ser exploradas para que AGVs e AMRs sejam totalmente úteis para atividades de fabricação inteligente são exploradas de forma abrangente. O documento também fornece uma visão geral completa e ampla de diferentes tecnologias de habilitação de AGVs/AMRs. Além disso, novas ideias de integração pelas quais a Internet tátil, Os aplicativos de fatiamento de rede 5G e realidade virtual podem ser usados para facilitar a fábrica baseada em AGV e AMR do futuro e os aplicativos de fabricação inteligente são avançados e discutidos. Limitações das tecnologias atuais 202342 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV que são usados para habilitar AGVs e AMRs em ambientes industriais são destacados. Possíveis usos de AGVs e AMRs para atividades de FoF e seus usos para iniciativas de manufatura inteligente também são amplamente discutidos. [18] AR Khairuddin, MS Talib e H. Haron, ''Revisão sobre localização e mapeamento simultâneos (SLAM),'' emProc. IEEE Int. conf. Sistema de Controle, Comput. Eng. (ICCSCE), George Town, Malásia, novembro de 2015, pp. 85–90. [19] M. Kuzmin, ''Revisão. Classificação e comparação dos métodos SLAM existentes para grupos de robôs,'' emProc. 22ª Conf. Abrir Innov. 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Em 2016, tornou-se certificado como Data Scientist pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, MA, EUA. Ele também possui um Diploma em Princípios de Liderança pela Harvard University, Cambridge, MA, EUA, desde maio de 2020. De 2014 a 2018, foi Research Fellow do Departamento de Engenharia Elétrica da Drexel University, Filadélfia, PA, EUA, onde foi professor Professor Adjunto do Departamento de Física em 2018. No início de 2019, ingressou na Comcast, Filadélfia, PA, EUA, como Engenheiro de Ciência de Dados e Inteligência Artificial. Desde o final de 2019, ele está na Corning Inc., Nova York, NY, EUA, no cargo de Engenheiro de Manufatura Inteligente, Software, Sistemas e IoT Industrial. É autor de um capítulo de livro na área de integração de inteligência artificial em sistemas complexos de engenharia. Ele também tem várias publicações em conferências e periódicos revisados por pares. Seus interesses técnicos incluem engenharia de software para sistemas complexos, integração de inteligência artificial em grandes sistemas, aprendizado de máquina incorporado, aplicações de ciência de dados em sistemas de engenharia, 5G, manufatura inteligente, bem como redes prediais e IoT industrial. Em 2016, ele foi membro de uma equipe reunida pelo Departamento de Energia dos EUA (DOE) para projetar um roteiro de P&D para transformar o sistema de energia elétrica dos EUA em uma rede inteligente. O Dr. Oyekanlu é membro da prestigiada sociedade de honras de engenharia elétrica - Eta Kappa Nu (HKN) e da prestigiosa sociedade de honras de engenheiros - Tau Beta Pi. É membro do Conselho Editorial da Revista IEEE HKNe atuou nos comitês técnicos dos workshops e conferências do IEEE. ALEXANDER C. SMITHrecebeu o B.Sc. em engenharia elétrica pela CaseWestern Reserve University, Cleveland, OH, EUA, em 2007, e o M.Sc. graduação em gestão de telecomunicações pelo Stevens Institute of Technology, Hoboken, NJ, EUA, em 2018. De 2007 a 2018, ele trabalhou na Verizon Communications Inc., Roanoke, VA, EUA, em várias funções de rede, como Engenheiro de RF, Engenheiro de Desempenho de Sistema e Engenheiro de Tráfego. Desde Em 2018, ele trabalhou como um membro distinto da equipe técnica da Verizon Communications Inc., focado no desenvolvimento de redes de prova de conceito para testar casos de uso 5G. WINDSOR P. THOMASrecebeu o B.Sc. possui graduação em engenharia mecânica pela Rice University, Houston, TX, EUA, em 1986, e MBA pela University of Wilmington, na Carolina do Norte, em 1997. Está na Corning desde 1991, após servir cinco anos na Marinha dos Estados Unidos. Ele ocupou vários cargos de gerenciamento em manufatura, comercial, cadeia de suprimentos, desenvolvimento de negócios, óptica de exibição, comunicações ópticas, materiais semicondutores e unidades corporativas de pesquisa e desenvolvimento da Corning Incorporated, Nova York, NY, EUA, desde 1991. Atualmente, ele é gerente de programa sênior na fábrica da Corning em Wilmington NC. Ele tem oito patentes concedidas nos EUA para laminação de vidro ultrafino, formação de nanotubos de carbono em alta temperatura e encapsulamento avançado de semicondutores. EMMANUEL A. OYEKANLU (Membro, IEEE) recebeu o B.Tech. grau da Ladoke Akintola University of Technology, Nigéria, em 2004, o M.Sc. em telecomunicações pelo Blekinge Institute of Technology (BTH), Karlskrona, Suécia, em 2009, o M.Sc. grau em processamento de sinal e o terceiro M.Sc. graduação em engenharia elétrica pela BTH, em 2010 e 2011, respectivamente, e o doutorado. Graduado em Engenharia Elétrica pela Drexel University, Philadel- phia, PA, EUA, em 2018. VOLUME 8, 2020 202351 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV GRETHEL MULROYrecebeu o B.Sc. em engenharia mecânica pelo Worcester Polytechnic Institute, Massachusetts, MA, EUA, em 1991, e o M.Sc. em administração de engenharia pela Clarkson University, Potsdam, NY, EUA, em 2001. Desde 1991, ela ocupou vários cargos na Xerox Corporation como diretora, gerente, assistente técnica executiva do vice-presidente sênior, engenheira de projetos e engenheira de processos de fabricação. a experiência dela A experiência na fabricação e cadeia de suprimentos, bem como no desenvolvimento de soluções comerciais, incluiu funções que vão desde melhorias no processo de fabricação, gerenciamento de produção, desenvolvimento de mensagens e comunicações até a criação e entrega de soluções de software para estender os produtos e ofertas de serviços da Xerox a seus clientes. Ela ingressou na Corning Inc., Nova York, NY, EUA, em 2018, e trabalha como Gerente de Projetos em soluções de Manufatura Inteligente. Nessa função, ela lidera projetos colaborativos e multiorganizacionais que aplicam tecnologias digitais às fábricas da Corning e, de forma mais ampla, à comunidade técnica. Ela possui a certificação Lean Six Sigma Green Belt e é detentora de três patentes nos Estados Unidos. JASON D. MCGHINNISrecebeu o título de bacharel em sistemas de informação pela Appalachian State University, Boone, NC, EUA, em 2000. De 2001 a 2009, trabalhou como Engenheiro de Suporte e Desenvolvimento de Aplicações de TI na Corning Cables System, Hickory, NC, EUA, onde também trabalhou como Líder de Projeto ITMSE, de 2009 a 2013. De 2013 a 2018, ele trabalhou como gerente de linha de serviço de análise e dados de fabricação na Corning Inc. sua função atual como líder do site de TI para o Hickory Manufacturing and Technology Center, Corning Inc., em 2018. STEVEN C. BUONAVITA,fotografia e biografia não disponíveis no momento da publicação. DAVE HITESHrecebeu o título de BE em engenharia eletrônica pela Mumbai University, Índia, em 1990, e o MBA pela University of Dallas, Dallas, TX, EUA, em 2009. Ele trabalha na área de telecomunicações há mais de duas décadas, implementando suporte de negócios e processos operacionais. Desde 2016, ele trabalha como Gerente de Desenvolvimento de Produto na Verizon Inc. Seu trabalho envolve o desenvolvimento de soluções de última geração para IoT Industrial, automação e robótica, alavancando redes sem fio 5G de baixa latência e computação de borda multiacesso (MEC). NICKOLUS A. LOOPERformou-se em linguística pela University of Michigan, Ann Arbor, MI, EUA, em 2002. Ele fez a transição para a área de TI em 2003 e trabalhou como Network Data Specialist na Sprint Nextel, Overland Park, KS, EUA, de 2006 a 2007. Trabalhou como Executive Audiovisual Technician na Corning Inc., NY, EUA, de 2007 a 2011, onde trabalhou como Engenheiro de Redes, desde 2011, tanto como Empreiteiro como como Funcionário, focando inteiramente em tecnologias Wi-Fi corporativas, desde 2017. Ele possui várias certificações do setor de redes de TI, incluindo a de Certified Wireless Security Professional, CWSP.MATEUS RAMSEY,fotografia e biografia não disponíveis no momento da publicação. DAVID J. KUHNrecebeu o B.Sc. Graduado em Engenharia Elétrica e M.Sc. em administração de engenharia pela Clarkson University, Potsdam, NY, EUA, em 1989 e 2008, respectivamente. De 1993 a 1997, trabalhou na Emhart Powers, NY, EUA, como Engenheiro de Projetos. Ele também trabalhou na Monarch Machine Tools como engenheiro de controle de 1991 a 1993. De 1997 a 2009, ele trabalhou na Corning Inc., Nova York, NY, EUA, em vários cargos, incluindo Engenheiro Sênior—Sistemas, Engenheiro Sênior— Controles, Engenheiro de Projetos e como Supervisor em sistemas de imagem e desenvolvimento. Desde 2009, ele é gerente do Departamento de Integração e Inovação de Sistemas da Corning Inc. Ele tem cinco patentes nos Estados Unidos na área de design de aparelhos de moldagem de vidro. PEDREIRO NGrecebeu o B.Sc. formou-se em engenhariaelétrica e ciência da computação pela University of California em Davis em 1990. Ele começou na Oracle Corporation em 1990, onde trabalhou em produtos de rede, vídeo sob demanda e middleware. Ele ingressou no Yahoo em 2003 (a Verizon adquiriu o Yahoo em 2017 e se fundiu ao Verizon Media Group). Desde 2018, ele trabalha em aplicativos de computação de borda com o Verizon Media Group. Atualmente lidera uma equipe desenvolvendo a infraestrutura virtual para computação de borda 4GLTE e 5G corporativa e funções de rede sem fio. 202352 VOLUME 8, 2020 EA Oyekanlue outros: Revisão dos recentes avanços nas tecnologias AGV ANTHONY NG'OMA (Membro, IEEE) recebeu o B.Eng. licenciatura em electrónica e telecomunicações pela Universidade da Zâmbia, Lusaka, em 1995, o M.Eng. licenciatura em sistemas de controlo pela Universidade da Zâmbia, Lusaka, em 1998, o PD.Eng. graduada em tecnologia da informação e comunicação pela Universidade Técnica de Eindhoven, Holanda, e Ph.D. Graduado em Engenharia Elétrica (fibra ótica e sistemas de comunicação sem fio) pela Universidade Técnica Versidade de Eindhoven, em 2005. Ele trabalha como Gerente de Pesquisa na Corning Inc., Nova York, NY, EUA, desde 2010. De 2007 a 2010, foi Cientista de Pesquisa Sênior na Corning Inc. Ele já trabalhou para outras instituições como Engenheiro de Redes de Computadores , um cientista de pós-doutorado e também um professor/membro do corpo docente da Universidade da Zâmbia. Ele é autor de dois capítulos de livros, mais de 80 artigos revisados por pares e detém 20 patentes nos Estados Unidos. Seus interesses técnicos incluem sistemas de comunicação sem fio, incluindo 5G, antenas e sistemas mmWave, sistemas de comunicação de fibra óptica e redes e materiais internos para dispositivos e sistemas mmWave O Dr. Ng'oma recebeu o prêmio de Cientista do Ano pelos prêmios de Engenheiro Negro do Ano (BEYA) em 2014. MICHAEL G. SHULTZrecebeu o B.Sc. graduou-se em engenharia mecânica pela Binghamton University, New York, NY, EUA, em 1995. Trabalhou como Engenheiro Mecânico na Corning Inc., Nova York, NY, EUA, de 1995 a 2010, e como Supervisor, até 2017. Atualmente é Gerente do Advanced Automation Group, Corning Inc., Nova York, NY , EUA. Ele detém seis patentes nos Estados Unidos na área de protótipos de equipamentos de processo. CRAIG CERASI,fotografia e biografia não disponíveis no momento da publicação. WEIMIN LIU (Membro, IEEE) recebeu o grau de BS do Instituto de Tecnologia de Pequim, Pequim, China, em 1982, e o MSE e Ph.D. graduou-se em engenharia elétrica e de computação pela Johns Hopkins University, Baltimore, MA, EUA, em 1990 e 1993, respectivamente. Por mais de duas décadas, ele trabalhou em muitos produtos na área de chipsets e sistemas de comunicação, incluindo fala, modems, ADSL, G.fast, Wi-Fi, luz visível, RFID, LTE e 5G. Ele ocupou vários cargos de engenharia, desde engenheiro de algoritmos de processamento de sinal, gerente técnico até diretor na Hughes, Lucent, Conexant, InterDigital, Broadcom e Qualcomm. Ele é atualmente um Membro Distinto da Equipe Técnica da Verizon, Basking Ridge, NJ, EUA, responsável pela avaliação de tecnologia e gestão de parcerias estratégicas, abrangendo vários setores na aplicação de 5G e computação de ponta multiacesso (MEC). Ele é um inventor de 26 patentes americanas e internacionais concedidas e pendentes. DAN SUNrecebeu o B.Sc. em engenharia elétrica pela Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Beijing, China, em 1988, o M.Sc. grau em reconhecimento de padrões e controle inteligente da Academia Chinesa de Ciências, Pequim, China, em 1991, e o Certificado de pós-graduação em sistemas de telecomunicações da EPFL, Lausanne, Suíça, em 1997. De 1991 a 1993, foi Engenheira de Software neer com a Academia Chinesa de Ciências, Pequim, China. Ela também trabalhou como Engenheira de Software na Motorola, Pequim, China, de 1993 a 1996. De 1997 a 1998, ela trabalhou na ETH, Zurique, Suíça, como Assistente de Pesquisa. De 1999 a 2005, ela trabalhou na Motorola Network Solution, Tempe, AZ, EUA, como engenheira de software sênior e engenheira de software líder de equipe. De 2005 a 2011, ela trabalhou na Motorola Mobility, Piscataway, NJ, EUA, como engenheira de software líder de equipe. Desde 2011, ela trabalha com a Verizon, Clifton, NJ, EUA, como Membro Principal da Equipe Técnica—Tecnologia de Dispositivos e XR Lab, Membro Distinto da Equipe Técnica—Avaliação de Tecnologia e Parcerias. Ela é detentora de 15 patentes concedidas nos Estados Unidos. PATRICK G. MCBRIDErecebeu o B.Sc. graduou-se em engenharia elétrica pela Clarkson University, New York, NY, EUA, em 1997. Em 1997, ele ingressou na Makino Machine Tools, Cincinnati, OH, EUA, como Engenheiro de Serviço de Campo. Em 2001, tornou-se Engenheiro de Controle para a fábrica de montagem de motores GM/ISUZU DMAX Moraine, OH, EUA. Ele ingressou na Corning Inc., Nova York, NY, EUA, em 2007. Desde 2017, ele é o Supervisor dos Sistemas Automatizados Grupo de integração em engenharia corporativa. VOLUME 8, 2020 202353