Les robots MetraLabs prêts à transformer les chaînes d'approvisionnement automobiles à l'ère de l'IA

Le cofondateur Johannes Trabert, qui vit une vie poétique en forêt de Thuringe, dit que l'avenir sera centré sur « le partage intelligent du travail » entre humains et robots.

ILMENAU, Allemagne — La voix de Johannes Trabert porte le repos alors qu'il fonce devant le chantier du dernier institut Fraunhofer (planté au milieu de reliques de l'industrie est-allemande) dans sa Škoda et récite le Chant du voyageur II, le poème que Goethe a gravé sur un mur en bois d'un refuge au sommet du Kickelhahn voisin en 1780 :

Sur tous les sommets
Est la paix,
Dans toutes les cimes
Tu sens
À peine un souffle;
Les petits oiseaux se taisent dans les bois.
Attends seulement, bientôt
Tu te reposeras aussi.

Trabert interprète le poème comme « prends du repos, calme-toi et repense tes priorités dans la vie. »

C'est ce qu'il a fait quand une entreprise californienne est venue solliciter son expertise en robotique et automatisation. Il a choisi de ne pas s'éloigner de la vie satisfaisante qu'il a construite ici en forêt de Thuringe depuis que lui et tous les Allemands vivant derrière le rideau de fer ont été libérés en 1990.

Cette vie inclut la fondation de MetraLabs avec trois amis du lycée (pendant leurs études, en 2001), le mariage avec une femme qui travaille aussi dans la fabrication, l'éducation de jumeaux, et l'aide à des entreprises comme le fabricant de puces allemand Infineon pour améliorer considérablement leurs opérations.

Cette vie inclut aussi la reconnaissance de la contribution de MetraLabs à la modernisation de la fabrication — pas seulement en Allemagne mais aussi en République tchèque, France, Grande-Bretagne, Singapour et aux États-Unis : le brillant nouvel institut de recherche gouvernemental à quelques blocs de son bureau inclura un laboratoire d'innovation en robots mobiles partagé par Fraunhofer et MetraLabs.

Des gains de temps considérables

Infineon est un exemple premier de l'influence de MetraLabs.

Le fournisseur automobile devait parfois jeter la production quotidienne car les paramètres environnementaux n'étaient pas respectés — une découverte faite après des heures de collecte d'échantillons de qualité d'air. C'était en utilisant une ressource humaine.

Depuis 2010, cependant, il utilise Scout, un robot autonome MetraLabs qui a réduit de 300 à 10 le nombre de minutes nécessaires pour collecter les données nécessaires sur la présence de gaz rares dans l'air.

Avec 18 employés, MetraLabs fabrique des robots que les fabricants utilisent couramment pour l'inventaire autonome impliquant des transpondeurs RFID. « C'est aussi quelque chose qu'on utilise dans les ateliers, les ateliers d'usinage et les petites usines — où le robot fait l'inventaire d'outils coûteux, par exemple », dit Trabert.

Outre Scout, pour les applications en salle blanche, MetraLabs fabrique le robot Scitos X3, qu'il adapte pour les marchandises qu'un fabricant veut transporter.

Infineon utilise aussi un robot MetraLabs pour transporter des wafers, masques et outils à l'intérieur de l'usine. « Dans ce cas, le robot met automatiquement les outils qu'il livre dans la machine », dit Trabert.

L'objectif principal est de sortir le facteur humain de la salle blanche, dit-il, « parce que les gens sont la source de contamination pour toutes sortes de problèmes en salle blanche. »

Collaboration avec le laboratoire universitaire, Fabmatics, clé

MetraLabs réussit en partie grâce à ses 15 ans de recherche académique conjointe avec le NIKR LAB — le laboratoire de neuroinformatique et robotique cognitive à l'Université technique d'Ilmenau. Le laboratoire, dirigé par Horst-Michael Gross, développe et fait progresser les méthodes théoriques pour l'interaction entre humains et robots mobiles.

Important aussi est la collaboration de MetraLabs avec Fabmatics. Cette entreprise de Dresde (Allemagne) se spécialise dans l'automatisation des flux de matière et des processus de manutention dans les usines de fabrication de semi-conducteurs. « Notre produit s'intégrait bien dans leur "catalogue" d'outils », dit Trabert, notant que le duo a mis en œuvre une installation chez un fabricant de puces aux États-Unis qu'il n'est pas libre de nommer.

Certes, les produits de MetraLabs ne se limitent pas aux applications en salle blanche.

Les robots de la firme sont aussi utilisés chez des fournisseurs automobiles en Allemagne. « C'est une version plus grande d'un Scitos X3 », dit-il. « Ce robot apporte et reprend des équipements intérieurs de voiture plus gros et plus lourds d'une machine à une autre. C'est comme un convoyeur fragmenté, ou un type individuel de convoyeur : le convoyeur est remplacé par plusieurs robots qui portent une certaine pièce, qui est construite, étape par étape, d'une station de travail à une autre. »

Ces robots voient et interagissent avec les gens.

« Parfois ils ont des robots avec un écran tactile, pour que vous puissiez recueillir des informations. Ou ils attendent juste que vous partiez. Ou ils contournent vous. Cela dépend de ce que le client aime », dit Trabert.

Les robots de la firme n'ont besoin que de la destination

Les robots MetraLabs sont équipés d'un système de localisation intérieur similaire au GPS, permettant aux propriétaires de régler les machines pour « utiliser les capacités autonomes et simplement contourner les obstacles », dit-il. « En fait, nous n'avons pas besoin d'un certain itinéraire ; nous avons juste besoin d'une destination. »

L'aspect autonome des robots inclut un fonctionnement 24/7 — sans pauses pour le déjeuner, le dîner ou le sommeil.

Les robots MetraLabs capturent les données numériquement et de manière autonome.

« La grande question aujourd'hui est comment exploiter les Big Data — et comment accéder à la grosse pile de données nécessaire pour déduire certains modèles et utiliser les données », dit Trabert. « Par conséquent, nous développons de plus en plus de robots qui font un certain type de surveillance. »

MetraLabs s'est d'abord spécialisé dans un robot qui se déplaçait en vérifiant la qualité de l'air. Plus tard, l'entreprise a développé des robots pour l'inventaire basé sur RFID. Maintenant, la firme fabrique des robots équipés de caméras et de traitement d'image — des attributs qui aident les fabricants à « suivre ce que vous utilisez, combien vous en utilisez et quand vous devez recharger une certaine boîte avec un certain type d'outil, par exemple », dit-il.

Les clients ont dit à Trabert qu'avant d'utiliser un robot, « ils avaient des cas où un outil vraiment cher était juste caché dans un tiroir d'une table et un neuf a été acheté », dit Trabert. « L'était là tout le temps » — mais les humains travaillant dans l'usine n'ont pas réussi à le détecter.

Les AGV classiques sont la concurrence

PAL Robotics est un concurrent, reconnaît Trabert. « Mais pour les tâches de transport, pour déplacer des marchandises à l'intérieur d'une installation, nos principaux concurrents sont les AGV classiques » (véhicules à guidage automatique).

MetraLabs a un gros avantage sur les AGV classiques car ceux-ci « suivent un certain tracé », dit-il. « Ils ont, par exemple, un câble posé ou intégré dans le sol qu'ils suivent. Ou ils ont une ligne colorée tracée au sol qu'ils suivent. Ou ils ont des réflecteurs qu'ils suivent. C'est un tracé très statique. Il n'y a pas de tolérances. Nos robots, en revanche, sont tolérants vis-à-vis de l'environnement, des obstacles, de ce qui est sur le sol. »

« Vous leur dites leur destination ; ils n'ont pas besoin d'un certain itinéraire », dit Trabert. « Bien sûr, vous pouvez définir des itinéraires. Vous pouvez définir que le robot doit rouler du côté droit s'il s'agit d'un passage. Mais vous n'avez pas besoin de changer l'infrastructure pour utiliser nos robots. Les robots apprennent l'environnement et créent une carte, en utilisant l'intelligence artificielle (IA). Ils peuvent adapter la carte si la disposition de l'installation de production change. Et cette adaptation est semi-automatique, donc il n'y a pas beaucoup d'interaction humaine nécessaire pour s'adapter à un changement de disposition, etc. »

Les robots géreront le travail monotone

L'avenir sera centré sur « le partage intelligent du travail » entre humains et robots, dit-il.

Cela laissera les humains plus satisfaits par le travail qu'ils font, ajoute-t-il. « Les endroits où nos robots sont installés créent des emplois plus attractifs ou améliorent les emplois qui existent pour les humains — parce que les capacités plus humaines sont utilisées de meilleure façon qu'avant : la partie monotone, stupide du travail est alors faite par les robots. »

Dans les endroits où les travailleurs humains ne sont plus aussi nombreux qu'avant, « vous devez en faire le meilleur usage », dit Trabert. « Et ce n'est pas de transporter des marchandises à travers l'installation de production ; c'est de les impliquer dans la production elle-même et la création de valeur, le contrôle qualité et le maintien de tout en marche. »

La Thuringe regorge de perspectives

MetraLabs voit une bonne partie de sa croissance venir de nouveaux clients dans l'industrie des fournisseurs automobiles.

Cela ne peut pas nuire que la Thuringe abrite 640 entreprises automobiles et fournisseurs, dit Arnulf Wulff, VP senior à la Société de développement de l'État de Thuringe. « C'est une chance pour eux d'être très proches du marché » — non seulement parce que la Thuringe est épaisse en fournisseurs automobiles mais aussi parce qu'elle est adjacente aux États de Hesse, Bavière et Bade-Wurtemberg.

Par-dessus cela, l'industrie de l'optique florissante de l'État, qui est liée aux capteurs et à la numérisation de la fabrication, fournit une symbiose qui rend la Thuringe « très forte et attractive », dit-il.

La vague de l'IA est sur nous

Les constructeurs automobiles, qui s'adaptent eux-mêmes à de telles demandes de marché que les véhicules autonomes pour routes et autoroutes, ajoutent des capacités IA pour suivre la concurrence.

« Donc une machine sait : "Dans cinq minutes je vais manquer d'une pièce, et je dois le dire au robot maintenant car il lui faut quatre minutes pour m'apporter les nouvelles pièces" », dit Trabert. « Il y a donc de plus en plus d'intégration d'utilisation intelligente des données, et bien sûr de collecte et d'utilisation des données le long du parcours des robots autonomes. »

Dans quelques mois, Trabert partagera des insights comme celui-ci depuis l'intérieur de la branche technologie des systèmes avancés de Fraunhofer IOSB et du département systèmes de distribution sans fil de Fraunhofer IIS.

« Ce sera la salle de présentation vitrée, brillante, pour nos robots », dit-il, pointant le bâtiment à moitié fini de quatre étages. « C'est un bon contraste avec notre zone de développement, qui est un peu dépassée. Mais elle a du charme, aussi, ja ? »

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Wanderers Nachtlied II

(Écoutez en allemand : www.tinyurl.com/NightsongByGoethe)

Über allen Gipfeln
Ist Ruh,
In allen Wipfeln
Spürest du
Kaum einen Hauch;
Die Vögelein schweigen im Walde.
Warte nur, balde
Ruhest du auch.