Robotique : table ronde d'experts sur les tendances de l'automatisation

Alors que les usines s'automatisent davantage, les robots jouent un rôle croissant. Si les robots collaboratifs et autres systèmes robotiques aident les travailleurs, de nombreuses questions subsistent sur le coût, la sécurité et d'autres facteurs. Motion Design a posé certaines de ces questions à un panel de leaders de l'industrie robotique.

Le panel d'experts

• Dr Frank Melzer, Directeur technique chez Festo SE
• Scott Summerville, Président et CEO de Mitsubishi Electric Automation
• Mark Sadie, Vice-président Marketing chez Omron Automation Americas
• Enrico Krog Iversen, CEO d'OnRobot
• Jim Lawton, Vice-président Gestion de produit et Marketing chez Universal Robots

Évolution et barrières des robots collaboratifs (cobots)

Motion Design : Les cobots, initialement conçus pour assister les tâches d'assemblage, ont désormais de multiples applications. Bien que perçus comme des assistants bienveillants, ils présentent des dangers inhérents. Comment ont-ils été améliorés et quels aspects freinent encore leur plein potentiel ?

Dr Frank Melzer : Les fonctions de vitesse limitée en sécurité, limitation de force et définition d'espaces de travail sûrs sont désormais standard sur presque tous les cobots. La norme ISO/TS 15066 et la nécessité de spécifier chaque application selon les aspects de sécurité restent les facteurs limitants pour une adoption plus large.

Jim Lawton : Les cobots ne se limitent plus à l'assemblage et se sont prouvés dans de nombreuses applications. Contrairement aux robots traditionnels à grande emprise, les cobots sont peu coûteux, faciles à déployer, compacts et sûrs à proximité des humains. Aucune machine n'est intrinsèquement sûre en toutes situations : même un minuscule robot tenant une aiguille hypodermique avec un poison mortel présente un risque dû à l'application, pas au robot. Seule l'application d'un cobot peut être jugée sûre ou non.

Enrico Krog Iversen : Les cobots s'améliorent à un rythme phénoménal : charges utiles accrues, répétabilité améliorée, et un vaste écosystème de développeurs tiers de composants et outils a émergé. Tout cela sans sacrifier les fonctions de sécurité permettant le déploiement près des humains.

Scott Summerville : Comme tous les robots, les cobots ont subi améliorations et raffinements. Les barrières incluent leur vitesse de fonctionnement réduite près des humains et une répétabilité souvent inférieure aux robots industriels standards, limitant leurs usages. Les systèmes à cobots sont souvent conçus par des utilisateurs novices ; beaucoup d'installations infructueuses ne viennent pas des limites du cobot mais de l'inexpérience de l'architecte système.

Mark Sadie : Les cobots offrent actuellement une sécurité sur la force et la vitesse du bras, permettant une collaboration homme-machine rapprochée. Des opportunités existent pour qu'ils comprennent la sécurité requise par la tâche et les outils utilisés. Des axes d'amélioration incluent les outils de bout de bras certifiés sécurité (pinces).

Impact de l'IIoT sur l'intelligence et la connectivité des robots

Motion Design : Comment l'Internet industriel des objets (IIoT) a-t-il influencé l'intelligence des robots et leur connexion entre eux et avec les opérateurs ?

Summerville : Les robots ont toujours su communiquer entre eux, avec les opérateurs et appareils externes ; cette connectivité n'est pas nouvelle. L'IIoT la rend plus rapide et plus facile à configurer ; cependant, la plupart des fabricants ne veulent pas que leurs données transitent par Internet. Si l'IIoT concerne davantage les données, les systèmes hôtes en usine sont désormais programmés pour utiliser ces données afin de prendre des décisions significatives et d'alerter les opérateurs de problèmes potentiels avant qu'ils n'affectent la production. Cela a justifié le développement d'analytiques de données supplémentaires pour la maintenance préventive.

Sadie : L'IIoT a permis aux robots d'étendre leur valeur première : l'automatisation flexible. Les robots intelligents s'intègrent aux systèmes de l'atelier et aux systèmes informatiques d'entreprise, ainsi qu'aux changements de commandes, produits, outillages et configurations. La vision robotique intégrée renforce cette capacité pour maintenir la localisation précise des machines, outillages et pièces qui bougent d'un travail à l'autre.

Melzer : Les robots connectés sont peut-être le développement le plus pertinent pour surmonter les limites de l'ISO/TS 15066. Les wearables connectés, par exemple, peuvent faciliter l'échange d'informations entre cobots et opérateurs ; ils peuvent détecter l'intention du prochain mouvement de l'opérateur plus commodément et peut-être aussi précisément ou plus que n'importe quel scanner laser ou système de caméra externe.

Lawton : L'IIoT apporte des niveaux de granularité sans précédent aux déploiements d'automatisation, permettant aux utilisateurs d'obtenir des informations détaillées sur les performances de leurs robots. Par exemple, les dispositifs de surveillance à distance (edge) permettent de surveiller et programmer les cobots à distance, ce qui est particulièrement précieux avec la COVID-19, les directives de télétravail, la distanciation sociale et l'absentéisme.

Coût : accessibilité pour les PME ?

Motion Design : Le coût a-t-il atteint un point où la robotique devient accessible aux petits et moyens fabricants ?

Melzer : La robotique traditionnelle était soutenue principalement par l'automobile, adaptée à ses besoins. En envisageant une robotique plus petite et légère, les concepteurs ont réalisé que les cobots pouvaient servir pour des millions de tâches d'assemblage encore faites par des humains. Les ventes de cobots pour l'assemblage ont fait baisser les coûts à un niveau où les PME ont commencé à les adopter. Outre la réduction des coûts, la facilité d'utilisation favorise l'adoption par les PME.

Sadie : Absolument. Autrefois, une cellule d'automatisation robotique rapide coûtait facilement six chiffres. Aujourd'hui, les cellules à cobots coûtent substantiellement moins, offrant un excellent retour sur investissement. Les robots mobiles collaboratifs peuvent être déplacés vers différentes applications selon les besoins, ajoutant de la valeur dans la fabrication flexible.

Summerville : Oui, le coût d'achat a baissé alors que les capacités et les volumes augmentaient, impactant positivement le ROI. Les robots sont aussi plus durables qu'avant, améliorant encore le ROI. Les cobots ont généralement des environnements de programmation par icônes, faciles pour les nouveaux utilisateurs, réduisant les temps de construction et de reprogrammation. Moins d'équipements de sécurité (clôtures, rideaux lumineux) sont nécessaires, réduisant coût et complexité de la cellule.

Lawton : En plus d'un faible coût d'entrée, les cobots sont faciles à programmer, même par des personnes sans expérience robotique. Cela réduit encore les coûts d'adoption en éliminant le besoin d'experts robotiques à chaque reprogrammation.

Iversen : Il n'a jamais été aussi facile pour les PME d'adopter l'automatisation rapidement et à moindre coût. Un rapport récent de la Fédération internationale de robotique révèle une croissance de 11 % des installations de cobots en 2019. Le faible coût d'entrée et la facilité d'utilisation sont deux facteurs moteurs de cette croissance spectaculaire.

Effecteurs de bout de bras : vers une connectivité universelle ?

Motion Design : Des avancées dans les effecteurs offrent plus de dextérité et flexibilité, mais beaucoup d'outils de préhension n'ont pas de connectivité universelle. Que faut-il faire pour que n'importe quel effecteur puisse se connecter à n'importe quel robot ?

Iversen : Garantir qu'« un effecteur quelconque puisse se connecter à n'importe quel robot » est un grand défi, surtout avec de nouveaux robots et effecteurs arrivant chaque année, certains verrouillés dans des logiciels, matériels et interfaces de communication propriétaires.

Sadie : Comme pour d'autres produits d'automatisation, la technologie des effecteurs devra évoluer pour supporter les réseaux d'automatisation et fournir un fichier à charger dans le contrôleur du robot pour des commandes d'interface universelles. Aujourd'hui, de nombreux effecteurs ont des pilotes clients et une intégration logicielle dans des robots spécifiques, avec des avantages qu'on ne veut pas perdre en poursuivant la connectivité universelle.

Melzer : Le succès futur des cobots dépend principalement de la flexibilité des outils de bout de bras (EOAT) ; cela doit être une priorité des comités de normalisation nationaux et internationaux. Une interface EOAT standardisée est une perspective séduisante, mais elle doit accommoder bien plus que quelques fonctions de préhension. Cette complexité rend la standardisation ambitieuse et difficile.

Summerville : L'absence d'interfaces mécaniques et de contrôle communes a toujours freiné l'implémentation des robots et augmenté le coût des solutions totales. Je ne vois pas les fabricants de robots s'accorder sur des interfaces communes de sitôt ; cependant, ils sont intéressés à ce que le plus grand nombre d'entreprises d'interfaces mécaniques adaptent leurs produits à leurs robots. Ce sera probablement la voie pour la compatibilité dans un avenir prévisible.

Lawton : Vu l'énorme variété de robots, effecteurs, et interfaces matérielles/logicielles selon les marques, il est improbable d'avoir « n'importe quel effecteur sur n'importe quel robot », du moins à court terme.

Robots mobiles autonomes (AMR) : applications post-COVID

Motion Design : Avec la COVID-19, les AMR sont devenus utiles dans les hôpitaux et la livraison de repas, permettant le transport en distanciation sociale. Quelles autres applications voyez-vous pour les robots mobiles dans un futur proche ?

Sadie : C'est excitant de voir les solutions créatives qu'exige un environnement post-COVID. Les possibilités sont infinies pour les applications futures et combiner la technologie mobile autonome avec les robots collaboratifs augmente le potentiel dans de nombreux marchés : fabrication, sécurité, hôtellerie, logistique, applications commerciales.

Summerville : Alors que les capacités des AMR augmentent, les systèmes intégrant robots et AMR deviennent lentement plus rentables et plus faciles à implémenter. L'utilisation de robots fixes a aussi augmenté à cause de la pandémie, notamment pour distancier les travailleurs, assembleurs, emballeurs, inspecteurs dans les usines, particulièrement dans l'agroalimentaire, l'électronique, les dispositifs médicaux et la fabrication générale.

Melzer : La robotique de service est un domaine où les expériences de la pandémie ont stimulé la prise de conscience que de nouvelles capacités de cobots sont nécessaires et seront accueillies par de nombreuses applications. Soins personnels, logistique interne, entreposage sont notables pour leur besoin d'AMR.

Lawton : La COVID-19 a créé un regain d'intérêt pour l'automatisation en général, mais surtout pour les robots collaboratifs et les plateformes mobiles. Combinées pour créer un cobot mobile, les applications potentielles des deux technologies augmentent exponentiellement. Nous avons vu des cobots mobiles déployés pour la désinfection dans les hôpitaux et même pour des applications de test COVID-19.

Pour plus d'informations

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