Tiempo de funcionamiento de la batería del robot móvil autónomo: cómo la carga, el terreno y el ciclo de trabajo afectan el tiempo de funcionamiento

El tiempo de funcionamiento de la batería del robot móvil autónomo no está determinado únicamente por la capacidad de la batería. El mismo paquete de baterías puede ofrecer diferentes tiempos de funcionamiento a medida que cambian la carga útil, las condiciones del suelo, las pendientes, la frecuencia de aceleración, el equipo auxiliar y el horario de trabajo del robot.

Para un dimensionamiento práctico de la batería, es mejor considerar el tiempo de ejecución como la relación entre la energía utilizable de la batería y el consumo de energía promedio real del sistema. La capacidad nominal establece la energía disponible para el robot, mientras que la ruta real y el ciclo de trabajo determinan la rapidez con la que se utiliza esa energía.

Una relación inicial útil es:

Tiempo de ejecución estimado (horas) ≈ Energía utilizable de la batería (Wh) ÷ Potencia promedio del sistema (W)

Esto proporciona una estimación de ingeniería en lugar de un tiempo de funcionamiento garantizado. La validación en el mundo real aún debería reproducir la carga útil, la ruta, el patrón de tráfico, las cargas auxiliares y el programa de carga normales del robot.

¿Qué determina el tiempo de funcionamiento de la batería del robot móvil autónomo?

El tiempo de funcionamiento de la batería del robot móvil autónomo depende de dos lados de la ecuación energética: cuánta energía de la batería se puede utilizar realmente y cuánta energía consume el AMR mientras completa sus tareas.

Las variables más importantes incluyen:

Factor de tiempo de ejecución	¿Qué cambia?	Efecto sobre la demanda de batería
Capacidad de la batería	Energía almacenada	Determina el presupuesto energético básico.
Ventana de energía utilizable	Energía disponible antes de la recarga	Limita la energía práctica por ciclo.
Carga útil	Demanda de masa y tracción del vehículo.	Cambia la potencia de propulsión.
Piso y terreno	Resistencia a la rodadura y tracción.	Cambia la carga de trabajo del sistema de unidades
Pendientes	Fuerza de ascenso requerida	Aumenta la demanda de propulsión
Frecuencia parada-arranque	Ciclos de aceleración	Cambia la potencia promedio de conducción.
Sistemas auxiliares	Sensores, ordenadores, ascensores, transportadores.	Añade carga continua o intermitente.
ciclo de trabajo	Tiempo dedicado a moverse, esperar, levantar y cargar	Cambia el consumo medio del sistema.

Al observar estas variables juntas se obtiene una estimación del tiempo de ejecución más útil que comparar únicamente los amperios-hora de la batería.

Capacidad nominal frente a energía utilizable

Las especificaciones de la batería comúnmente describen la capacidad en amperios-hora o Ah. Para los cálculos de tiempo de ejecución, los vatios-hora son generalmente más útiles porque expresan la capacidad energética de la batería en relación con el voltaje.

Una conversión básica es:

Energía nominal (Wh) = Tensión nominal (V) × Capacidad nominal (Ah)

Una batería de 48 V y una batería de 24 V con la misma clasificación de Ah no almacenan la misma energía nominal. Esta es la razón por la que Ah por sí solo no debe usarse para comparar la capacidad de la batería de un robot móvil autónomo en diferentes voltajes del sistema.

La energía nominal tampoco debe tratarse automáticamente como energía operativa totalmente utilizable.

Un sistema de batería AMR normalmente funciona dentro de los límites de gestión de la batería destinados a controlar las condiciones de carga y descarga. Por lo tanto, la ventana de energía utilizable debe reflejar la configuración real de la batería y los ajustes del BMS en lugar de simplemente asumir que cada vatio-hora nominal está disponible durante cada misión.

El DOE describe las baterías recargables como sistemas que almacenan energía potencial química y la liberan en un circuito eléctrico externo durante la descarga. El rendimiento de la batería también cambia a medida que los materiales electroquímicos envejecen debido al funcionamiento repetido.

Para la planificación del tiempo de ejecución, distinga entre:

• Energía nominal: la capacidad energética nominal de la batería.
• Energía utilizable: la energía disponible dentro de la ventana operativa seleccionada.
• Reserva de energía: Capacidad retenida intencionalmente para adaptarse a la variabilidad operativa y al comportamiento confiable de retorno a la carga.

Mantener estos tres valores separados hace que el tamaño de la batería sea más fácil de auditar y actualizar.

El consumo de energía promedio importa

Los cálculos en tiempo de ejecución deben utilizar potencia promedio del sistema, no simplemente la potencia máxima de los motores de accionamiento.

Una batería de robot móvil autónomo puede suministrar energía simultáneamente a:

• motores de accionamiento
• Sistemas de dirección
• LiDAR y otros sensores
• Cámaras
• Computación a bordo
• Comunicación inalámbrica
• Sistemas de seguridad
• Mecanismos de elevación
• Transportadores o rodillos
• Otros actuadores de manipulación de carga útil

Estas cargas no necesariamente funcionan a plena potencia durante todo el turno. Los motores de accionamiento pueden trabajar más durante la aceleración o el ascenso, mientras que un mecanismo de elevación puede funcionar sólo durante la recogida y bajada.

Un enfoque básico de potencia ponderada se puede escribir como:

Potencia promedio ≈ Suma de la potencia operativa de cada carga × su fracción de servicio activo

Sin embargo, para un AMR existente, el consumo de energía de la batería registrado durante períodos de funcionamiento representativos suele ser más útil que depender exclusivamente de los valores de la placa de identificación de los componentes.

Si un AMR consume 900 Wh durante tres horas de funcionamiento representativo, por ejemplo, la potencia media medida del lado de la batería durante ese período es:

900 Wh ÷ 3 h = 300 W promedio

Luego, esa cifra se puede utilizar como punto de partida para cálculos de tiempo de ejecución en condiciones operativas similares.

Tiempo de ejecución, alcance y tiempo de actividad

El tiempo de ejecución, el rango y el tiempo de actividad describen métricas de rendimiento de AMR relacionadas pero diferentes.

Tiempo de ejecución es cuánto tiempo puede funcionar el robot desde una condición de carga inicial definida antes de alcanzar su umbral de recarga.

Rango es la distancia que el robot puede recorrer en condiciones operativas definidas.

tiempo de actividad describe cuánto del período operativo requerido el AMR permanece disponible para el trabajo productivo.

Por lo tanto, un AMR puede tener una duración de batería adecuada pero aun así requerir una estrategia de carga que se ajuste al cronograma de producción. Por el contrario, un AMR que utiliza carga de oportunidad puede soportar una alta disponibilidad operativa incluso aunque su tiempo de funcionamiento ininterrumpido con una sola carga sea más corto que la duración de un turno completo de la instalación.

Para la planificación de flotas, estas métricas no deben usarse indistintamente.

Las condiciones reales cambian el tiempo de ejecución

Un tiempo de ejecución de laboratorio o de hoja de especificaciones no puede representar todas las aplicaciones de almacén o fabricación.

El trabajo del NIST sobre el rendimiento de los robots móviles identifica específicamente deslizamientos, pisos irregulares, vibraciones y cargas pesadas y dinámicas entre los problemas operativos reales e incluye trabajos de prueba que involucran rampas y conducción con peso.

Esto es importante para la planificación de la batería porque un AMR gasta energía para completar el trabajo físico. Los cambios en la masa, la resistencia de la ruta, la elevación, el comportamiento de aceleración y la frecuencia de la tarea cambian la potencia requerida para completar ese trabajo.

Por lo tanto, una estimación del tiempo de ejecución debe estar vinculada a un perfil operativo definido, como por ejemplo:

• rango de carga útil
• Longitud de la ruta
• Tipo de piso
• Número y grado de rampas.
• Velocidad de viaje típica
• Inicios y paradas por ruta
• tiempo de inactividad
• Actividad de elevación o transportador
• Oportunidades de carga

Sin estas condiciones, un valor de tiempo de ejecución tiene un valor limitado para la planificación de la implementación.

Cómo la carga útil cambia el tiempo de ejecución de la batería del robot móvil autónomo

La carga útil afecta directamente el tiempo de funcionamiento de la batería del robot móvil autónomo porque el sistema de propulsión debe mover la masa combinada del AMR y su carga.

El efecto es más visible durante la aceleración, la subida, los cambios frecuentes de velocidad y las rutas donde la resistencia a la rodadura es significativa.

Por lo tanto, la carga útil debe incluirse tanto en el dimensionamiento de la batería como en la validación del tiempo de ejecución.

La carga útil aumenta la demanda de tracción

Mover un AMR más pesado requiere que el sistema de transmisión genere suficiente tracción y torsión para el perfil de movimiento requerido.

Durante la aceleración, la relación básica es la siguiente:

Fuerza = masa × aceleración

A medida que aumenta la masa total del vehículo, se requiere más fuerza para lograr la misma aceleración. El sistema de propulsión debe proporcionar ese trabajo mecánico, aumentando la demanda de batería durante los eventos de aceleración.

La carga útil también puede influir en la resistencia a la rodadura porque la carga de las ruedas cambia a medida que aumenta la masa del vehículo. El efecto exacto depende del diseño de las ruedas, el material de los neumáticos, la superficie del piso, el sistema de rodamientos y el chasis AMR.

Para los cálculos de la batería, lo importante es no aplicar una penalización de carga útil universal. En cambio, el consumo de energía debe medirse o modelarse según la condición de carga prevista del robot.

Los arranques frecuentes aumentan el consumo

Dos AMR que transportan la misma carga útil pueden tener un consumo de energía promedio diferente si sus rutas utilizan diferentes perfiles de movimiento.

Considere dos flujos de trabajo:

• Ruta A: Viaje largo y continuo a velocidad relativamente estable.
• Ruta B: aceleración repetida, detenerse, girar, esperar y reiniciar

La ruta B crea cambios más frecuentes en la demanda de conducción. Incluso cuando la distancia total recorrida es similar, el perfil de carga de la batería puede ser diferente.

Esto es particularmente relevante en:

• Áreas de almacenamiento de alta densidad
• Flujos de trabajo con puntos de recogida frecuentes
• Intersecciones ocupadas
• Líneas de producción con traspasos repetidos
• Entornos de flotas con control de tráfico frecuente

Para estas aplicaciones, la energía promedio por misión completada puede ser más útil que la distancia por sí sola.

La distribución de carga afecta la demanda

El peso total de la carga útil no es la única variable de carga útil que vale la pena controlar durante las pruebas. La ubicación y distribución de la carga también pueden influir en el comportamiento de la base móvil.

Una carga desigual o cambiante puede alterar las condiciones de carga y tracción de las ruedas. Las cargas útiles dinámicas también pueden afectar la estabilidad durante la aceleración, los giros y las paradas.

Por lo tanto, una prueba representativa de duración de la batería debería utilizar la misma disposición de carga esperada durante el funcionamiento normal en lugar de simplemente agregar una cantidad equivalente de peso en cualquier parte del chasis.

Para los AMR que transportan paletas, estantes, contenedores o equipos montados, las cargas de prueba deben reproducir el centro de masa normal y las condiciones de manipulación lo más fielmente posible.

Pruebas de tiempo de ejecución de carga completa

El dimensionamiento de la batería debe incluir pruebas en el extremo superior del rango de carga útil previsto cuando esa condición represente un funcionamiento normal o previsible.

El trabajo de medición de robots móviles del NIST enfatiza las pruebas de rendimiento bajo conducción con peso, rampas, pisos irregulares y otras condiciones operativas en lugar de depender de un único entorno de prueba idealizado.

Una prueba útil de carga completa puede registrar:

• Estado de carga inicial de la batería
• Estado de carga final de la batería
• Energía consumida
• Duración de la prueba
• Distancia recorrida
• Número de misiones completadas
• Carga útil
• Ruta
• Se detiene y comienza
• Uso de rampa
• Actividad del sistema auxiliar
• Temperatura de la batería
• Eventos de carga

La repetición del mismo perfil de prueba produce una línea de base más útil que una sola ejecución.

El objetivo no es simplemente determinar el tiempo de ejecución más largo posible. Su objetivo es establecer un uso repetible de energía en las condiciones operativas que realmente encontrará el AMR.

Cómo las condiciones del terreno y del suelo cambian el uso de energía AMR

Las condiciones del suelo afectan el consumo de energía del AMR porque el sistema de accionamiento debe superar la resistencia entre las ruedas del robot y la superficie de desplazamiento.

Una ruta interior suave, un suelo industrial rugoso y una ruta con rampas pueden imponer diferentes exigencias a la misma batería de robot móvil autónomo.

Por lo tanto, el terreno debería tratarse como parte del perfil energético del AMR y no como una consideración mecánica separada.

Resistencia a la rodadura por tipo de superficie

La resistencia a la rodadura es la fuerza que se opone a una rueda cuando rueda sobre una superficie.

En el caso de los AMR, la resistencia a la rodadura está influenciada por factores como:

• Material de la rueda
• Diámetro de la rueda
• Deformación del neumático
• Masa del vehículo
• Estado del rodamiento
• Dureza del suelo
• Rugosidad del suelo
• Contaminación superficial

Un piso industrial liso y duro puede producir un perfil de resistencia diferente al del concreto rugoso, juntas, pisos dañados u otras superficies irregulares.

La diferencia de energía exacta debe medirse para la combinación real de rueda y piso en lugar de asignarle un porcentaje fijo.

Esto es particularmente importante cuando el mismo AMR se implementa en varias partes de una instalación con diferentes condiciones de piso.

Las pendientes aumentan la demanda de motores

Un AMR que sube una pendiente debe trabajar contra la gravedad además de superar la resistencia a la rodadura.

La componente gravitacional que actúa a lo largo de una pendiente se puede representar como:

Fuerza de ascenso = masa × aceleración gravitacional × pecado (ángulo de pendiente)

Esto significa que la carga útil y la pendiente interactúan.

Un robot ligeramente cargado y un robot completamente cargado que utilizan la misma rampa no imponen exigencias idénticas al sistema de propulsión. Asimismo, aumentar la pendiente cambia la fuerza necesaria para mover la misma masa cuesta arriba.

Para instalaciones que contienen rampas o transiciones escalonadas, las pruebas de tiempo de ejecución deben incluir esas secciones en lugar de estimar el uso de energía solo de la operación a nivel del piso.

El deslizamiento de las ruedas desperdicia energía

El deslizamiento de las ruedas puede aumentar el uso de energía porque la potencia del motor ya no se traduce eficientemente en un movimiento útil del vehículo.

El NIST identifica el deslizamiento como uno de los problemas encontrados en las pruebas de robots móviles, junto con pisos irregulares, vibraciones y cargas dinámicas.

Los posibles contribuyentes incluyen:

• Polvo o escombros
• Superficies mojadas o contaminadas
• Transiciones de superficie
• Carga desigual de las ruedas
• aceleración repentina
• maniobras apretadas
• Irregularidades del suelo

Por lo tanto, un robot puede consumir energía sin realizar el avance esperado.

Si una ruta produce problemas de tracción repetidamente, el consumo de energía por misión completada puede ser más informativo que la distancia nominal recorrida.

Los suelos rugosos aumentan el consumo

Los pisos rugosos o irregulares pueden cambiar la demanda de energía de AMR de varias maneras.

Es posible que el robot necesite hacer más correcciones de dirección, cambiar de velocidad con más frecuencia, superar una mayor resistencia a la rodadura o responder a los cambios de vibración y tracción. El perfil de conducción resultante puede diferir significativamente del movimiento continuo sobre un suelo uniforme.

NIST reconoce específicamente los suelos irregulares y la vibración como condiciones prácticas de rendimiento de los robots móviles.

Para la planificación del tiempo de funcionamiento de la batería, el mejor enfoque es dividir una instalación en condiciones de ruta significativas y medir misiones representativas entre ellas.

Esto puede revelar si una parte de la instalación requiere constantemente más energía por viaje que otra.

Cómo el ciclo de trabajo operativo cambia el tiempo de ejecución de AMR

El ciclo de trabajo operativo describe cómo un AMR divide su tiempo entre actividades como viajar, esperar, levantar, atracar, cargar, descargar y cargar.

Tiene un efecto directo en el tiempo de ejecución de AMR porque cada actividad crea un perfil de energía diferente.

Un robot que pasa la mayor parte de su tiempo viajando no utiliza su batería de robot móvil autónomo de la misma manera que uno que se detiene repetidamente, levanta material, espera equipos de proceso y se mueve distancias cortas.

Ciclo de trabajo operativo frente al Departamento de Defensa

El ciclo de trabajo operativo y la profundidad de descarga no son lo mismo.

El ciclo de trabajo operativo describe cómo funciona el robot.

Los ejemplos incluyen:

• 60% viajando
• 20% esperando
• Manipulación de materiales 10%
• 10% cargando o acoplando

Esos porcentajes son sólo un ejemplo de cómo se podría describir un perfil laboral; Cada implementación tendrá su propio patrón.

La profundidad de descarga (DoD) es un término de batería que describe cuánta capacidad almacenada se ha descargado en relación con un estado de carga definido.

La investigación de baterías del NREL trata la profundidad de descarga, el estado de carga, la temperatura, la tasa C y las condiciones del ciclo de trabajo de carga/descarga como variables que pueden influir en el rendimiento y el envejecimiento de las baterías de iones de litio.

Mantener el ciclo de trabajo operativo separado del Departamento de Defensa de la batería evita confusión al especificar los requisitos de tiempo de ejecución.

El tráfico intermitente aumenta la demanda

Un AMR que opera en un pasillo despejado con segmentos de recorrido largos tiene un perfil de propulsión diferente al de uno que opera en un tráfico denso.

La operación de parada y arranque repetida puede deberse a:

• Intersecciones
• Tráfico humano
• Otros RAM
• Colas de células de trabajo
• Estaciones de recogida y entrega
• Puertas
• Zonas lentas de seguridad

Cada evento de aceleración cambia la demanda del motor.

Por esta razón, la velocidad promedio por sí sola no describe completamente los requisitos energéticos de un AMR. Dos rutas con la misma velocidad promedio pueden tener un consumo de energía diferente si una contiene sustancialmente más eventos de aceleración y desaceleración.

Cuando los patrones de tráfico son importantes, las pruebas de ruta deberían reproducir la congestión normal en lugar de utilizar una instalación vacía.

Electrónica inactiva consume energía

Esperar no significa necesariamente que el AMR no consuma energía.

Muchos sistemas permanecen activos mientras el robot está estacionario, incluidos:

• LiDAR
• Sensores de seguridad
• Cámaras
• Computadoras a bordo
• Redes inalámbricas
• Electrónica BMS
• Controladores
• Interfaces hombre-máquina

Los motores de accionamiento pueden requerir poca potencia de propulsión durante un período estacionario, pero el robot aún tiene una carga eléctrica básica.

Esto adquiere importancia en los flujos de trabajo en los que los AMR pasan largos períodos esperando máquinas, ascensores, puertas, transportadores, operadores u otros robots.

Para estas aplicaciones, la energía inactiva debe incluirse en el consumo promedio del sistema en lugar de tratar todo el tiempo estacionario como tiempo sin energía.

Las cargas auxiliares reducen el tiempo de ejecución

Los equipos de manipulación de materiales añaden otra capa a la carga de la batería del robot móvil autónomo.

Dependiendo del diseño del AMR, los sistemas auxiliares pueden incluir:

• Ascensores
• Rodillos
• Transportadores
• brazos robóticos
• Mecanismos de bloqueo de carga útil
• Bastidores motorizados
• Sensores adicionales
• Hardware de gestión térmica

Algunas cargas auxiliares funcionan continuamente. Otros crean eventos breves y de mayor poder.

Por tanto, el cálculo útil no es simplemente la potencia nominal de cada dispositivo auxiliar. Su poder multiplicado por la frecuencia y la duración de su funcionamiento debería incorporarse al perfil general de funciones.

Para un robot con varias cargas eléctricas:

Potencia media del sistema ≈ Potencia motriz + potencia de control y sensores + potencia auxiliar ponderada + pérdidas del sistema

Esto proporciona una base más realista para la estimación del tiempo de ejecución.

Cómo estimar el tiempo de ejecución de AMR en el mundo real antes de la implementación

Se puede elaborar una estimación práctica del tiempo de ejecución de AMR en cinco etapas:

1. Calcule la energía nominal de la batería.
2. Determinar la energía utilizable de la batería.
3. Calcule o mida la potencia promedio del sistema.
4. Aplicar una reserva operativa.
5. Validar el resultado en rutas representativas.

Luego, el cálculo debe revisarse si cambian las cargas útiles, las rutas, las condiciones del piso, la frecuencia de las tareas, el hardware auxiliar o la estrategia de carga.

Calcular la energía utilizable de la batería

Comience con la energía nominal de la batería:

Energía nominal (Wh) = Tensión nominal (V) × Capacidad (Ah)

Luego identifique la energía que realmente estará disponible durante la operación de rutina.

Una representación útil es:

Energía utilizable = Energía nominal × Fracción de energía utilizable

La fracción utilizable debería provenir del diseño específico del sistema de baterías y de los límites operativos y no de una suposición universal.

Si un BMS o una estrategia de flota mantienen deliberadamente límites de estado de carga superior e inferior, esos límites deben reflejarse en el cálculo.

Energía nominal y energía utilizable

Considere un AMR que requiere un promedio de 200 W durante el funcionamiento representativo y necesita 8 horas de tiempo de funcionamiento.

La energía entregada requerida es:

200 W × 8 h = 1.600 Wh

Si el seleccionado batería estrategia operativa hace que 80% de energía nominal estén disponibles para uso rutinario, entonces la energía nominal requerida antes de agregar cualquier reserva de implementación separada sería:

1600 Wh ÷ 0,80 = 2000 Wh

La distinción importante es que el 20% fuera de la ventana utilizable no es automáticamente lo mismo que un margen de seguridad de ingeniería.

Los límites de funcionamiento de la batería y la reserva de tiempo de funcionamiento deben tratarse por separado.

Estimar el consumo de energía promedio

La potencia promedio se puede estimar inicialmente a partir de las cargas de los componentes y el ciclo de trabajo del robot.

Para componente i:

Potencia ponderadaᵢ = Potencia operativaᵢ × Fracción de tiempo activoᵢ

Entonces:

Potencia media estimada = Suma de cargas ponderadas

Los grupos típicos incluyen:

Sistema	Comportamiento de poder
Sistema de propulsión	Altamente variable con movimiento y carga útil.
Sensores	A menudo activo durante toda la operación.
Computación	A menudo continuo
Comunicaciones	Continuo o casi continuo
Ascensor o transportador	Intermitente
Otros actuadores	Dependiente de la tarea

Para un AMR existente, los datos de energía registrados proporcionan una base más sólida.

Si la batería entrega 1200 Wh durante cuatro horas de funcionamiento representativo:

Potencia media del lado de la batería = 1200 Wh ÷ 4 h = 300 W

Ese valor medido ya refleja gran parte de la interacción real entre la propulsión, los sensores, la informática, los auxiliares y las condiciones de la ruta.

Cargas de tracción y auxiliares

Es útil separar las cargas en dos grupos amplios durante las pruebas.

Cargas relacionadas con la tracción

• Propulsión
• Gobierno
• Aceleración
• Escalada
• Maniobra

Cargas auxiliares

• Sensores
• Computación
• Comunicaciones
• Ascensores
• Transportadores
• Otros equipos de carga útil

Esta separación facilita la resolución de problemas.

Si el uso de energía aumenta después de que el AMR reciba un nuevo accesorio de manipulación de materiales, los ingenieros pueden comparar el consumo auxiliar antes de rediseñar la batería de propulsión. Si el consumo aumenta sólo en una ruta, las causas probables pueden ser la carga útil, el terreno, el tráfico o la pendiente.

Aplicar una reserva de tiempo de ejecución

Normalmente, una estimación del tiempo de ejecución no debe diseñarse pensando en llegar al punto de carga sin margen operativo restante.

Una reserva específica de proyecto puede dar cuenta de variables como:

• Cambios de ruta
• espera inesperada
• Tráfico
• Variación de carga útil
• Envejecimiento de la batería
• Misiones más largas
• Disponibilidad de estaciones de carga

No existe un porcentaje de reserva único que se ajuste a cada implementación de AMR.

El valor apropiado depende del riesgo operativo, la redundancia de la flota, el acceso a la carga, la criticidad de la misión y la variabilidad observada durante las pruebas.

El envejecimiento de la batería también debe considerarse durante la planificación a largo plazo. La investigación del NREL muestra que batería de iones de litio La degradación se ve afectada por factores que incluyen la temperatura, el estado de carga, la profundidad de la descarga, la tasa de C y las condiciones del ciclo de trabajo.

Por lo tanto, el tamaño de la batería debe soportar el tiempo de funcionamiento requerido durante el período de servicio previsto, no sólo cuando el paquete es nuevo.

Validar con prueba de ruta

La cifra de tiempo de ejecución final debe verificarse en condiciones de funcionamiento representativas.

Una matriz de validación útil puede incluir:

Variable de prueba	Condiciones a incluir
Carga útil	Casos vacíos, normales y previstos para carga alta
Piso	Superficies representativas de las instalaciones
Elevación	Rampas y tramos nivelados
Tráfico	Congestión operativa normal
Movimiento	Paradas, giros y aceleraciones típicas
Equipo auxiliar	Actividad de tarea normal
Periodos inactivos	Comportamiento de espera real
Cargando	Calendario real de atraque y recarga.

El trabajo de medición de robótica del NIST respalda este enfoque general de prueba de rendimiento mediante el uso de métodos de prueba definidos y escenarios operativos para evaluar robots móviles en condiciones que incluyen conducción ponderada, rampas, pisos irregulares, cargas y deslizamientos.

Para cada prueba, registre tanto el tiempo como la energía.

Las métricas útiles incluyen:

• ¿Por misión?
• Wh por milla o kilómetro
• Wh por movimiento de carga útil
• potencia media
• Tiempo de ejecución entre eventos de carga
• Energía utilizada durante los períodos de inactividad
• Estado de carga al finalizar la misión

Esto produce un modelo de tiempo de ejecución vinculado a la actividad de producción real en lugar de una especificación genérica de batería.

Planifique ventanas de carga de oportunidad

El tiempo de ejecución de una sola carga es sólo una parte de la disponibilidad de la flota de AMR.

Si el flujo de trabajo contiene períodos de inactividad predecibles, la carga de oportunidad puede reponer parte de la energía utilizada durante la operación sin necesidad de que el robot permanezca en un cargador durante un turno completo.

Las posibles ventanas de carga incluyen:

• Pausa de producción programada
• Esperando entre asignaciones
• Cambios de turno
• Períodos de cola
• Periodos de flota de baja demanda

El cálculo importante pasa a ser un balance energético:

Energía neta utilizada = Energía operativa consumida − Energía repuesta durante las ventanas de carga

El cobro de oportunidad es más eficaz cuando las oportunidades de cobro son lo suficientemente predecibles como para incluirlas en la programación de la flota.

Sin embargo, no debe utilizarse para ocultar una batería de tamaño insuficiente. La batería del robot móvil autónomo aún debería proporcionar suficiente margen operativo para variaciones realistas de ruta, oportunidades de carga perdidas y envejecimiento normal de la batería.

Para decisiones de ingeniería, mantenga separadas tres preguntas de desempeño:

1. ¿Cuánto tiempo puede funcionar el AMR con la energía utilizable de su batería?
2. ¿Cuánta energía consume una misión típica?
3. ¿Puede la carga programada reemplazar la energía con la suficiente rapidez para mantener el tiempo de actividad requerido?

Responder a las tres ofrece una imagen más confiable del tiempo de funcionamiento de la batería del robot móvil autónomo que la capacidad de la batería por sí sola.

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