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Des robots industriels encore plus intelligents

Date de publication
18 août 2016
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robot industriel

À Liège, Citius Engineering et l’Université de Liège rendent les robots industriels plus intelligents pour pouvoir automatiser les petites et moyennes productions.

Gregory ReichlichIls sont chirurgiens, assembleurs, soudeurs ou peintres, tondent votre gazon, naviguent dans l’espace et, surtout, travaillent dans nos usines. « Ils », ce sont les robots. Un robot, c’est souvent un bras articulé, un cerveau, de la programmation et des préhenseurs en forme de pinces ou de ventouses. Les ingénieurs leur ont pour certains donné la faculté de voir (vision 2D, 3D), de reconnaître les formes, de s’assurer du suivi des convoyeurs ou d’identifier des données via des capteurs d’efforts.


Gregory Reichlich
, administrateur délégué de Citius Engineering S.A. nous éclaire sur le sujet. Son entreprise, située à Liège, est spécialisée dans la conception et l’intégration de machines spéciales, bancs d’essai et moyens de production destinés à l’industrie.

Les robots industriels : un marché en pleine expansion

Les analystes estiment qu’aujourd’hui, de 1 à 1,3 million de robots industriels travaillent pour nous dans les usines du monde. Soit plus que le nombre d’habitants de la région Bruxelles-Capitale. En 2018, selon les prévisions de l’IFR (Fédération Internationale de Robotique), les ventes mondiales de robots industriels vont encore croître de 15% sur 5 grands marchés représentant 70% du volume total des ventes: Chine, Japon, Etats-Unis, Corée du Sud et l’Allemagne. Une croissance qui a démarré dans les années ’60 : l’homme en aurait déjà construit plus de 2 milliards.

Aujourd’hui, grâce au Big Data, le robot industriel est en train de devenir beaucoup plus intelligent encore et s’adapte aux nouvelles sollicitations de l’industrie. Il devient vital pour toute entreprise d’assurer la flexibilité de ses moyens de production.

Ainsi l’entreprise, qui doit avoir pour objectifs de maîtriser ses investissements et d’avoir une vision à long terme, doit:

  • assurer l’adaptabilité de sa production à des besoins changeants, parfois sur de très courtes périodes;
  • minimiser les coûts d’exploitation de ses moyens de production.

L’automatisation pour optimiser la production

Robots CitiusPour optimiser les productions, la réponse est souvent l’automatisation. Pourtant des écueils rencontrés lors de la mise en place de solutions automatisées sont souvent les mêmes :

  • investissements importants;
  • durée de mise en œuvre et complexité élevée, inenvisageable pour de faible volumes de production;
  • flexibilité réduite après installation, etc.

La robotique, à travers l’utilisation de bras de robots industriels, apporte des réponses partielles à ces difficultés mais nécessite toujours des processus très répétitifs et standardisés ainsi que des séries produites importantes.

On citera, par exemple:

  • les opérations de pose de rivets lorsque leur position n’est pas répétitive,
  • le placement de joints en silicone lorsque les positions relatives des pièces varient légèrement,
  • les opérations d’ébavurage lorsqu’elles doivent être très précises,
  • des opérations dans des espaces confinés, etc.

 

La difficulté d’automatisation de ce type de tâches (qui ne sont pas nécessairement synonyme de haute valeur ajoutée ou d’un savoir-faire particulier) met les entreprises occidentales dans des situations difficiles. En particulier, les entreprises situées dans des pays industrialisés où le coût de la main d’œuvre est relativement élevé. Ces entreprises font alors face à un risque important de délocalisation de la production. Or, ces tâches spécifiques sont intégrées dans une chaîne de fabrication plus complète. Une chaîne au sein de laquelle on retrouve effectivement des tâches à haute valeur ajoutée, génératrices, elles, de valeur et de gain pour l’entreprise.

Automatiser les tâches à faible valeur ajoutée

Les tâches à faible valeur ajoutée et non automatisées constituent un risque pour l’entreprise. Le risque de ne pas atteindre ses objectifs en termes de compétitivité face à des pays émergents où les coûts salariaux sont plus faibles.

Dans certains cas, une chaîne de production pourrait être repensée dans son ensemble de manière à rendre répétitives certaines tâches qui ne l’étaient pas. Ce qui permettrait ensuite de passer à une automatisation. Une réorganisation qui pourrait, par exemple, viser à contrôler plus précisément la géométrie des pièces à manipuler et leur positionnement préliminaire.

Toutefois, il est souvent difficile d’assurer la rentabilité de l’ensemble de l’opération à cause :

  • du surcoût de la réorganisation de la chaîne de production;
  • des nouvelles contraintes qui apparaissent dans ses différentes étapes

 

Et si les robots industriels permettaient de donner de la souplesse, de la flexibilité aux automates industriels pour un prix acceptable ? « Le prix d’intégration d’un petit robot 6 axes en production débute à partir de 50 000 euros, précise Grégory Reichling. Le prix augmente ensuite en fonction de la complexité de la tâche à accomplir. Des temps de retours sur investissement d’1 à 2 ans sont fréquents.

Des robots industriels encore plus intelligents : l’usine du futur

Une évolution technologique majeure qui est désormais rendue possible par l’avènement des technologies Big Data. «L’évolution spectaculaire des performances des systèmes informatiques rend maintenant possible le traitement en temps réel de quantités importantes de données. On parle notamment de celles transmises par des capteurs tels que des caméras de positionnement (analyse et traitement du big data) . Il devient également envisageable de calculer dynamiquement les mouvements devant être effectués par un robot en fonction de son état et de l’objectif à atteindre, plutôt qu’en imposant une course prédéterminée. Ces évolutions permettent d’envisager, dans le futur, le développement d’applications industrielles robotisées avec de meilleures possibilités d’adaptation à des variations non prévisibles de la tâche» poursuit-il.

Dans le cadre du projet CREATIS soutenu par le plan Marshall, les équipes de Citius Engineering, en partenariat avec l’Ulg, travaillent à la conception de ces robots industriels de l’«usine du futur». Ce projet propose d’étudier une solution innovante destinée à automatiser des processus non répétitifs et à faible valeur ajoutée pour des petites et moyennes séries de fabrication. Ceci constituera sans aucun doute une solution intéressante pour les entreprises de production en quête de performance.

« Une part importante du projet consistera à permettre au système de repérer la pièce qui doit être manipulée ou travaillée (usinée, assemblée, etc.), dit Gregory Reichling. La scène observée sera comparée et recalée par rapport à un modèle théorique. La trajectoire du robot industriel sera ensuite adaptée ou corrigée en fonction des différences observées entre la situation réelle et la situation théorique en mémoire. »

Robots industriels : des avantages et une grande peur

petit robotPour Grégory Reichling, les avantages de la robotique sont bien connus : fiabilité, robustesse, durée dans le temps, investissement maîtrisé et coût de maintenance relativement faible. Le robot industriel est idéal en cas de tâches pénibles, difficiles, dangereuses, ce qui permet d’alléger la pénibilité du travail des opérateurs.


Et que répondre à ceux qui pensent que la robotique tue l’emploi ?
 « Toutes les entreprises wallonnes qui ont massivement investi dans l’automatisation ont vu leur taux d’emplois augmenter. En gros, l’automatisation (et donc la robotique) permet de capter des marchés et de se positionner différemment par rapport à la demande », conclut Grégory Reichling.

Car le secteur de la robotique est déjà et restera un gros pourvoyeur d’emplois, estime l’industrie. En France, en 2012, les débouchés étaient déjà estimés à 12 000 postes d’agents de maintenance capables:

  • de manipuler des robots industriels;
  • de comprendre les messages sur les machines

Au vu des évolutions technologiques majeures dans ce secteur, notamment dans la fabrication de petites et moyennes séries, il faudra assurer des cycles de formation réguliers. Des formations dédiées existent d’ailleurs en Wallonie, chez Technocampus, à Gosselies.

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