Révolutionner la fabrication automobile : l'automatisation et les cobots redéfinissent la chaîne de montage

Le salon mondial leader pour l'automatisation et la robotique intelligentes, automatica, se tiendra à Munich du 16 au 19 juin.

L'un des principaux axes de l'événement sera de rendre la production automobile plus flexible.

De nombreux exposants présenteront des alternatives à la production en ligne de montage conventionnelle avec la technologie de convoyage stationnaire, par exemple les systèmes de transport sans conducteur et, bien sûr, les cobots pour les applications de collaboration homme-robot.

L'industrie automobile subit des changements substantiels. La discussion sur la technologie d'entraînement du futur bat son plein. Certains fabricants misent sur l'électromobilité, tandis que d'autres sont plus enclins à l'utiliser comme technologie de transition.

Dans le même temps, les véhicules à combustion semblent plus durables, du moins pour le moment, que prévu auparavant.

De plus, de nouvelles générations de moteurs diesel avec une technologie de filtration hautement efficace ont des émissions significativement plus faibles que leurs prédécesseurs. D'autres alternatives d'entraînement futures sont les carburants synthétiques, l'hydrogène et les piles à combustible.

Comment ce scénario affecte-t-il la production automobile hautement automatisée ? Qu'est-ce que cela signifie pour les fournisseurs de technologies de robotique et d'automatisation ? En d'autres termes, à quoi ressemble la production automobile du futur ?

La diversité des technologies d'entraînement et l'incertitude qui en résulte rendent difficile pour les constructeurs automobiles de répondre à ces questions.

Mais une chose est certaine : sans des solutions d'automatisation hautement flexibles et numériquement connectées, les défis du futur ne pourront pas être relevés.

Des solutions durables, compatibles Industrie 4.0, sont demandées pour soutenir les constructeurs automobiles, les fournisseurs de rang 1 et les fournisseurs de systèmes dans le monde entier dans la mise en œuvre de structures de fabrication de pointe.

Élimination de la technologie de convoyage stationnaire

automatica, le salon leader de la technologie d'automatisation, montre les technologies adaptées à cet effet. Beaucoup de ces solutions ont en commun l'élimination de la technologie de convoyage stationnaire.

Cela signifie un véritable changement de paradigme, car la chaîne de montage a dominé la fabrication automobile pendant plus de cent ans.

Aujourd'hui, les constructeurs automobiles et les planificateurs d'usines recherchent des alternatives à cette technologie hautement efficace mais aussi inflexible.

Les premiers pas ont déjà été faits il y a des ans dans la construction de carrosseries. Les robots utilisés là-bas ne se contentent pas de souder, riveter et coller, mais ils maintiennent et transportent également les carrosseries pendant que leurs « collègues » machines les traitent.

L'un des effets secondaires positifs : lors du changement de modèle, il n'est pas nécessaire de mettre au rebut des lignes de production entières, mais seulement de reprogrammer les robots.

Nouvelle ère pas seulement dans la production automobile

Ce principe peut maintenant également être appliqué à l'assemblage final. Porsche le démontre avec sa nouvelle usine de production de la Taycan à Zuffenhausen.

Selon Albrecht Reimold, responsable de la production chez l'entreprise, la chaîne de montage y a été virtuellement abolie. À la place, les véhicules se déplacent dans la production sur des systèmes de transport sans conducteur, également appelés véhicules à guidage automatique (AGV), et sont ainsi complétés étape par étape.

Cela augmente considérablement la flexibilité. La vitesse des AGV est tout aussi variable que le temps qu'ils passent aux postes d'assemblage ; en théorie, les véhicules n'ont pas tous à emprunter le même chemin à travers la production. De plus, plusieurs modèles ou dérivés peuvent être produits sans problème sur une seule et même ligne.

Le spectre complet de l'automatisation flexible

Cela montre que la flexibilité est l'atout maître – et cela n'est pas seulement vrai pour la production automobile.

Markus Uellendahl, associé senior en conseil en gestion chez Porsche Consulting, déclare : « Nous verrons également un départ des lignes de production automatisées traditionnelles dans d'autres secteurs industriels.

« Dans l'Usine Intelligente du futur proche, des systèmes de transport flexibles tels que les AGV faciliteront l'adaptation des processus de production et de logistique.

« Dans la forme d'implémentation la plus cohérente, les produits fabriqués automatiquement contrôlent les stations d'assemblage actuellement disponibles sur des systèmes de transport autonomes. Les algorithmes et l'intelligence artificielle soutiennent la planification et rendent la prise de décision plus efficace. »

Selon Uellendahl, la convertibilité accrue de l'usine intelligente réduit encore les investissements ultérieurs.

Les entreprises qui poursuivent stratégiquement cet objectif peuvent activement tirer parti des changements de produits et de processus pour obtenir un avantage concurrentiel ainsi que s'adapter plus rapidement aux exigences changeantes du marché et aux conditions générales.

À automatica, de nombreux fournisseurs montreront comment une production intelligente, numériquement connectée, peut être mise en œuvre.

En plus des robots, les systèmes de vision industrielle, les pinces et les unités de positionnement, les capteurs et les contrôles électroniques jouent également un rôle central dans ce contexte.

Le salon offre une opportunité unique d'examiner tous ces groupes de produits de manière ciblée.

Les cobots placent les travailleurs au centre de la scène

De plus, on peut observer un autre développement à automatica : les concepts d'automatisation modernes ne se passent pas de travailleurs, mais les placent au centre de la scène.

Les exosquelettes et les cobots soulageront physiquement les employés. Le plus grand saut de développement est attendu dans le domaine des cobots. Les fabricants de robots établis ont déjà présenté des solutions révolutionnaires à automatica 2018 et de nombreux autres développements seront montrés en 2020.

Par exemple, le fabricant japonais de robots Fanuc présentera un cobot entièrement nouveau à Munich.

Des solutions HRC tournées vers l'avenir peuvent également être attendues de Universal Robots, Kuka, Yaskawa, ABB, Stäubli et de nombreux autres exposants.

Les visiteurs peuvent également se réjouir particulièrement des divers nouveaux exposants tels que Han's Robot, Hanwha Precision Machinery, Techman Robot, Convertible Robots et Yuanda Robotics.

Les robots collaboratifs sont depuis longtemps devenus monnaie courante dans la pratique réelle, comme chez Opel à Eisenach : un cobot du fabricant danois Universal Robots visse des compresseurs de climatisation sur des blocs moteurs là-bas.

Juste à côté des employés, sans barrière de sécurité séparatrice, le robot serre trois vis toutes les deux minutes à exactement 22 newton-mètres tandis que ses collègues humains continuent d'effectuer les travaux amont et aval moins stressants.

Autre exemple : Ensemble avec BMW à Dingolfing, Kuka a créé une solution robotique facilitant le travail des employés qui soulèvent des engrenages coniques pesant jusqu'à 5,5 kg et les ajustent dans des transmissions d'essieu avant avec une précision millimétrique.

Auparavant, ils le faisaient manuellement, mais aujourd'hui, le collègue robot sensible LBR iiwa les assiste. Il est suspendu à une structure en acier mince et gère sans capteurs externes, car un système de capteur de couple articulaire est actif dans ses sept axes.

Christoph Hock, responsable de la collaboration homme-robot chez Kuka Systems, déclare : « Nous verrons significativement plus de telles applications dans l'industrie automobile à l'avenir.

« En temps de nombre croissant de variantes, c'est un avantage concurrentiel clair de pouvoir adapter la production de manière optimale à l'utilisation de capacité requise, par exemple avec l'aide d'unités HRC flexibles. »

automatica fournira en juin un aperçu complet de la manière dont la nouvelle flexibilité peut être mise en œuvre concrètement – pas seulement dans la production automobile.

Image principale : Le principe de la production automobile flexible sans chaîne de montage peut également être appliqué à d'autres secteurs industriels. Image : Porsche Consulting