L'avenir de l'automatisation dans le secteur manufacturier est-il déjà là ?

Les installations de fabrication du futur déploieront une automatisation extrêmement facile à utiliser, sûre, flexible et abordable, soutenue par l'IA et des interfaces logicielles et matérielles standardisées. À plusieurs égards clés, les technologies de transformation nécessaires pour que tout cela se produise sont déjà là, stimulées par la demande du secteur manufacturier lui-même. Ces technologies offrent un aperçu fascinant de l'avenir de l'automatisation de la fabrication.

La perspective de la fabrication

Le secteur manufacturier est confronté à une crise de la main-d'œuvre qualifiée et non qualifiée qui devrait se poursuivre encore longtemps. Selon une étude récente de Deloitte et du Manufacturing Institute, le déficit de compétences dans le secteur manufacturier aux États-Unis pourrait laisser jusqu'à 2,1 millions d'emplois vacants d'ici 2030, ce qui coûterait 1 000 milliards de dollars à l'économie nationale.

C'est un modèle qui se répète dans le monde entier et qui stimule la croissance de l'adoption de l'automatisation. Un rapport distinct de Deloitte sur la résilience mondiale 2021 a révélé que 57 % des entreprises interrogées dans le secteur de l'industrie ont déjà utilisé des technologies avancées pour reconcevoir les tâches, y compris l'automatisation de tâches auparavant manuelles.

Dans le même temps, les fabricants font face à une demande croissante pour leurs produits, tirée par un secteur du commerce électronique en plein essor. Et en plus de tout cela, les demandes des clients évoluent. Il y a une tendance notable vers une personnalisation toujours plus grande du produit final, ce qui stimule la demande d'automatisation flexible, rapide et facile à reprogrammer et à redéployer. La tendance connexe vers une production mixte/faible volume est déjà là et devrait également se développer à l'avenir.

Les fabricants auront besoin de plus d'automatisation à l'avenir. C'est une donnée. Mais comme nous le verrons, ils auront de plus en plus besoin d'automatisation avec des caractéristiques spécifiques; à savoir, une automatisation hautement conviviale, sûre, flexible, standardisée et abordable.

Retour vers le futur

Il y a vingt ans, l'automatisation industrielle traditionnelle était le seul jeu en ville et seules les grandes entreprises étaient invitées à jouer en raison du coût et de la complexité impliqués. L'automatisation industrielle traditionnelle est mieux adaptée à la production à faible mix/grand volume, nécessite des experts coûteux pour programmer et a une grande empreinte. Cela nécessite également des garde-corps et des clôtures de sécurité étendus pour protéger les travailleurs humains.

L'automatisation industrielle traditionnelle reste le segment le plus important du marché mondial de la robotique industrielle. Mais le segment du marché des robots industriels qui connaît la croissance la plus rapide est celui des robots collaboratifs (ou cobots) et nous obtenons ici des indices importants sur la direction que prend l'automatisation de la fabrication.

Caractérisé par la facilité d'utilisation, le faible investissement en capital, la faible empreinte, la flexibilité et l'opérabilité sûre autour des humains, l'émergence des cobots et des robots industriels légers au cours des 15 dernières années permet aux petites et moyennes entreprises (PME) de bénéficier de l'automatisation pour la première fois. Il a également montré aux entreprises d'automatisation de tous types l'importance de fournir à leurs clients des solutions hautement sécurisées, conviviales et flexibles.

Avant de nous plonger dans les principales caractéristiques de l'automatisation future de la fabrication - en posant la question :« À quel point la technologie actuelle est-elle proche de l'avenir ? » en cours de route - notez que les cobots ne sont pas la solution à tous les problèmes d'automatisation de la fabrication, en particulier lorsque des vitesses extrêmement élevées et des charges utiles lourdes sont requises. Et bien qu'ils gagnent rapidement en popularité, les cobots restent un segment de niche du marché de l'automatisation industrielle.

Néanmoins, en termes de suppression des barrières liées à l'abordabilité, la convivialité, la sécurité et la flexibilité, l'effet transformateur des cobots se fait sentir sur tous les types de robots et façonne le futur paysage de l'automatisation.

Sécurité

Les technologies actuelles telles que les barrières immatérielles et les capteurs de proximité permettent aux fabricants de rendre sûrs presque tous les types de cellules automatisées à utiliser autour des humains (sous réserve d'évaluations des risques). Cela signifie que la sécurité n'est plus l'apanage des robots collaboratifs puisqu'elle intègre également des déploiements sûrs de cellules robotisées industrielles traditionnelles. Lorsqu'il s'agit d'un fonctionnement sûr, l'avenir est déjà là.

Convivialité

Les analystes du marché et les experts prédisent un boom des applications robotiques, mais pour que cela se produise, nous devons minimiser le temps de déploiement sur chaque application en facilitant le déploiement de l'automatisation.

Du côté logiciel, cela signifie un logiciel avec des interfaces intuitives qui peuvent être déployées par les opérateurs avec une formation minimale, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent sur la programmation et l'ingénierie. Du côté matériel, cela signifie des fonctionnalités plug-and-play et une interopérabilité facile entre différents types de robots et de composants de robots. Cela signifie également des effecteurs terminaux click-on/click-off et la disparition de l'outillage qui est fixé en place à l'aide de 60 petites vis.

Tous les fabricants de produits d'automatisation réfléchissent à ces choses, mais il existe de nombreuses variations parmi les offres disponibles. Par exemple, il est déjà possible de trouver des composants d'automatisation prêts à l'emploi et faciles à utiliser qui peuvent être déployés sur une large gamme de différents types de robots industriels. Mais ce type d'offre « à guichet unique » est l'exception plutôt que la règle.

À l'avenir, ces fonctionnalités seront la règle pour toutes les offres d'automatisation. Et l'un des principaux catalyseurs de ce changement sera la standardisation croissante du côté matériel et logiciel.

Normalisation

Pourquoi les intégrateurs devraient-ils passer du temps à réinventer la roue avec des solutions personnalisées alors qu'ils peuvent acheter des produits standardisés ? L'automatisation standardisée offre une interopérabilité étendue entre les composants, est moins chère que la conception de systèmes à partir de rien et permet aux intégrateurs de se concentrer sur le déploiement de robots et l'exécution d'applications.

Aujourd'hui, de plus en plus d'intégrateurs font des offres forfaitaires avec des produits standardisés. Cela signifie des économies de coûts pour les clients fabricants sur l'installation et la maintenance. Au fur et à mesure que la normalisation se répandra, cela signifiera également qu'un intégrateur qui pourrait installer cinq projets aujourd'hui pourra bientôt en installer 50. L'intégrateur facturera moins cher par installation, ce qui réduira les coûts et rendra l'automatisation accessible aux PME à court d'argent, tout en permettant également intégrateurs pour gagner plus d'argent qu'il n'était possible auparavant.

Des produits standardisés sont disponibles aujourd'hui et des efforts sont en cours pour développer des normes logicielles et matérielles robotiques, mais l'industrie a encore du chemin à parcourir pour parvenir à une normalisation universelle.

Flexibilité :l'évolution du rôle de l'intégrateur

La flexibilité, c'est beaucoup de choses, mais il s'agit essentiellement d'un ensemble d'outils permettant de s'assurer que votre production est allégée, agile et capable de se redéployer et de changer rapidement.

L'avenir de l'automatisation de la fabrication signifie une automatisation flexible conçue pour répondre aux demandes de personnalisation des clients de l'entreprise de fabrication. Cela signifie également des configurations de production flexibles et facilement personnalisables et une automatisation facile à programmer et à (re) déployer, minimisant les temps d'arrêt et réduisant les coûts lors des changements de processus de production.

Donner aux fabricants la possibilité de contrôler eux-mêmes les déploiements, y compris la majeure partie de la maintenance et de la programmation, donne du pouvoir à l'utilisateur final. Et l'automatisation évolue rapidement dans cette direction. Au fur et à mesure que les utilisateurs finaux deviennent plus autonomes en augmentant la convivialité, le rôle des intégrateurs changera également. Les intégrateurs pourront se concentrer de plus en plus sur le déploiement de l'automatisation plutôt que sur la conception et la programmation d'applications.

Les robots industriels traditionnels difficiles à programmer, principalement à usage unique, restent le segment le plus important du marché actuel de la robotique industrielle. Ainsi, malgré quelques exceptions, notamment dans les segments à croissance rapide des cobots et des robots industriels légers, l'industrie a encore du chemin à faire lorsqu'il s'agit de fournir la flexibilité dont les fabricants ont besoin.

À l'avenir, cependant, à mesure que de plus en plus d'entreprises adopteront la flexibilité dans la conception de leurs robots et composants de robots, les fabricants pourront (re)déployer l'automatisation rapidement et facilement.

Croissance de l'intelligence

Attendez-vous à voir davantage de fonctionnalités d'intelligence artificielle (IA) intégrées dans l'ensemble de la chaîne de production, y compris dans chaque robot et effecteur final. L'IA est un catalyseur essentiel des processus de collecte et d'analyse de données qui prennent en charge l'industrie 4.0.

L'IA peut déjà être utilisée pour fournir des capacités de surveillance à distance en offrant une transparence sur les problèmes qui surviennent lorsque, pour une raison quelconque, votre robot ne fonctionne pas ou ne fonctionne pas au niveau d'efficacité requis pour votre application. À l'avenir, cette transparence sera un élément standard de chaque installation. Attendez-vous à ce que les applications de surveillance à distance prises en charge par l'IA, par exemple, deviennent la norme dans les prochaines années, parallèlement à une croissance massive des applications de maintenance à distance et d'inspection basées sur la vision.

À terme, la programmation sera effectuée par des plates-formes d'IA construites sur une interface logicielle universelle utilisée dans tous les robots.

Automatisation en tant que service

Au fur et à mesure que le modèle commercial « en tant que service » se développe, en s'appuyant sur les offres Robots-as-a-Service et Fixtures-as-a-Service que nous voyons aujourd'hui, nous pouvons nous attendre à pouvoir utiliser des solutions simples, de type Uber. applications pour smartphone pour commander les technologies nécessaires à l'automatisation de parties spécifiques du processus de production. La possibilité de payer l'automatisation à un taux par pièce produite, par exemple, élimine l'investissement initial en capital, permet une gestion plus efficace des coûts et supprime un autre obstacle à l'adoption de l'automatisation. Attendez-vous à voir une augmentation massive des offres en tant que service dans les années à venir, une tendance qui permettra aux PME d'adopter davantage les solutions d'automatisation.

L'avenir de l'automatisation dans le secteur manufacturier est-il déjà là ? Oui et non. Nous en avons un aperçu dans l'émergence des cobots, des bras de robots industriels légers, et dans certaines offres d'effecteurs finaux et d'outillage en bout de bras. Par ailleurs, des efforts considérables seront nécessaires de la part du secteur de l'automatisation pour concrétiser la promesse d'une automatisation future, notamment en ce qui concerne les efforts de normalisation. Une chose est certaine :la synergie entre les secteurs de la fabrication et de l'automatisation s'intensifiera, entraînant des avancées technologiques pour le second et une amélioration de la productivité et des bénéfices pour le premier.

Cet article a été rédigé par Kristian Hulgard, directeur général, division Amériques chez OnRobot, Irving, TX. Pour plus d'informations, visitez ici .