Comment les robots mobiles stimulent la croissance et l'efficacité des entreprises

Les robots mobiles autonomes redéfinissent notre façon de vivre et travailler. Découvrez leurs nombreuses applications et comment ils transforment les entreprises dans le monde.

Les robots mobiles autonomes (AMR) ont trouvé leur chemin dans de nombreuses applications industrielles. Les améliorations technologiques ont été la force motrice. Certaines technologies critiques incluent de meilleures batteries et la vision par ordinateur. Des logiciels plus avancés ont également été cruciaux.

Cet article vous présentera la technologie des robots mobiles autonomes à travers les sujets suivants :

• Taille du marché des robots mobiles et potentiel de croissance
• Types de robots mobiles
• Cas d'utilisation des robots mobiles
• Secteurs pour les AMR
• Check-list : Cinq indicateurs que vous pouvez bénéficier des robots mobiles
• Solutions complémentaires souvent nécessaires avec les robots mobiles
• Ce qu'il faut considérer avant d'investir dans des robots mobiles
• Comment trouver le robot mobile idéal pour votre entreprise

Taille du marché et potentiel de croissance

Plus de 80 % des entrepôts aujourd'hui n'ont aucune automatisation. Cela est en partie parce que la technologie robotique n'est devenue capable pour l'usage en entrepôt que récemment. Lorsque les entrepôts utilisent des AMR, les résultats sont impressionnants. Certaines études de cas rapportent une augmentation de productivité de plus de 300 % dans la préparation de commandes, par exemple.

Les usines transportent souvent manuellement des sous-ensembles et consommables du stockage vers la ligne d'assemblage. Les robots mobiles autonomes peuvent automatiser ce transport interne. Non seulement cela évite aux travailleurs de pousser des chariots lourds, mais cela permet aussi aux entreprises de répondre aux besoins de distanciation sociale.

Une estimation de « 360 Market Updates » a évalué le marché mondial des robots mobiles autonomes à 751,4 millions de dollars US en 2019. Ils projettent une croissance à 5,4 milliards de dollars US d'ici 2026, ce qui représente un TCAC de 29 % pendant 2021-2026.

Quels sont les différents types de robots mobiles ?

Chariots à roues

La plupart des AMR industriels sont des véhicules qui reposent sur des roues pour se déplacer. Bien qu'il existe des robots humanoïdes qui marchent sur deux jambes, ils sont plus complexes et coûteux. Généralement, les robots mobiles à roues sont plus rentables. Ils sont aussi plus robustes.

Véhicules à guidage automatique (AGV) vs Robots mobiles autonomes (AMR)

Les véhicules à guidage automatique sont une technologie plus ancienne que les AMR. L'AGV repose sur des guides placés au sol. Les guides indiquent à l'AGV quelle route prendre. L'AGV est autorisé à circuler dans un corridor défini par les guides. Des bandes magnétiques, ainsi que des fils et des lignes, sont utilisés pour définir les couloirs le long desquels l'AGV peut circuler. Si un AGV rencontre un obstacle sur son chemin, il s'arrête et appelle à l'aide.

Les robots mobiles autonomes sont plus flexibles que les AGV. Les AMR font une carte de l'installation et la stockent en mémoire. Ils n'ont donc pas besoin de guides au sol pour leur dire où aller. Une fois qu'un AMR reçoit une destination, il peut décider du meilleur itinéraire pour s'y rendre. S'il y a un obstacle sur leur chemin, ils peuvent l'éviter. Ils peuvent aussi emprunter un itinéraire alternatif.

Pourtant, les différences entre AGV et AMR s'estompent. Il existe maintenant certains AGV qui peuvent éviter les obstacles, par exemple.

AMR à roues avec bras robotique

Un bras robotique articulé peut être monté sur un AMR. Cela élargit sa gamme d'utilisations. Par exemple, le chargement de machine peut bénéficier de cette combinaison de technologies. Pour le transport de matériaux, le bras robotique rend la livraison de colis plus flexible.

À quoi servent les robots mobiles autonomes ?

« Laissez les robots faire les déplacements. » Des études montrent que de nombreuses personnes dans les entrepôts passent jusqu'à 60 % de leur temps à se déplacer. Il en va de même pour certaines personnes dans les usines. Elles peuvent pousser un chariot ou conduire un chariot élévateur. Il est facile de voir que ce n'est pas une activité à haute valeur ajoutée. Les robots mobiles sont donc utilisés pour résoudre ce problème. L'idée est que les gens restent en place et laissent les robots faire les déplacements.

Quelques-unes des applications standard pour les AMR incluent :

• Préparation de commandes (order picking)
• Transport de matériaux intra-usine
• Tri
• Livraison aux clients

Examinons maintenant de plus près chacune de ces applications.

Préparation de commandes

Les robots mobiles peuvent faire une énorme différence en aidant les gens dans la préparation de commandes. Et l'aide est nécessaire. Le e-commerce signifie des commandes avec une sélection plus large de produits. Et les tailles de commande sont plus petites. Parfois, la commande ne contient qu'un seul article. Cette combinaison rend le processus de préparation de commandes plus intensif en main-d'œuvre. De plus, les attentes des clients pour une livraison rapide ont explosé. Amazon a fixé la norme avec une livraison en deux jours. Récemment, Amazon a commencé à proposer la livraison en un jour.

Amazon a massivement investi dans la robotique pour atteindre ce résultat. Les petites entreprises peuvent-elles rivaliser ? Heureusement, la réponse est oui. Des robots mobiles rentables fournissent une solution. Même les petites entreprises peuvent réduire drastiquement le temps nécessaire pour expédier une commande en utilisant des AMR.

Une question clé doit être posée au début lorsque vous envisagez d'utiliser des AMR pour la préparation de commandes. Et c'est : quelle est la meilleure façon pour vos gens de collaborer avec les robots ? Choisir cette stratégie déterminera souvent le choix du robot. C'est-à-dire que le choix porte moins sur le robot que sur la nature de la solution.

Voici quelques-unes des stratégies les plus populaires pour la collaboration homme-machine.

Préparation de commandes Goods-to-Person

Des millions de personnes ont vu des vidéos YouTube des AMR oranges et bas sur pattes d'Amazon. Les robots transportent des étagères entières de produits dans un entrepôt. Cette méthode d'automatisation s'appelle goods-to-person (marchandises vers la personne). Les robots sont contrôlés par le système de gestion d'entrepôt (WMS). Le WMS indique aux robots quelles étagères prélever et où les placer. Cela est basé sur les commandes à honorer. L'AMR se déplace vers une étagère et la soulève par le bas. L'AMR transporte l'étagère vers des personnes positionnées aux postes de prélèvement/emballage. Quand l'étagère arrive, un afficheur leur indique quel article prélever et en quelle quantité. L'associé retire les bons articles des étagères. Ils scannent les codes-barres et placent les articles dans un conteneur pour l'expédition.

Amazon a connu un grand succès avec cette stratégie goods-to-person. Pourtant, elle nécessite des rayonnages spéciaux. Et l'entrepôt doit être repensé pour utiliser cette stratégie.

« Rejoins-moi » ou prélèvement par zone

Avec cette stratégie, un préparateur de commandes gère une ou deux allées ou une zone. Il n'a pas à sortir de sa zone. Les AMR font la majeure partie des déplacements.

Les AMR sont dirigés par le WMS sur où aller, selon les commandes à honorer. Le robot se déplace vers une étagère où l'article doit être prélevé. Le préparateur peut être informé par un système vocal donnant des instructions sur où aller pour prélever la prochaine commande. Le travailleur rencontre l'AMR au lieu de prélèvement, et l'AMR lui montre les articles à prélever sur son afficheur. La personne prélève les articles des étagères et les scanne avec un lecteur de code-barres monté sur le robot. Cela vérifie que le bon produit et la bonne quantité ont été prélevés. L'AMR se déplace ensuite vers sa prochaine destination. La personne attend les instructions sur où rencontrer le prochain AMR.

Avec cette stratégie, le préparateur doit encore faire un peu de marche, mais elle est grandement réduite.

Les études de cas montrent au moins un doublement de la productivité avec la stratégie de prélèvement par zone. Certaines études rapportent plus d'un triplement des commandes prélevées par heure avec cette méthode par rapport au prélèvement manuel.

Préparation de commandes entièrement automatisée

La préparation de commandes entièrement automatisée est parfois appelée le « Saint Graal » de la préparation de commandes robotique. Ce processus utilise des robots pour prélever les articles des étagères et les transporter vers un poste d'emballage. Le poste d'emballage utilise aussi des robots. Aucune personne n'est nécessaire. Ce niveau d'automatisation est encore à ses débuts et n'est pas encore largement utilisé.

Une solution hybride pour la préparation de commandes entièrement automatisée utilise un AS/RS et des robots. Le système de stockage et de récupération automatisé (AS/RS) peut remplacer l'arrangement conventionnel rayonnage-allée d'un entrepôt. À la place, le système prend la forme d'un vaste cube, avec des produits stockés dans des bacs à l'intérieur du cube. L'AS/RS suit où se trouvent les choses et peut amener le bon bac de produit à la station de prélèvement robotique. De tels systèmes peuvent être rendus assez compacts. Cela signifie qu'ils peuvent être à l'arrière d'une épicerie, par exemple.

Une fois que l'AS/RS présente un bac avec des produits, une personne ou un bras robotique prélève les articles du bac et les place dans un conteneur d'expédition. Pour pouvoir effectuer cette fonction, le bras robotique doit être associé à une vision par ordinateur avancée.

De futures améliorations en robotique rendront bientôt la préparation de commandes entièrement automatisée pratique pour une plus grande variété de cas d'usage.

Transport de matériaux intra-usine

Usines et entrepôts

Les chariots élévateurs autonomes sont de plus en plus utilisés dans l'environnement usine et entrepôt. Certains chariots élévateurs automatisés utilisent la technologie AGV. Cela nécessite que l'installation soit équipée de marqueurs de parcours au sol. D'autres chariots élévateurs autonomes utilisent les technologies AMR complètes qui n'ont pas besoin de tels marqueurs. Il existe des chariots élévateurs automatisés conçus pour fonctionner soit avec un conducteur, soit sans. D'autres conceptions suppriment la cabine qui accueillerait un humain.

Les chariots élévateurs automatisés augmentent la productivité en libérant les gens de la nécessité de conduire. Et la promesse est que les chariots élévateurs autonomes amélioreront aussi la sécurité. Les accidents de chariots élévateurs et de camions industriels causent des milliers de blessures par an. Ces dernières années, le nombre de décès et blessures graves impliquant des chariots élévateurs a augmenté. La plupart de ces accidents sont causés par une vitesse excessive, des virages trop rapides et des freinages trop brusques. Les chariots élévateurs automatisés ne feraient pas ces erreurs.

Hôpitaux

Il existe des AMR spécialement conçus pour les hôpitaux. Ils transportent le linge sale des chambres vers la blanchisserie. Ils peuvent transporter des échantillons de sang de l'endroit où le prélèvement est fait vers le laboratoire pour analyse. Et les AMR peuvent livrer les repas et médicaments dans les chambres d'hôpital. Les études de cas montrent que les coûts de livraison peuvent être réduits jusqu'à 80 %.

Hôtels et hôtellerie

Les AMR peuvent répondre aux demandes des clients pour des serviettes supplémentaires, articles de toilette et nourriture. La sécurité peut être renforcée en faisant livrer les services de restauration extérieurs au hall. L'AMR prend la nourriture du hall pour l'apporter à la chambre du client. Le transport du linge sale vers la blanchisserie et le retour des assiettes vides vers la cuisine peuvent aussi être automatisés.

Tri

Les robots mobiles équipés de plateaux basculants et de convoyeurs à bande transversale sont utilisés pour trier les colis dans les entrepôts et les usines. Le tri des colis pour l'expédition permet à l'expéditeur d'accéder à des tarifs d'expédition plus bas. Ou les colis pourraient devoir être triés selon le point de vente où ils doivent aller.

Les AMR sont de plus en plus vus comme une alternative plus flexible et rentable aux systèmes de convoyage. Ils sont faciles à installer et nécessitent une maintenance minimale.

Certaines applications de tri impliquent des AMR opérant sur un niveau mezzanine. Une fois chargé avec un colis, le robot l'emmène à un trou dans le sol et le déverse. Une goulotte mène au rez-de-chaussée et un conteneur en attente.

D'autres applications impliquent l'AMR apportant des produits à un mur de mise en stock (put wall). Une personne prend les produits de l'AMR et les place dans les bacs appropriés.

Livraison aux clients

Voir un AMR apparaître sur votre pas de porte avec des colis pour vous arrive bientôt. Pourtant, tant que les véhicules autonomes ne sont pas autorisés à circuler sur les routes publiques, les robots de livraison ne seront utilisés que dans des zones limitées. Par exemple, des robots de livraison sont utilisés dans des zones urbaines densément peuplées pour la livraison de nourriture. Les robots sont de petits chariots qui circulent sur les trottoirs. Les campus universitaires et d'entreprises sont un autre cas d'usage.

Secteurs pour les AMR

Les robots mobiles autonomes continueront sans doute à s'immiscer dans plus d'aspects de notre vie quotidienne. Voici les principaux secteurs utilisant actuellement des AMR :

• Entrepôts
• Usines
• Hôpitaux
• Hôtels & Hôtellerie
• Restauration et Fast-Food

Check-list : Cinq indicateurs que vous pouvez bénéficier de robots mobiles dans votre entreprise

• Est-il difficile de recruter et garder les personnes dont vous avez besoin ?
• Vos processus impliquent-ils beaucoup de déplacements de personnes à l'intérieur de votre installation ?
• Avez-vous besoin d'augmenter la productivité pour rester compétitif ?
• Avez-vous besoin d'augmenter le débit ?
• Voulez-vous réduire les accidents et améliorer la sécurité ?

Ce qu'il faut considérer si vous voulez investir dans des robots mobiles

Avant de démarrer un projet pour utiliser des AMR, vous devriez faire une étude de votre installation. Voici quelques questions à poser :

• Avez-vous du Wi-Fi dans toute votre installation ? (Par exemple, si l'AMR doit prendre l'ascenseur, aura-t-il accès au Wi-Fi là aussi ? Y a-t-il d'autres zones mortes ?)
• L'AMR peut-il aller où il doit ? (Par exemple, devra-t-il ouvrir des portes ou prendre un ascenseur ?)
• Quelles sont les considérations de sécurité ? (Par exemple, un robot d'entrepôt ne sera pas près d'enfants. Les robots de livraison, si.)
• Qu'en est-il de la recharge ? Réfléchissez à où placer la station de charge.

Si vous êtes nouveau dans la robotique industrielle, de nombreux experts recommandent de commencer petit. Sélectionnez une application qui promet un ROI rapide. Construisez votre expérience et votre confiance, puis étendez.

Vous pouvez compter sur les fournisseurs pour faire des recommandations. Naturellement, les fournisseurs feront des suggestions impliquant l'utilisation de leurs produits. Vous pourriez envisager de consulter des experts impartiaux pour obtenir des conseils – et pour évaluer si votre installation est « prête pour les robots mobiles ».

Quelles solutions complémentaires sont souvent nécessaires avec les robots mobiles ?

Souvent, les questions à trancher ne portent pas tant sur le robot. Au lieu de cela, la vraie question est la solution d'application globale. C'est parce que les robots sont fréquemment intégrés dans un cadre plus large. Un système de gestion d'entrepôt (WMS) et d'autres systèmes similaires qui contrôlent les robots sont aussi importants que les caractéristiques du robot.

Assurez-vous de comprendre comment les robots mobiles s'intégreront dans vos systèmes existants.

Pour la manutention, les AMR auront souvent besoin d'un support spécial pour palettes ou boîtes. L'AMR passe sous le support et soulève la charge par le bas.

Vous avez besoin d'au moins une et peut-être plusieurs stations de charge. Considérez le cas où plusieurs AMR doivent charger en même temps.

Comment trouver le robot mobile idéal pour votre organisation

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