Équipement d'automatisation personnalisé :comment la robotique transforme la fabrication

Équipement d'automatisation personnalisé :comment la robotique transforme la fabrication

L'automatisation et la robotique sont relativement nouvelles dans l'histoire humaine, mais font désormais partie intégrante de notre fonctionnement quotidien. Des portes automatiques à la robotique chirurgicale, ces technologies inondent presque toutes les industries. Les équipements d'automatisation sont particulièrement intéressants pour l'industrie manufacturière, les nouveaux systèmes offrant des solutions d'automatisation plus complètes. Pour comprendre l'enthousiasme suscité par l'avenir de la robotique dans le secteur manufacturier, vous devez comprendre ce que signifie l'automatisation industrielle, comment elle s'est développée et ce qu'elle offre à la fabrication moderne.

Qu'est-ce que l'automatisation industrielle ?

D.S. Harder, directeur de l'ingénierie chez Ford Motor Company, a inventé le mot "automatisation" en 1946 pour décrire des machines qui accomplissaient des tâches autrefois effectuées par des humains sur la chaîne de production automobile. Le terme a légèrement évolué au fil du temps pour désigner une technologie qui exécute des processus spécifiques et prédéterminés en réponse à des commentaires sans intervention humaine. L'automatisation est souvent confondue avec la mécanisation, qui fait référence au remplacement du travail humain par des machines, bien que l'automatisation accompagne généralement la mécanisation.

Dans l'industrie manufacturière, l'automatisation industrielle fait référence à l'utilisation de systèmes de contrôle informatisés ou robotisés qui complètent les processus dans un environnement de fabrication. Les systèmes de fabrication automatisés fonctionnent à l'intérieur des usines et effectuent des opérations qui incluent la manutention, le traitement, l'assemblage et l'inspection des matériaux. Ces tâches sont expliquées brièvement ci-dessous :

• Manutention : Ces tâches sont relativement simples, impliquant un robot déplaçant du matériel d'un endroit à un autre. Cela peut inclure le chargement et le déchargement de la machine, le transfert de la bande transporteuse, l'agencement des matériaux, etc.
• Traitement : Comme son nom l'indique, cette tâche implique qu'un robot exécute un processus prédéterminé pour modifier une pièce, généralement à l'aide d'un outil. Cela peut inclure des tâches telles que le soudage, la peinture au pistolet, le meulage ou le polissage.
• Assemblage : L'assemblage est l'agencement et la fixation des pièces pour compléter un produit entier. Les robots sont de plus en plus utilisés dans le processus d'assemblage afin de réduire le travail humain et d'améliorer la vitesse de production.
• Inspection :  L'inspection est l'évaluation visuelle d'un produit complet pour déterminer s'il répond aux spécifications. Les robots sont de plus en plus utilisés à ce titre, utilisant des capteurs pour comparer la pièce aux spécifications plus rapidement et plus précisément qu'un humain.

L'avantage de l'automatisation robotique dans la fabrication est qu'elle couvre un large éventail de tâches avec une intervention humaine réduite. Plus le système de robot industriel est avancé, moins la participation humaine est impliquée dans ce système.

Une brève histoire de l'automatisation

L'idée d'appareils automatiques existe depuis des siècles. La première description connue d'un mécanisme automatique a été créée par l'ingénieur grec Heron d'Alexandrie au premier siècle avant J.-C., qui a eu l'idée d'ouvrir automatiquement des portes à l'aide d'un système à vapeur. Bien que cette conception n'ait jamais gagné en popularité, Khalif de Bagdad a inclus cette idée et d'autres dans sa compilation du IXe siècle intitulée "La science des mécanismes ingénieux". Ce texte a été utilisé par le monde arabe pour explorer les possibilités de l'automatisation au cours des siècles suivants, bien que de nombreux progrès aient été perdus à l'âge des ténèbres.

La Renaissance a vu un regain d'intérêt pour l'automatisation, et le texte de Khalif a servi de base à l'exploration de ce sujet. Le livre a inspiré de nombreux scientifiques et leaders d'opinion de la Renaissance, dont Léonard de Vinci, à s'engager dans ces idées, aboutissant à la création d'automates par des artisans suisses au XVIIIe siècle. Bien que ces automates n'étaient que de simples poupées mobiles qui servaient principalement de sources de divertissement et d'attrait esthétique, ils ont été le premier tremplin vers l'automatisation moderne.

Les idées de da Vinci et d'autres scientifiques de la Renaissance ont encore inspiré les inventeurs de la révolution industrielle. Ces inventeurs ont répondu à la demande croissante de production en se tournant vers les machines et en explorant les possibilités de l'automatisation. Le plus notable de ces inventeurs était Nikola Tesla, qui a inventé de nombreux modèles robotiques, y compris un bateau robotique. Cependant, ces idées ne se sont pleinement concrétisées dans un environnement industriel qu'au XXe siècle.

L'histoire moderne des robots automatisés dans la fabrication

La première exploration des robots au 20ème siècle était dans les arts. Une pièce intitulée "Rossum's Universal Robots" a été créée à Prague en 1921, mettant en vedette des robots qui ont achevé le travail humain, puis se sont révoltés et ont détruit la terre. La pièce a créé une peur des robots qui a persisté. Cependant, cela n'a pas empêché les autres de reprendre et d'explorer l'idée plus avant. Plus célèbre encore, Isaac Asimov a beaucoup écrit sur les implications potentielles de l'utilisation généralisée de la robotique, développant les lois fondamentales de la robotique qui sont encore utilisées aujourd'hui. En fait, les travaux d'Asimov ont inspiré les inventeurs qui ont développé les premiers robots industriels automatisés.

George Charles Devol a inventé le premier robot industriel en 1954, puis s'est associé au fan et entrepreneur d'Asimov Joseph F. Engelberger pour créer la société de robotique Unimation. Le robot qu'ils ont créé, l'Unimate, était un simple robot à un bras. Il a été installé pour la première fois dans l'usine de General Motors à Trenton en 1961 pour servir de machine de coulée sous pression. À partir de là, le bras robotisé a gagné du terrain dans de nombreux secteurs, réalisant la manutention et le traitement de base des matériaux.

Les bras de robots industriels ont continué d'évoluer au cours des années 60 et 70, progressant avec de nouvelles technologies comme l'ordinateur et le circuit intégré. Ces robots ont pu remplacer les humains pour des tâches lourdes, dangereuses ou monotones, et à la fin des années 1970, l'exploration et l'investissement dans la robotique ont explosé. Les années 1980 ont vu un ralentissement important dans l'adoption de la robotique, principalement en raison de versements inappropriés, d'erreurs de fabrication et d'autres problèmes qui ont causé des dommages à plusieurs usines. Finalement, l'utilisation de la robotique a repris, et l'invention et l'intégration de capteurs ont aidé la robotique à se généraliser au 21e siècle.

Avantages et inconvénients de l'automatisation industrielle

L'automatisation a été adoptée dans de nombreux environnements industriels, et il n'est pas difficile de comprendre pourquoi. Les solutions d'automatisation offrent aux entreprises manufacturières un large éventail d'avantages. Certains de ces avantages sont expliqués plus en détail ci-dessous.

1. Productivité accrue

Même les travailleurs les plus productifs ont leurs limites et les employés ont besoin de temps pour dormir, célébrer les fêtes et passer du temps avec leur famille. On ne peut pas en dire autant d'un robot. Alors que les usines ont besoin de trois équipes pour fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 avec des employés humains, les robots peuvent accomplir la même chose sans repos ni changement d'équipe. De plus, les robots peuvent maintenir un haut niveau de vitesse et de précision car ils ne se fatiguent pas et ne perdent pas leur attention tout au long de la journée. Ces facteurs signifient qu'une entreprise peut réaliser des améliorations significatives de sa productivité en mettant en œuvre des solutions d'automatisation industrielle dans ses processus de fabrication.

2. Délais plus courts

L'automatisation permet de réduire le temps qui s'écoule entre la passation d'une commande par un client et la livraison du produit. Au lieu d'attendre que des ouvriers humains terminent le processus du début à la fin, les machines automatisées peuvent effectuer les mêmes tâches en moins de temps. Cela permet aux entreprises de devancer leurs concurrents.

3. Qualité supérieure

L'erreur humaine est toujours un problème lors de l'emploi de travailleurs humains. Les humains sont limités dans leur précision et peuvent se fatiguer et perdre leur attention tout au long de la journée, ce qui réduit leur capacité à maintenir un haut niveau de précision. Les robots ne rencontrent pas le même problème. En automatisant les processus, les entreprises peuvent atteindre un niveau plus élevé de précision et d'uniformité dans leur production, ce qui se traduit par une meilleure qualité globale du produit.

4. Réduction des déchets

Une plus grande précision entraîne moins d'erreurs et moins d'erreurs signifie moins de rebuts. Lorsqu'un ouvrier humain commet une erreur, cela peut entraîner la mise au rebut d'une pièce ou le gaspillage de matériau. L'équipement robotique automatisé ne fera pas ce genre d'erreurs, ce qui entraînera moins de déchets. Cela permet également de réduire les coûts de matériel pour les entreprises utilisant des équipements automatisés.

5. Flexibilité supérieure

Lorsqu'un processus est modifié sur la chaîne de montage, les humains peuvent avoir besoin d'une formation importante pour effectuer le changement. Même si les travailleurs s'emparent rapidement du nouveau processus, la formation peut prendre des heures par jour, ce qui entraîne une perte de productivité. Les robots, en revanche, ne nécessitent qu'un changement de programmation pour modifier leurs processus. En conséquence, l'automatisation rend le processus de fabrication beaucoup plus flexible et adaptable au changement.

6. Plus grande précision des informations

La robotique moderne et les équipements de contrôle ont commencé à mettre en œuvre la collecte automatisée de données dans leurs processus essentiels. Ce type de données permet aux fabricants de collecter des informations clés sur la production qui peuvent aider à maintenir et à améliorer considérablement les processus. La surveillance des données de ce type peut aider à identifier quand une machine rencontre des difficultés et peut nécessiter une maintenance. Cela peut également aider à identifier les goulots d'étranglement dans le processus de fabrication. En bref, la collecte de données fournit aux décideurs des faits leur permettant de prendre des décisions éclairées concernant leurs processus.

7. Sécurité améliorée

En règle générale, l'automatisation industrielle est utilisée pour effectuer des tâches répétitives, dangereuses ou impliquant des outils dangereux ou encombrants. Tous ces facteurs augmentent le danger pour les travailleurs. Les tâches répétitives peuvent ennuyer le travailleur et lui faire perdre son attention et négliger une étape de sécurité cruciale, tandis que les outils lourds et encombrants sont plus susceptibles de tomber ou d'être mal manipulés et de causer des blessures. L'automatisation industrielle prend en charge ce type de tâches, rendant la chaîne de production plus sûre pour les employés. Ceci est particulièrement important en raison de la loi américaine sur la sécurité et la santé au travail de 1970 (OSHA), qui fait de la sécurité des travailleurs l'une des principales préoccupations de toute entreprise. En fait, l'OSHA est l'un des principaux moteurs de l'adoption de l'automatisation dans les environnements industriels.

8. Réduction des coûts de main-d'œuvre

Le travail humain est coûteux - entre la formation des employés, les soins de santé, l'indemnisation des accidents du travail, les primes, la couverture de retraite, les congés payés et les vacances, les employés peuvent coûter des sommes importantes aux entreprises. Bien qu'il soit toujours nécessaire d'investir dans du personnel de qualité, les entreprises peuvent être habilitées à réduire ou à redistribuer les coûts de main-d'œuvre grâce à l'automatisation. L'automatisation gère toutes les tâches répétitives et chronophages de manière efficace et efficiente, réduisant ainsi la nécessité pour les humains d'assumer ces tâches. Par conséquent, l'entreprise peut avoir besoin de moins d'employés ou être habilitée à redistribuer les employés vers d'autres sites ou spécialités au sein de l'entreprise.

9. Atténuation des pénuries de main-d'œuvre

Les vacances, les maladies ou les pénuries de main-d'œuvre d'origine économique sont un problème sérieux pour de nombreuses entreprises qui dépendent de la main-d'œuvre humaine dans leurs usines. Les robots, cependant, ne peuvent jamais tomber malades et ne choisiront jamais de quitter votre entreprise. Cela signifie que la disponibilité de la main-d'œuvre est plus cohérente pour les entreprises utilisant des machines automatisées.

10. Réduction des coûts d'exploitation

Les avantages ci-dessus se combinent pour entraîner une amélioration des bénéfices et une réduction des coûts d'exploitation pour les entreprises utilisant l'automatisation. La réduction des coûts de main-d'œuvre et de matériel réduit les frais généraux liés à la production, tandis que l'amélioration de la qualité des produits et des chiffres de production signifie que davantage de produits de qualité sont fabriqués et vendus. Même si l'on considère l'entretien régulier requis pour les machines automatisées personnalisées, cela n'a rien à voir avec les économies de coûts et les améliorations de profit qu'offrent les machines automatisées.

Ces avantages font des solutions d'automatisation dans la fabrication une option hautement souhaitable. Cependant, bien que ces avantages soient impressionnants, d'autres facteurs peuvent être considérés comme des inconvénients :

1. Le premier est l'investissement initial associé à la mise en œuvre de l'automatisation :l'équipement d'automatisation robotique est extrêmement coûteux en soi, mais les coûts augmentent à mesure que vous incluez les dépenses de personnalisation et d'installation.
2. Deuxièmement, les entreprises doivent consacrer du temps et de l'argent à former leurs employés à l'utilisation appropriée de ce nouvel équipement.
3. Enfin, le déplacement des travailleurs est un facteur dont beaucoup parlent en matière d'automatisation. Alors que les travailleurs sont souvent recyclés et placés dans des environnements de travail plus sûrs, perdre son emploi au profit d'une machine peut provoquer un stress émotionnel, surtout s'il peut entraîner une relocalisation géographique. .

L'avenir de la robotique dans la fabrication

Même si les robots industriels jouent un rôle essentiel dans la fabrication moderne, la technologie impliquée continue de progresser. Par exemple, l'intelligence artificielle devrait être la prochaine technologie révolutionnaire pour améliorer les capacités des robots industriels, permettant aux robots d'apprendre, de raisonner, de résoudre des problèmes et même de comprendre le langage. Une intelligence artificielle de cette nature pourrait permettre aux robots de fabrication de communiquer et d'accepter des instructions de haut niveau et même de prendre des commandes verbales.

Solutions robotiques du groupe RG

L'automatisation est la voie du monde moderne, en particulier dans l'industrie manufacturière. Les nombreux avantages offerts par les machines automatisées en font une étape logique pour de nombreuses entreprises de fabrication, et de nombreuses entreprises disposant d'une automatisation existante choisissent d'explorer des options avancées pour suivre la concurrence. Cependant, la clé d'une intégration d'automatisation réussie pour les entreprises est une solution personnalisée. Si votre entreprise est intéressée par des équipements d'automatisation personnalisés pour la fabrication, RG Group peut vous aider.

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