IA dans le prototypage intelligent : transformer l'efficacité et réduire les coûts

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Publié le 26 nov. 2019 | Par WayKen

Depuis le développement des premiers ordinateurs, l'informatique a réussi à s'infiltrer dans chaque industrie et a pris une part considérable, sinon dominante, des fonctions. Cette part grandit chaque année avec le développement des systèmes de contrôle électronique et des logiciels de gestion. Le prototypage intelligent est l'un des nombreux domaines où l'IT peut augmenter l'efficacité et diminuer le coût de tous les processus. L'une des solutions potentielles est l'utilisation de l'intelligence artificielle à des fins de fabrication.

Intelligence artificielle pour le prototypage aujourd'hui

Certaines parties de l'IA sont déjà utilisées pour la fabrication de prototypes aujourd'hui. Ce ne sont pas les technologies de pointe car l'utilisation de certains logiciels et matériels d'IA nécessite qu'ils soient commercialement viables et infaillibles. Cependant, certaines avancées ont été atteintes. Par exemple, les robots de transport sont largement employés par les fabricants. Ils sont très flexibles, peuvent soulever de lourdes charges tout en étant relativement petits et peuvent travailler en tandem avec un opérateur humain, ce qui les rend absolument sûrs. De tels robots s'appuient fortement sur la vision par ordinateur pour déterminer où ils peuvent toucher l'objet déplacé et où le placer. De plus, certains systèmes de fabrication sont équipés de systèmes d'auto-ajustement par IA. Une machine-outil peut mesurer la finition de surface de la pièce pendant qu'elle l'usine. Si un ajustement des paramètres de coupe est nécessaire, la machine-outil le fait automatiquement.

Ces exemples ne sont que la pointe de l'iceberg quant à la façon dont l'IA peut améliorer le prototypage à l'avenir.

Comment l'IA augmentera l'efficacité du prototypage

Les machines peuvent déjà remplacer les humains dans différents types de travail manuel, calculs et surveillance de systèmes. Cependant, ce qui différencie un travail humain d'un travail machine aujourd'hui est la prise de décision. Les machines ont plus de puissance et de force mais les humains prennent toutes les décisions. À mesure que l'IA se développe, les machines commencent à prendre leurs propres décisions. Comment choisir une pièce, comment la déplacer pour ne pas entrer en collision avec quoi que ce soit et comment placer l'objet correctement... C'est l'étape la plus facile. Ensuite, comment organiser le flux de pièces dans un atelier de prototypage pour respecter tous les délais, comment choisir les paramètres optimaux pour l'usinage de prototype CNC, comment choisir le meilleur matériau pour l'usinage CNC, et ainsi de suite... Le potentiel ici est énorme et ne dépend que des capacités de l'IA.

Les développements technologiques récents nous permettent de voir les avancées potentielles dans un futur proche. Passons en revue les utilisations possibles de l'IA pour le prototypage intelligent.

Vision par ordinateur pour une précision exceptionnelle

L'industrie moderne devient plus petite et je ne parle pas des volumes de production. Les circuits matériels, puces électroniques, et par conséquent leurs boîtiers et appareils en général, deviennent plus petits. Pendant ce temps, les exigences de précision augmentent. Certaines industries ont déjà atteint un point où la précision requise et les vitesses de fabrication ont dépassé les capacités humaines. Des robots programmés ont donc pris leur place sur les lignes de production et les humains sont passés au prototypage où la vitesse de fabrication est plus lente mais la flexibilité est plus importante. Cependant, les tailles continuent de diminuer. Quand les humains ne pourront plus faire face aux assemblages microscopiques, des robots de haute précision par IA les remplaceront. De tels robots sont beaucoup plus flexibles que leurs homologues de production de masse grâce à la vision par ordinateur.

Processus véritablement flexibles

La prise de décision est une caractéristique indispensable pour la planification de processus. Actuellement, les capacités d'intelligence des logiciels sont assez limitées. Ils peuvent calculer des chaînes de production complexes avec de multiples configurations différentes, comme c'est toujours le cas dans l'industrie du prototypage, et estimer le calendrier total de tous les projets de l'atelier. Cependant, c'est l'ingénieur qui génère le parcours que la pièce suit selon les opérations nécessaires. C'est lui qui attribue les opérations aux équipements. Il le fait basé sur l'expérience ; le processus par lui-même peut être efficace mais si on regarde l'ensemble, des centaines de prototypes différents, petits lots et maquettes peuvent coïncider dans un atelier et créer des goulots d'étranglement : un équipement chargé à 200 % tandis que d'autres restent inactifs.

La prochaine étape pour les logiciels de planification de processus avec IA est de leur donner la liberté totale d'organiser les processus, les opérations, et même la disposition de l'atelier. Un logiciel IA peut calculer des milliers de combinaisons en une seconde et générera une meilleure solution.

Espaces de travail plus sûrs pour les travaux dangereux

La fabrication est souvent dangereuse. C'est pourquoi nous avons des normes : pour la ventilation, la lumière, le contact avec les produits chimiques, la protection individuelle, etc. Aujourd'hui, c'est nécessaire car les humains font tous les travaux dangereux. Pourquoi ? Ces travaux ont besoin de prise de décision ou de flexibilité. Juste les deux choses que l'IA est censée fournir aux robots. Toutes les réglementations de sécurité au travail entraînent beaucoup de coûts supplémentaires pour les entreprises de prototypage. Et cela, à son tour, rend les produits plus chers. Imaginez maintenant que vous ayez des travailleurs qui n'ont pas besoin de ces règles et réglementations. Selon ce que vous montez sur eux, les robots peuvent travailler dans des conditions toxiques déraisonnables, haute température, sous l'eau, dans l'obscurité, quand il gèle. Et ils iront bien !

Déploiement mobile peut révolutionner les ateliers de prototypage

L'IA peut être ajoutée à toutes les machines-outils, robots de chargement et machines de contrôle pour les synchroniser et les faire agir comme une seule créature unifiée. Qu'est-ce que cela mènera ?

Les lignes d'assemblage automobiles modernes consistent en une structure rigide où la pièce se déplace le long de postes de travail spécifiques où une seule opération est effectuée. C'est parfait pour la production de masse mais le système est extrêmement inflexible.

L'IA peut révolutionner la disposition des équipements et les lignes de production telles que nous les connaissons. De multiples unités mobiles connectées peuvent se combiner de manière à pouvoir traiter n'importe quelle pièce. Le système de contrôle central décide quel équipement est nécessaire et les arrange ensemble. Pensez-y comme une collaboration robotique plutôt qu'une ligne de fabrication. La prise de décision par IA combinée au déploiement mobile robotique peut créer une nouvelle disposition d'atelier chaque jour, voire pour chaque pièce unique, et cela prendra le même temps que de déplacer quelques personnes sur place.