Les distributeurs automatiques : une industrie américaine de 36,6 milliards de dollars

Contexte

Depuis leurs modestes débuts à un centime, les opérations de distribution automatique aux États-Unis ont évolué pour devenir une industrie de 36,6 milliards de dollars. En 1999, les boissons fraîches en canette étaient les produits les plus vendus, générant 15,7 milliards de dollars de ventes et représentant 42,9 % du volume brut des ventes de l'industrie. Les confiseries et snacks emballés arrivaient en deuxième position, avec 19,7 % du marché et 7,2 milliards de dollars de ventes. Plus de 857 000 distributeurs automatiques à pièces ont été produits et expédiés en 1999. Plus de la moitié (477 102) étaient des unités réfrigérées vendant des boissons gazeuses en canette et en bouteille.

La distribution automatique représente une part significative des ventes et des bénéfices des embouteilleurs de boissons et des fabricants de snacks. En 2000, les distributeurs automatiques ont généré 14 % des ventes totales de la restauration dans des lieux tels que les campus universitaires, les usines, les entreprises, les hôpitaux et les écoles. Les embouteilleurs versent des millions de dollars aux collèges, écoles et autres institutions pour obtenir des droits exclusifs de placement de distributeurs sur les campus. Les ventes de boissons gazeuses en distributeurs peuvent ne représenter que 15 % des ventes annuelles totales d'un embouteilleur, mais ce même volume peut facilement représenter la moitié de ses bénéfices annuels.

Histoire

Le premier distributeur automatique documenté remonte à environ 215 av. J.-C., lorsque le mathématicien Héron a inventé un dispositif qui acceptait des pièces de bronze et distribuait de l'eau bénite dans les temples d'Alexandrie, en Égypte. En 1076 ap. J.-C., des inventeurs chinois ont développé un distributeur de crayons actionné par pièces. Des boîtes à tabac actionnées par pièces sont apparues dans les tavernes anglaises au 18e siècle.

Le gouvernement américain a commencé à accorder des brevets pour les distributeurs à pièces en 1896. Cependant, ce n'est qu'en 1888 que la distribution automatique est devenue un marché viable aux États-Unis. Cette année-là, la société Adams Gum Company a développé des distributeurs de chewing-gum placés sur les plateformes de trains surélevés dans toute la ville de New York. Les machines distribuaient un morceau de chewing-gum tutti-frutti pour un seul centime.

En 1926, William Rowe a inventé un distributeur de cigarettes qui a lancé une tendance vers des produits à prix plus élevés, notamment les distributeurs de boissons gazeuses et de bonbons à cinq cents qui ont évolué à la fin des années 1920 et 1930. Les distributeurs de café ont été développés en 1946, et les distributeurs de sandwichs réfrigérés ont suivi en 1950. En 1984, Automatic Products International, Ltd. (API) a introduit un distributeur qui moulait et infusait des grains de café frais.

Pratiquement tout ce qui peut être vendu l'a été à un moment ou à un autre. Le premier distributeur de boissons, daté de 1890 à Paris, en France, proposait de la bière, du vin et de l'alcool. On a trouvé dans les distributeurs automatiques des vêtements, des fleurs, du lait, des cigares et cigarettes, des timbres-poste, des préservatifs, de la cologne, des cartes de baseball, des livres, des appâts vivants pour pêcheurs, des bandes dessinées, des cassettes et CD, des billets de loterie, et des appareils photo et films. Certains distributeurs modernes distribuent des aliments chauds tels que pizza, pop-corn et même frites.

Matières premières

Les distributeurs automatiques sont construits principalement à partir de quatre matières premières majeures : l'acier galvanisé, le Lexan ou autre plastique, les revêtements en poudre acrylique et l'isolation en mousse de polyuréthane.

La majeure partie de la machine est construite en acier galvanisé d'une épaisseur allant de 10 à 22 gauge. Les gauges plus épais sont utilisés pour le caisson extérieur, les portes extérieures et la cuve interne. Les gauges plus fins sont utilisés pour les portes et plaques internes, les empileurs de canettes et les mécanismes tels que les validateurs de pièces et les plateaux de produits.

Le Lexan, un plastique polycarbonate résistant, est utilisé dans les panneaux avant du distributeur. Les feuilles de Lexan dans les distributeurs ont généralement une épaisseur de 0,13 po (3,18 mm) à 0,25 po (6,35 mm). Le Lexan est très difficile à casser, ignifuge, relativement facile à façonner, et peut être traité pour limiter la transmission des rayons UV, de la lumière et de la chaleur. Les logos, noms et illustrations des produits sont sérigraphiés sur des feuilles de Lexan, qui sont installées dans des rainures dans les portes des distributeurs.

Les revêtements en poudre acrylique sont des poudres colorées utilisées pour « peindre » les surfaces des distributeurs. La poudre est appliquée en une couche uniforme et cuite pendant le processus de fabrication. Les revêtements acryliques résistent mieux aux intempéries et aux abus que les peintures appliquées humides. De plus, les poudres acryliques répondent plus facilement aux normes environnementales gouvernementales.

La mousse de polyuréthane assure l'isolation à l'intérieur du distributeur. La mousse est soufflée entre le caisson extérieur et la cuve interne de la machine, où elle durcit en un matériau très résistant et rigide. En plus de l'isolation thermique, la mousse rigide ajoute une stabilité structurelle au caisson et à la cuve de la machine.

Certains fabricants, comme Dixie-Narco, fabriquent également les dispositifs électroniques complexes utilisés dans les distributeurs, tandis que d'autres les achètent préfabriqués et les installent dans le processus de fabrication. Ces composants comprennent les validateurs de billets et de pièces, les cartes de contrôle informatiques, les unités de réfrigération et l'éclairage.

Conception

La conception de base d'un distributeur automatique commence par le caisson, la coque extérieure en acier qui maintient tous les composants internes et détermine la taille et la forme globales de la machine. À l'intérieur du caisson se trouve un revêtement intérieur en acier appelé la cuve. La cuve et le caisson s'emboîtent étroitement, laissant juste assez d'espace entre eux pour une couche de mousse de polyuréthane isolante. En combinaison, la cuve et l'isolation en mousse aident à maintenir des températures internes stables et protègent les produits contre les températures extrêmes à l'extérieur du caisson. Bien que tous les produits et mécanismes de distribution soient contenus dans le caisson, au sens strict, ils sont en fait installés à l'intérieur de la cuve.

Les surfaces extérieures du caisson sont revêtues d'une finition en poudre acrylique cuite en place. Les revêtements en poudre permettent à la machine de résister à des températures extrêmes, au sel ou au sable, aux abus des clients et à d'autres conditions nécessitant une grande durabilité de surface.

Pour stocker et distribuer les produits, des colonnes d'empileurs de canettes ou des plateaux d'alimentation sont installés à l'intérieur de la machine. Chaque plateau est équipé d'une grande spirale en fil rotatif qui maintient les produits. Les plateaux d'alimentation coulissent à l'intérieur et à l'extérieur de la machine pour une maintenance et un réapprovisionnement faciles. Les empileurs et plateaux contiennent également les commandes de moteur qui poussent physiquement les produits vers l'avant jusqu'à ce qu'ils soient libérés de la pile et tombent dans la zone d'accès. Lorsqu'un client sélectionne un produit, un rotor tourne et avance un seul article, faisant tomber les canettes ou bouteilles une à une. De la même manière, les spirales sur les plateaux de snacks tournent et poussent les produits vers l'avant jusqu'à ce qu'ils tombent du plateau.

Certains distributeurs automatiques, en particulier les distributeurs de boissons fraîches, ont deux portes. La porte interne scelle l'intérieur de la machine et fournit une isolation supplémentaire. La porte externe contient les commandes électroniques qui permettent aux clients d'acheter et de recevoir les marchandises. La porte externe comprend également la signalétique et les illustrations, généralement sérigraphiées sur un panneau de Lexan qui s'insère dans le panneau avant de la porte. L'éclairage du panneau avant est généralement installé derrière les panneaux de Lexan. La porte externe comprend des gonds, serrures et loquets robustes pour dissuader le vol et le vandalisme.

Les composants électroniques, tels que les validateurs de pièces et de billets, testent les pièces et scannent les billets insérés pour s'assurer que l'argent est authentique et du montant approprié. Un panneau de boutons de sélection permet aux clients de faire leur choix. Ces boutons sont connectés aux commandes de moteur des empileurs et plateaux, activant les rotors qui libèrent les produits vers les bacs. Les rendreurs de monnaie contiennent des quantités de pièces et libèrent la monnaie exacte après une sélection. Les machines plus récentes peuvent également inclure des validateurs de carte pour accepter les cartes de débit et de crédit, des panneaux LCD avec détails de prix et informations d'état de la machine, et des puces vocales qui donnent les détails de la transaction aux clients par la voix.

Les modifications de conception surviennent le plus fréquemment dans les mécanismes de manipulation et de distribution du vaste nombre de types de bouteilles, canettes, boîtes, sachets et autres emballages disponibles sur le marché. Lorsque les bouteilles en plastique de 20 oz (592 ml) ont été introduites pour la première fois dans la distribution, elles avaient tendance à se coincer dans la machine. Les concepteurs ont dû retravailler la manière dont ces bouteilles étaient stockées dans la machine et livrées au client. Les changements constants dans l'emballage des produits ont assuré que les concepteurs doivent toujours rechercher des moyens pratiques et plus efficaces de distribuer les produits.

Le processus de fabrication

Le type de distributeur le plus populaire aux États-Unis est le distributeur de boissons gazeuses en canette, qui vend les canettes traditionnelles en aluminium de 12 oz (355 ml) de sodas et boissons gazeuses. La fabrication d'un distributeur de boissons fraîches en canette est souvent réalisée sur plusieurs lignes d'assemblage automatisées fonctionnant simultanément et produisant tous les composants en même temps. Les processus de fabrication des distributeurs automatiques peuvent être aussi variés que les produits distribués.

1. Le caisson est fabriqué à partir d'un rouleau ou d'une bobine d'acier galvanisé. Au début de la ligne d'assemblage, l'acier brut passe dans des presses automatisées qui l'aplatissent et le découpent en feuilles. Les caissons sont fréquemment constitués de deux pièces ou plus séparées.
2. D'autres presses poinçonnent et entaillent ensuite les feuilles. Le poinçonnage crée des trous dans le caisson pour les boulons et fixations, des ouvertures pour les câbles électriques, des fentes pour les évents et d'autres ouvertures nécessaires. Les coins et bords des feuilles d'acier sont entaillés là où c'est nécessaire pour accommoder l'ajustement des composants sur le caisson fini.
3. Les feuilles d'acier entrent et sortent automatiquement de presses hydrauliques et pneumatiques lourdes. Chaque presse exerce une force de 200 à 400 tonnes ou plus. Les feuilles d'acier restent plates tandis que les presses plient les bords, créent des courbures dans le métal et forment l'acier dans la forme de base du caisson.
4. Les coutures sont fixées par soudage par résistance, aussi appelé soudage par points, un processus qui utilise une charge haute tension à travers deux contacts qui fond les surfaces métalliques ensemble.
5. Enfin, le caisson est déchargé de la ligne et emmené dans la zone de finition pour subir le revêtement en poudre et attendre l'installation de la cuve.
6. Pendant que le caisson est en cours de fabrication, une autre ligne forme la cuve. La cuve est créée par un processus similaire à celui utilisé pour le caisson. L'acier galvanisé est découpé à partir de rouleaux de matière première et entre dans la ligne automatisée. Des ouvertures pour boulons, empileurs, moteurs et autres mécanismes sont poinçonnées dans les feuilles, et les coins sont entaillés pour que la cuve s'insère plus facilement et solidement dans le caisson une fois soudée.
7. Les presses assurent le formage et le pliage nécessaires, et les pièces séparées sont soudées ensemble pour créer une unité complète.
8. La cuve est ensuite emmenée dans la zone de finition, où elle est ajustée au caisson correct.
9. Avant le revêtement en poudre, le caisson subit un pré-traitement en huit étapes. D'abord, le caisson est attaché à un convoyeur aérien qui le fait passer sur 210 pi (64 m) à travers le système de pré-traitement. Des buses montées des deux côtés du convoyeur pulvérisent le caisson à chaque étape, en commençant par un lavage alcalin pour éliminer les salissures de surface importantes.
10. Un second bain alcalin nettoie la surface encore davantage.
11. Le caisson est ensuite rincé, revêtu de phosphate de zinc, et rincé à nouveau.
12. De l'acide chromique, un scellant, est alors appliqué et la surface est rincée une fois de plus.
13. Enfin, toute la surface est soigneusement rincée à l'eau déionisée (DI). Les unités passent ensuite dans un four de séchage pendant environ 30 minutes à une heure à des températures allant de 350 °F à 400 °F (177 °C à 204 °C) pour s'assurer qu'aucune humidité ne reste sur la surface.
14. À la sortie des fours de séchage, le caisson reste sur le système de convoyeur aérien où il commence le processus de finition en poudre. Ce processus « peint » le caisson dans diverses couleurs en appliquant un revêtement de poudre acrylique sur les surfaces du caisson et en le cuisant en place. Caissons, cuves, mécanismes internes et autres pièces peuvent tous être revêtus en poudre pendant la fabrication d'un distributeur de soda en canette.
15. Les caissons parcourent le convoyeur jusqu'à des cabines de poudre à environnement contrôlé. Les cabines sont construites en polypropylène, qui est censé attirer moins de poudre en excès, améliorant l'efficacité de la pulvérisation et réduisant le besoin de nettoyage. Chaque cabine applique une seule couleur avec un réseau de 18 à 22 pistolets de pulvérisation, tous conçus pour se déplacer afin de fournir une meilleure couverture, atteindre les cavités et suivre le caisson. Les pistolets appliquent une poudre acrylique en une couche uniforme de 0,0015 à 0,002 po (1,5 à 2 mm) d'épaisseur sur le caisson. La poudre chargée positivement adhère facilement à la surface du caisson mis à la terre. La poudre pulvérisée en excès est collectée, mélangée à de la poudre vierge et repulvérisée, ce qui entraîne très peu de gaspillage de matériau de revêtement. Jusqu'à 95 % de la poudre pulvérisée en excès peut être récupérée.
16. Lorsque l'application de poudre est terminée, les caissons revêtus sortent de la cabine et entrent dans le four de cuisson pendant 20 à 30 minutes à 370 °F (188 °C). La finition en poudre est cuite de façon permanente.
17. Les caissons et cuves finis sont ensuite unis pour le processus de moussage, l'application d'isolation en mousse de polyuréthane à l'intérieur de la machine. La cuve est insérée dans le caisson, et les deux sont préchauffés à environ 120-150 °F (49-66 °C) en attendant le moussage. Lorsque la température correcte est atteinte, des dispositifs de moussage à haute pression soufflent l'isolation entre le caisson et la cuve en utilisant des doses soigneusement dosées de matériau. La mousse se solidifie, fournissant non seulement une isolation efficace mais aussi un degré supplémentaire de stabilité structurelle au caisson et à la cuve.
18. À une époque, les additifs de résine utilisés pour créer la structure de l'isolation en mousse, appelés agents de gonflement, contenaient de grandes quantités de CFC, ou chlorofluorocarbures. Cependant, les préoccupations environnementales liées à l'utilisation des CFC ont conduit à l'utilisation d'agents de gonflement alternatifs, y compris des substituts d'hydrocarbures halogénés (HCFC) et de l'eau.
19. Lorsque le moussage est terminé, les unités de réfrigération sont installées dans le bas du caisson. Ces unités sont souvent acquises préfabriquées et sont glissées en place, boulonnées solidement et câblées dans le caisson par un seul opérateur sur la ligne d'assemblage.
20. Les colonnes d'empileurs de canettes sont installées à l'intérieur du caisson. Ces colonnes sont fabriquées et finies en utilisant des processus de formage, poinçonnage, entaillage et soudage de l'acier similaires à ceux utilisés pour fabriquer le caisson et la cuve. Le processus est surveillé attentivement pour s'assurer que la bonne taille d'empileur est assortie à l'unité appropriée.
21. À l'étape finale de la fabrication, les portes sont installées sur les caissons. Les unités de porte extérieures contiennent la majeure partie de l'électronique hautement sophistiquée du distributeur de boissons fraîches, y compris les validateurs de pièces et de billets, les boutons de sélection, les panneaux de contrôle, les tubes de monnaie, la signalétique et l'éclairage. Les portes internes agissent comme des joints supplémentaires pour l'intérieur de la machine. La majorité des portes sur les distributeurs de canettes n'ont pas de fenêtres transparentes pour afficher les produits. Au lieu de cela, les façades de porte contiennent souvent des illustrations, logos et graphiques qui font la publicité du contenu de la machine. Cependant, les machines qui vendent des bouteilles, des bonbons et des snacks ont souvent des fenêtres transparentes en Lexan ou en un autre matériau résistant à la casse.
22. Le corps de base de la porte est créé et fini à peu près de la même manière que les caissons et cuves, avec un poinçonnage supplémentaire nécessaire pour accommoder les commandes sur les portes extérieures. Les composants des portes sont souvent assemblés aussi complètement que possible dans une zone plutôt que sur une ligne d'assemblage. Il est essentiel que la bonne porte soit ajustée au bon caisson, donc l'assemblage des portes est centralisé afin de réduire la possibilité d'erreurs dans l'appariement des portes avec les unités. Pendant la fabrication, les portes sont placées sur des carrousels rotatifs et indexables qui permettent aux opérateurs de les tourner et de les déplacer.
23. Tous les éléments d'assemblage sont placés sur la porte pendant qu'elle est sur ce carrousel. Les opérateurs installent les validateurs de pièces et de billets, les accepteurs de carte, les boutons de sélection, les affichages LCD et autres commandes externes aux endroits appropriés et les fixent avec des boulons ou des vis. Les boutons de sélection sont câblés aux moteurs des empileurs de canettes appropriés. Les panneaux avant en Lexan sérigraphié sont installés dans les rainures des portes. Les luminaires sont boulonnés en place et câblés dans l'alimentation électrique. Les portes finies sont transportées vers les caissons et attachées automatiquement. Le distributeur de soda en canette terminé est alors prêt pour le contrôle qualité et les tests.

Contrôle qualité

Les machines finies sont testées après l'assemblage. Des vérifications sont effectuées pour s'assurer que tous les composants électroniques fonctionnent correctement, que les empileurs de canettes sont correctement ajustés et que les canettes sont distribuées avec précision et en toute sécurité. Si des problèmes sont détectés, les machines sont envoyées vers des postes capables de contenir plusieurs unités. Un technicien de retouche effectue les réparations nécessaires, et la machine est testée à nouveau. Si les problèmes persistent, l'unité est rejetée et signalée.

Des tests supplémentaires incluent le test de descente en température de la réfrigération, au cours duquel la température intérieure de l'unité est « tirée vers le bas » à 30-31 °F (-1 à -0,5 °C). Ce test garantit que les commandes de la machine et les contrôles de température fonctionnent correctement.

Les unités testées reçoivent un contrôle visuel final, puis sont nettoyées et enveloppées dans un film plastique thermorétractable transparent. Les distributeurs automatiques finis sont transportés par convoyeur vers l'entrepôt où ils sont emballés et préparés pour l'expédition aux clients.

L'avenir

En 2000, la société Coca-Cola a annoncé son intention d'investir plus de 100 millions de dollars dans la technologie de distribution en ligne « Dial-a-Coke » d'Atlanta's Marconi Online. Pour les entreprises de distribution, cette technologie améliorera l'efficacité, la collecte de données et la maintenance. Les machines utiliseront des diagnostics à distance pour alerter le personnel au siège lorsque les machines ont besoin d'être réapprovisionnées ou entretenues. L'état détaillé des stocks sera transmis vers des emplacements centralisés afin que les conducteurs de tournée et les techniciens sachent exactement quels produits sont nécessaires pour réapprovisionner leurs machines avant même de commencer leurs tournées. Une collecte de données sophistiquée fournira un retour plus immédiat sur les produits qui se vendent et ceux qui doivent être remplacés par des marchandises plus populaires. Les machines transmettront des données en temps réel sur les transactions, permettant aux entreprises un contrôle plus strict et des données plus précises sur la responsabilité de l'argent et des stocks. Pour les clients, la technologie Dial-a-Coke permettra des achats sans espèces. Les consommateurs pourront utiliser leurs téléphones portables pour appeler un distributeur particulier afin de sélectionner et payer des boissons gazeuses.

Des données peuvent également être transmises aux machines. Le changement de prix, par exemple, nécessite généralement qu'un technicien se rende physiquement sur une machine pour effectuer les modifications manuellement. La distribution à distance permettra de faire les modifications à distance, offrant aux vendeurs la flexibilité nécessaire pour s'adapter à des conditions telles que les prix promotionnels ou les prix réduits pendant les heures creuses pour augmenter le volume global des ventes. Les systèmes sans espèces réduiront également le vol et le vandalisme dans les machines en réduisant la quantité d'argent stockée dans un distributeur à un moment donné. API a déjà commencé la production d'un distributeur qui acceptera les cartes de crédit ou de débit.

Les améliorations technologiques dans les systèmes de surveillance sans fil des machines au début de 2001 ont permis aux entreprises d'utiliser Internet comme un type de réseau étendu pour la surveillance et la maintenance de sites de distribution à distance. Les ordinateurs portables sont également devenus de plus en plus populaires comme moyen de capturer directement les données de vente et de stock depuis les machines.

Pour en savoir plus

Périodiques

Babyak, Richard J. « New Era for Insulation (Change is in the Wind for Blowing Agents). » Appliance Manufacturer 41, no 8 (août 1993) : 47-48.

Bailey, Jane M. « Vending Machines Take a Beating. » Industrial Finishing 67, no 4 (avril 1991) : 36-37.

« Coca-Cola Customers to Buy Vending Machine Drinks Using Marconi's GSM Dial-a-Coke Solution. » Wireless Internet 3, no 5 (mai 2001) : 7.

Marcus, David L., Leslie Roberts, et Jeffery L. Sheler. « A Hot Idea From Those Cold-Drink Folks. » U.S. News and World Report 127, no 18 (8 novembre 1999) : 10.

Prince, Greg W. « 100 Years of Vending Innovation. » Beverage World 117, no 1651 (janvier 1998) : 214-216.

Simpson, David. « A Peak in the Heart of Dixie (Dixie-Narco Inc.'s Use of Powder Coatings). » Appliance 46, no 8 (août 1989) : 56-57.

Somheil, Timothy. « Vending Innovation. » Appliance 55, no 1 (janvier 1998) : 87-89.

Stevens, James R. « The Dixie-Narco Story. » Appliance 47, no 6 (juin 1990) : 31-4.

Sutej, Joseph M. « Evaluating Low-CFC Foam Insulation. » Machine Design 62, no 10 (24 mai 1990) : 108-109.

Autres

Page de la National Automatic Merchandising Association. 8 juillet 2001. < https://www.vending.org >.

Page Web de Vending Times. 8 juillet 2001. < https://vendingtimes.net >.

Jeffrey W. Roberts