Robotique avancée 101

Fabrication Plongées approfondies à l'échelle mondiale dans l'application de la robotique avancée dans l'industrie manufacturière

Par rapport à leurs homologues - la robotique conventionnelle - les capacités de la "robotique avancée" offrent aux fabricants "une perception, une intégrabilité, une adaptabilité et une mobilité supérieures". Ces améliorations permettent une configuration, une mise en service et une reconfiguration plus rapides, ainsi que des opérations plus efficaces et plus stables », explique BCG.

Ainsi, les fabricants qui mettent en œuvre des stratégies d'« usine du futur » et d'« industrie 4.0 » déploient la robotique avancée en tant qu'élément essentiel de l'automatisation avancée. Ceux qui adoptent la robotique avancée bénéficient de structures et de processus d'usine améliorés, augmentant la productivité et la flexibilité dans l'usine et tout au long de la chaîne d'approvisionnement. "L'analyse a révélé que l'utilisation de robots avancés peut réduire les coûts de conversion jusqu'à 15 %, et la combinaison de la robotique avancée avec d'autres technologies, des améliorations de processus et des changements de disposition structurelle peut générer des économies allant jusqu'à 40 %", note BCG.

Qu'est-ce qui rend la technologie robotique "avancée" ?

Le BCG définit l'automatisation avancée comme "l'intelligence décentralisée qui permet aux appareils et aux équipements de prendre des décisions et d'agir de manière autonome, sans intervention humaine". Le BCG ajoute que la technologie se compose de quatre éléments principaux : 

1. Modèles de données holistiques (jumeaux numériques) :fournir une représentation numérique des produits et du système de production. "Les équipements de production (tels que les robots avancés) peuvent accéder aux modèles pour, par exemple, planifier le chemin requis à la volée."

2. Infrastructure en périphérie du cloud : pour déplacer la puissance de calcul et le stockage vers les périphéries du réseau de production, en faisant le pont entre l'informatique et la technologie des opérations. « Cela permet aux producteurs de collecter des données et de les transférer vers des services cloud pour traitement. De plus, cela permet aux processus de l'atelier de s'adapter de manière autonome aux changements environnementaux."
3. Technologies de traitement des données : pour convertir des données de taille, de type et de vitesse variables en informations significatives. "Les progrès récents des technologies de traitement des données permettent aux producteurs d'optimiser en permanence les processus (tels que la planification des trajectoires).
4. Système de contrôle du flux de travail : pour synchroniser toutes les tâches effectuées par des humains ou des équipements. « Une gestion efficace de l'ensemble du flux de travail nécessite la connexion ou l'intégration numérique des machines et des travailleurs humains. Les configurations des systèmes de contrôle des flux de travail sont susceptibles d'évoluer d'architectures centralisées vers des architectures décentralisées. »

Pourquoi les fabricants devraient-ils adopter la robotique avancée ?

La valeur actuelle du marché de la robotique avancée dans le secteur manufacturier s'élevant à 16,6 milliards de dollars US en 2020, qui devrait encore augmenter de 2 milliards de dollars US pour atteindre 18,6 milliards de dollars US en 2021, il est clair que la numérisation des opérations apporte de la valeur aux fabricants mondiaux.

Certains des nombreux avantages qui peuvent être tirés de l'adoption de la robotique avancée dans la fabrication incluent :

• Perception : par rapport à la robotique conventionnelle, les robots avancés exploitent le traitement du langage naturel, la vision par ordinateur et les capteurs pour améliorer l'autonomie, la dextérité et la précision. Par conséquent, la robotique avancée peut effectuer des tâches plus complexes.
• Intégrabilité : avec des architectures orientées services, une connectivité améliorée, un accès à des modèles de données holistiques et des améliorations d'interface et de programmation, la robotique avancée est plus rapide à configurer et nécessite moins de temps pour apprendre à effectuer des tâches.
• Adaptabilité : le traitement avancé des données et les services cloud permettent aux robots avancés d'apprendre et de s'adapter de manière autonome aux environnements pour améliorer le flux de travail.
• Mobilité : exploitant l'apprentissage automatique et la vision par ordinateur, la robotique avancée est capable de se guider de manière autonome dans des environnements.
• Efficacité : en augmentant la robotique avancée dans des tâches complexes, les automatisations flexibles peuvent aider à réduire les temps de changement coûteux et à améliorer l'efficacité.
• Productivité : similaire à l'efficacité, avec une flexibilité accrue et des capacités de résolution de problèmes en temps réel, la robotique avancée peut augmenter la productivité.
• Sécurité : en utilisant des capteurs avancés et une communication à faible latence, la sécurité est considérablement améliorée avec la robotique avancée en raison de leur meilleure compréhension de leurs environnements et de leur capacité à s'adapter et à réagir aux événements.
• Qualité : grâce à l'utilisation du partage de données en réseau, la robotique avancée réduit les silos, ce qui facilite l'identification des problèmes de qualité et la recherche de la cause première.
• Agilité : s'adaptant indépendamment, la robotique avancée permet aux opérations de production d'être plus agiles sans préparation fastidieuse.

Relever les défis de l'adoption

"De mon point de vue, la communication est le principal défi ici─à la fois dans l'atelier et entre l'atelier et les différents systèmes informatiques. Dans l'atelier, la connectivité doit, d'une part, être suffisamment flexible pour correspondre à la flexibilité des robots, mais d'autre part, elle doit être suffisamment stable et sécurisée pour prendre en charge les cas d'utilisation industriels. Les robots du futur tireront des données directement de nombreux systèmes de données différents pour accomplir leurs tâches ; cela impose de nouvelles exigences à la sécurité informatique pour garantir que la connectivité n'est pas ouverte à de nouvelles menaces.

"La connectivité sans fil est la clé de la communication en atelier pour fournir la flexibilité nécessaire, et je vois que la 5G apporte la combinaison parfaite de flexibilité, de stabilité et de sécurité. En ce qui concerne la partie sécurité informatique, je pense qu'il est important de ne pas essayer d'étendre le réseau de bureau existant dans l'usine, mais de construire un réseau séparé optimisé pour les conditions et les besoins de l'usine », a déclaré Sebastian Elmgren, gestionnaire de portefeuille pour Fabrication intelligente chez Ericsson.

La valeur de la robotique avancée et le rôle qu'elle joue dans l'usine connectée du futur

La plupart des fabricants reconnaissant le rôle important que la robotique avancée jouera dans l'usine du futur, de nombreux types de fonctionnalités, notamment l'utilisation à plusieurs vitesses, les applications mobiles et le kit robotique, devraient devenir de plus en plus importants. Selon le BCG, "environ 70 % des personnes interrogées décrivent ces fonctionnalités comme très pertinentes pour leur future production".

Avec le potentiel de transformer les processus d'usine, les fabricants pensent que la robotique avancée sera l'outil nécessaire pour faire face aux complexités croissantes de l'industrie. "La robotique avancée apportera de la flexibilité aux processus automatisés et permettra d'automatiser ce qui ne pouvait pas l'être auparavant, ouvrant la voie à une personnalisation de masse des produits", déclare Sebastian Elmgren, responsable de portefeuille pour la fabrication intelligente chez Ericsson.

Ajoutant à ses commentaires, Elmgren déclare :« Je vois que la robotique avancée ouvrira des usines plus génériques [dans le futur]. Avec le plein potentiel de la robotique de pointe, une usine pourrait presque produire n'importe quel produit. Cela supprimera le besoin d'usines spécifiques aux produits, rapprochant la production des clients et raccourcissant les chaînes logistiques. Cela abaisserait également la barre pour que les nouvelles entreprises commencent à produire leurs produits, permettant d'acheter la production en tant que service plutôt que [de faire] de gros investissements dans des moyens de production dédiés. »

Avec 52 % des fabricants s'attendant à ce que la robotique avancée "devienne l'un des moteurs les plus importants de l'amélioration de la productivité d'ici 2025", les applications actuelles de la technologie se trouvent en grande partie dans la production, la logistique, la qualité et la maintenance . "70 % [des fabricants] s'attendent à ce que la robotique avancée devienne un moteur de productivité très important dans la production et la logistique d'ici 2025. Les participants s'attendent également à voir des gains de productivité significatifs en matière de qualité et de maintenance", a déclaré le BCG.

Meilleures pratiques pour l'avenir de l'adoption de la robotique

Lorsqu'il s'agit d'adopter la robotique avancée dans une organisation, le BCG explique que cela "va au-delà des investissements en capital", l'adoption de la robotique avancée affecte de nombreux aspects du modèle commercial d'une entreprise de fabrication.

« Pour prendre en compte l'ensemble des décisions, une entreprise doit développer une image cible holistique de l'usine du futur. Cette vision devrait englober la mise en œuvre de plusieurs technologies d'automatisation, y compris la robotique avancée », commente le BCG.

Pour aboutir à l'adoption réussie d'une telle technologie, les fabricants doivent non seulement identifier les quantités, la taille des lots, les variations de produits et la disposition et les processus de l'usine, mais aussi prendre en compte le contexte commercial et les implications de la mise en œuvre de cette technologie, créant une mise en œuvre claire et holistique. feuille de route.

Les fabricants doivent également chercher à renforcer les compétences organisationnelles et à concevoir l'architecture du système, ainsi qu'à tester et à collaborer sur des projets pilotes, afin de développer rapidement les solutions réussies au stade pilote.

Démystifier :les trois principales idées reçues sur la robotique avancée 

(Sebastian Elmgren, gestionnaire de portefeuille pour la fabrication intelligente chez Ericsson)

1. L'ajout de la robotique avancée à mes processus existants me procurera tous les avantages.

Non, vous devez trouver de nouvelles façons de travailler pour profiter de tous les avantages.

2. Il ne s'agit que des robots.

Non, vous devez penser à l'ensemble du système.

3. C'est quelque chose pour l'avenir.

Non, la technologie est là aujourd'hui pour commencer à l'utiliser, et vous ne devriez pas attendre.