Automatisation dans la fabrication : le futur est 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 transformatrices nécessaires pour faire tout cela arriver sont déjà là, poussées par la demande provenant du secteur manufacturier lui-même. Ces technologies offrent un aperçu alléchant de l'avenir de l'automatisation de la fabrication.

La perspective de la fabrication

Le secteur manufacturier fait face à une crise de main-d'œuvre qualifiée et non qualifiée qui est appelée à se poursuivre bien dans le futur. Le fossé des compétences manufacturières aux États-Unis seul pourrait voir jusqu'à 2,1 millions d'emplois non pourvus d'ici 2030 à un coût de 1 billion USD pour l'économie nationale, selon une étude récente de Deloitte et du Manufacturing Institute.

C'est un motif qui se répète dans le monde entier et qui stimule la croissance de l'adoption de l'automatisation. Un rapport séparé Deloitte Global Resilience Report 2021 a révélé que 57 % des répondants manufacturiers ont déjà utilisé des technologies avancées pour redessiner les tâches professionnelles, y compris l'automatisation de tâches précédemment manuelles.

En même temps, les fabricants font face à une demande croissante pour leurs produits, stimulée par un secteur e-commerce en plein essor. Et en plus de tout cela, les demandes des clients changent. 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 redéployer. La tendance connexe vers la production high-mix/low-volume est déjà là et est également appelée à croître dans le futur.

Les fabricants auront besoin de plus d'automatisation à l'avenir. C'est un fait. Mais comme nous le verrons, ils auront de plus en plus besoin d'automatisation avec des caractéristiques spécifiques ; à savoir, une automatisation qui est haute sur l'utilisabilité, 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 la mieux adaptée à la production low-mix/high-volume, nécessite des experts coûteux pour programmer, et a une grande empreinte. Elle nécessite également une garde de sécurité extensive et des clôtures pour protéger les travailleurs humains.

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

Caractérisés par la facilité d'utilisation, un faible investissement en capital, une petite empreinte, la flexibilité et une opérabilité sûre autour des humains, l'émergence des cobots et des robots industriels légers au cours des 15 dernières années permet aux entreprises de petite et moyenne taille (PME) de bénéficier de l'automatisation pour la première fois. Cela a également montré aux entreprises d'automatisation de tous types l'importance de fournir à leurs clients des solutions qui sont hautes sur la sécurité, l'utilisabilité et la flexibilité.

Avant de plonger dans les caractéristiques clés de l'automatisation de fabrication future — en posant la question « À quel point la technologie actuelle est-elle proche du futur ? » en cours de route — notez que les cobots ne sont pas la solution à tous les problèmes d'automatisation de 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 démolition des barrières autour de l'abordabilité, l'utilisabilité, la sécurité et la flexibilité, l'effet transformateur des cobots se fait sentir à travers tous les types de robots et façonne le paysage de l'automatisation future.

Sécurité

Les technologies actuelles telles que les rideaux lumineux et les capteurs de proximité permettent aux fabricants de rendre presque tout type de cellule automatisée sûre à utiliser autour des humains (soumis à des évaluations de risques). Cela signifie que la sécurité n'est plus la seule prérogative des robots collaboratifs puisqu'elle intègre des déploiements sûrs de cellules de robots industriels traditionnels aussi. En matière de fonctionnement sûr, le futur est déjà là.

Utilisabilité

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

Du côté logiciel, cela signifie des logiciels avec des interfaces intuitives qui peuvent être déployés par des opérateurs avec une formation minimale, économisant 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 composants robotiques. Cela signifie aussi des effecteurs click-on/click-off et la disparition des outillages fixés en place avec 60 petites vis.

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

Dans le futur, ces fonctionnalités seront la règle pour toutes les offres d'automatisation. Et l'un des catalyseurs clés de ce changement sera la standardisation croissante des deux côtés, matériel et logiciel.

Standardisation

Pourquoi les intégrateurs devraient-ils passer du temps à réinventer la roue avec des solutions personnalisées quand ils peuvent acheter des produits standardisés ? L'automatisation standardisée fournit une interopérabilité généralisée entre les composants, est moins chère que la conception de systèmes à partir de zéro, et libère les intégrateurs pour se concentrer sur le déploiement des robots et le lancement des applications.

Aujourd'hui, de plus en plus d'intégrateurs font des offres groupées avec des produits standardisés. Cela signifie des économies de coûts pour les clients manufacturiers sur l'installation et la maintenance. À mesure que la standardisation se propage, cela signifiera aussi qu'un intégrateur qui pouvait installer cinq projets aujourd'hui pourra bientôt en installer 50. L'intégrateur facturera moins par installation, faisant baisser le coût et rendant l'automatisation accessible aux PME à court de liquidités, tout en permettant aux intégrateurs de gagner plus d'argent qu'auparavant.

Les produits standardisés sont disponibles aujourd'hui et il y a des efforts en cours pour développer des standards logiciels et matériels de robotique, mais l'industrie a encore du chemin à faire pour atteindre quelque chose comme une standardisation universelle.

Flexibilité : Le rôle changeant de l'intégrateur

La flexibilité est beaucoup de choses, mais en essence, c'est un ensemble d'outils pour s'assurer que votre production est lean, agile et capable de redéployer et de changer rapidement.

Le futur de l'automatisation de fabrication signifie une automatisation flexible conçue pour répondre aux demandes de personnalisation des clients des entreprises manufacturières. Cela signifie aussi des configurations de production flexibles, 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 capacité de contrôler les déploiements eux-mêmes, y compris la plupart de la maintenance et de la programmation, est valorisant pour l'utilisateur final. Et l'automatisation avance rapidement dans cette direction. À mesure que les utilisateurs finaux deviennent plus autonomes grâce à une utilisabilité croissante, le rôle des intégrateurs changera aussi. 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, mostly single-purpose, restent le plus grand segment du marché de la robotique industrielle d'aujourd'hui. Donc, malgré quelques exceptions — trouvées particulièrement dans les segments en croissance rapide des cobots et robots industriels légers — l'industrie a encore du chemin à faire quand il s'agit de fournir la flexibilité que les fabricants exigent.

Dans le futur, cependant, à mesure que plus d'entreprises embrassent la flexibilité dans leurs conceptions de robots et composants robotiques, les fabricants pourront (re)déployer l'automatisation rapidement et facilement comme une routine.

Intelligence croissante

Attendez-vous à voir plus de fonctionnalités d'intelligence artificielle (IA) incorporées dans toute la ligne de production, y compris dans chaque robot et effecteur final. L'IA est un activateur crucial des processus de collecte et d'analyse de données qui soutiennent l'Industrie 4.0.

L'IA peut déjà être utilisée pour fournir des capacités de surveillance à distance en offrant de la transparence sur les problèmes qui surviennent quand, pour quelque raison que ce soit, votre robot ne fonctionne pas ou ne fonctionne pas au niveau d'efficacité requis pour votre application. Dans le futur, cette transparence sera un composant standard de chaque installation. Attendez-vous à des applications de surveillance à distance soutenues par l'IA, par exemple, de devenir standard dans les prochaines années, avec une croissance massive des applications de maintenance à distance activées par l'IA et d'inspection basée sur la vision.

Finalement, la programmation sera effectuée par des plateformes IA construites sur une interface logicielle universelle utilisée dans tous les robots.

Automatisation-en-tant-que-Service

Alors que le modèle d'affaires « As-a-Service » se développe, 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 de simples applications smartphone de type Uber pour commander les technologies nécessaires pour automatiser des parties spécifiques du processus de production. La capacité de payer l'automatisation à un taux par pièce produite, par exemple, élimine l'investissement initial en capital, permet une gestion des coûts plus efficace et élimine une autre barrière à l'adoption de l'automatisation. Attendez-vous à voir une hausse massive des offres As-a-Service dans les années à venir — une tendance qui renforcera encore les PME pour adopter des solutions d'automatisation.

Le futur de l'automatisation dans le secteur manufacturier est-il déjà là ? Oui et non. Nous en apercevons un aperçu dans l'émergence des cobots, des bras de robots industriels légers, et dans certaines offres d'effecteurs finaux et d'outillage de bout de bras. Dans d'autres aspects, un effort considérable sera requis de la part du secteur de l'automatisation pour transformer la promesse de l'automatisation future en réalité, particulièrement en ce qui concerne les efforts de standardisation. Une chose est certaine : la synergie entre les secteurs manufacturier et automatisation s'intensifiera, stimulant les avancées technologiques du second et une productivité améliorée et des profits accrus pour le premier.

Cet article a été écrit par Kristian Hulgard, Directeur Général, Division Amériques chez OnRobot, Irving, TX. Pour plus d'informations, visitez ici .