L'avenir des tests :automatisation et robots collaboratifs

Vivek Jaykrishnan, Senior Director, Technology, Digital Engineering &Manufacturing Services, Quality Engineering, Capgemini Group on automation &robot...

Alors que les organisations industrielles cherchent à adopter pleinement la transformation numérique et la mise en œuvre d'analyses basées sur les données tout au long de la chaîne de valeur industrielle, une tendance majeure est apparue :l'application de robots dans les tests d'appareils.

Alors que les fabricants se précipitent vers la numérisation pour limiter l'impact du COVID-19 sur les chaînes d'approvisionnement mondiales, certaines sources ont même affirmé que la pandémie pourrait entraîner une accélération de 75,7 % de l'adoption des robots dans l'industrie manufacturière.

La transformation numérique dans la fabrication dépend des robots collaboratifs (cobots), mais leur introduction dans les tests est une tâche spécialisée qui nécessite une compréhension du domaine des robots ainsi que des processus de vérification et de validation.

Pourquoi automatiser ?

Le processus de test dans la fabrication peut être multiforme, nécessitant de nombreuses actions à effectuer simultanément pour générer les données requises. À mesure que le nombre d'actions augmente, la complexité de la tâche augmente également. Cela peut entraîner des difficultés à maintenir le rythme et la précision des tests tout en les faisant manuellement. Cela a un effet d'entraînement sur la productivité et, en fin de compte, sur le résultat net.

L'adoption de technologies telles que la robotique peut considérablement améliorer l'efficacité et la fiabilité des tests de produits et de systèmes. Et, en automatisant certaines fonctions, plus de temps est accordé aux opérateurs humains pour interpréter et analyser les résultats.

La nouvelle ère de la robotique :les cobots

Les robots ne sont pas de taille unique. Plusieurs types peuvent être envisagés pour les applications commerciales, avec des capacités adaptées à des tâches extrêmement différentes. Ceux-ci sont généralement classés comme :-

• Robots de service :robots assistant les humains dans diverses tâches de routine. Généralement, ceux-ci ont une portée définie et des fonctionnalités dédiées telles que l'emballage, l'inspection ou un assistant à domicile.
• Robots personnalisés :conceptions mécatroniques spécifiques destinées à accomplir des tâches dédiées, telles que les systèmes push/pull.
• Robots industriels :robots de service spécialisés plus rapides, axés sur les performances et pouvant être utilisés en tant qu'unités autonomes ou en cluster, comme une chaîne de fabrication.
• Robots collaboratifs (cobots) :robots plus petits, capables de travailler dans un environnement collaboratif aux côtés d'opérateurs humains.

Avec plusieurs options de robots disponibles, cela soulève la question :lequel choisir pour tester les appareils ? La nature hautement spécialisée du service des robots personnalisés signifie qu'ils n'ont pas la flexibilité requise pour les environnements de test. De même, les robots industriels sont mieux adaptés aux tâches bien au-delà des capacités humaines.

Les cobots sont donc le choix évident. Ils offrent une foule d'avantages qui les rendent idéaux pour travailler aux côtés d'opérateurs humains - ils sont légers, de petite taille et économes en énergie. Par définition, ils sont collaboratifs, activés par des mécanismes de construction et opérationnels pour se qualifier comme un compagnon sûr pour le co-travail dans le même temps et dans le même espace que les opérateurs humains. Les caractéristiques de sécurité inhérentes, telles que les limitations de leur vitesse et de leur force ou les limites de sécurité virtuelles, les rendent toutes idéales pour une configuration en laboratoire. En comparaison, d'autres formes de robots ne comportent pas de telles précautions, ce qui signifie qu'ils pourraient constituer une menace pour la sécurité des opérateurs humains et d'autres équipements.

La feuille de route de la cobotisation

Les cobots sont améliorés avec des capacités visuelles, sonores et de capteurs pour effectuer des tests de bout en bout à partir de l'actionnement, leur offrant un large éventail d'applications dans les processus de test :-

• Tests fonctionnels :test des fonctionnalités physiques, basées sur l'action, d'un appareil ou d'un module
• Tests de performances :tests cohérents et rigoureux des entrées et des réponses de l'appareil
• Tests utilisateur :imitation du nombre maximum d'actions utilisateur possibles pour couvrir la fonctionnalité de l'appareil sous test (DUT)
• Tests système :tests dans un environnement difficile ou dangereux pour l'utilisation finale
• Tests assistés :robot aidant les humains à effectuer des tâches répétitives, afin que les humains puissent se concentrer sur l'évolution des tests

Les cobots sont déjà utilisés dans certaines industries. En Allemagne, des scientifiques travaillant pour Fraunhofer IPA ont développé un cobot mobile pour Bosch qui teste l'endurance d'appareils électroménagers comme les lave-vaisselle, les chargeant et les déchargeant à plusieurs reprises jusqu'à ce qu'ils s'usent. Les employés sont soulagés d'une tâche hautement répétitive et peuvent compter sur un fonctionnement standardisé et contrôlé 24 heures sur 24 - en retour, ils peuvent canaliser leurs propres ressources vers des tâches plus nuancées.

Pendant ce temps, l'équipementier espagnol de l'industrie automobile Continental utilise des cobots pour améliorer ses lignes de production. En 2016, la société a introduit de nombreux robots collaboratifs pour automatiser la fabrication et la manipulation des cartes de circuits imprimés. Cela a permis de réduire les temps de changement de 50 %, passant de 40 lorsqu'ils sont effectués manuellement à 20 minutes, ce qui permet de mieux utiliser ce temps ailleurs.

Les organisations doivent tenir compte de plusieurs facteurs avant d'implémenter des cobots dans les processus de test. Le premier est le grand choix de modèles - une compréhension approfondie de l'appareil soumis aux conditions de test est nécessaire pour sélectionner le type de robot, les capteurs et l'effecteur (main ou doigt du robot) qui seront nécessaires pendant les tests.

Une fois la sélection effectuée, les employés doivent être correctement formés pour comprendre comment utiliser le cobot. Ensuite, les organisations doivent tester l'opération - tester le calendrier et l'efficacité de la vérification. Sans essais ou formation appropriés, il existe un risque potentiel pour la sécurité du personnel ou des retards de production, car le personnel ne peut pas utiliser correctement l'équipement. De plus, sans tester réellement le processus, il n'y a aucun moyen de savoir s'il fonctionne correctement - il n'y a aucune possibilité de réévaluer les conceptions ou de recalibrer et personnaliser si nécessaire.

Une fois ces étapes effectuées, ce n'est qu'alors que le déploiement en production doit commencer. Cependant, il ne s'agit pas d'une évaluation ponctuelle :les entreprises doivent poursuivre l'analyse de l'évolutivité et la surveillance de la valeur, en élaborant une stratégie de mise à niveau et de maintenance en cas de problème imprévu.

Un bel avenir pour les cobots

De nombreuses utilisations des cobots dans les tests d'appareils de bout en bout ont déjà été découvertes, mais à mesure que la technologie progresse, nous pouvons nous attendre à ce que ces utilisations continuent de se développer. Le potentiel des cobots pour contribuer à la transformation numérique est énorme, en particulier dans des secteurs tels que l'aérospatiale, la santé, l'automatisation industrielle et les produits de consommation, la vente au détail et la distribution (CPRD).

De par leur conception, les cobots encouragent une collaboration plus étroite avec les humains, il ne s'agit donc pas seulement de retirer certaines tâches des mains des employés - il s'agit de considérer comment le temps des employés peut être libéré pour créer plus de valeur dans la chaîne industrielle tout en maximisant l'automatisation, la durabilité et en maintenant un environnement de test collaboratif sûr.

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