Comment optimiser la collaboration homme/machine dans l’industrie ?
Bien que les robots exploités par des applications collaboratives peuvent aujourd’hui s’intégrer de manière transparente dans n'importe quel environnement de fabrication, QNX explore certaines problématiques qu’il reste encore à résoudre avant qu'ils ne soient pleinement adoptés.
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D'ici 2033, le marché mondial des robots mis en œuvre dans des applications collaboratives, plus communément appelés robots collaboratifs ou cobots, devrait atteindre environ 23,5 milliards de dollars. Alors que les robots industriels fonctionnaient autrefois de manière isolée, les processus d’automatisation industrielle évolue vers des environnements plus collaboratifs, où les machines travaillent désormais aux côtés des humains dans des espaces de travail partagés. Cette évolution permet à ces robots d'optimiser les lignes d'assemblage, les processus de soudage et la manutention des matériaux afin d'améliorer l'efficacité, de réduire les coûts et d'accroître la précision.
Quel est l’impact de cette évolution sur la productivité ? Les environnements collaboratifs permettraitent d’augmenter la productivité jusqu’à 30 % et réduisent les coûts de rebut et de reprise jusqu’à 80 %. Cependant, il ne s’agit pas de confier l’intégralité de la production à de tels robots. Pour les industiels, il existe un équilibre à trouver entre l'automatisation zéro et l’automatisation complète. C’est à ce point d’équilibre que l’investissement dans les technologies automatisées offre le meilleur rendement. Au-delà, l’automatisation deviendrait moins rentable.
Enfin, dans ce domaine, la précision constitue un enjeu majeur. Le moindre écart de positionnement peut entraîner des désalignements, des défauts de fabrication et ralentir l’ensemble de la chaîne de production. C’est particulièrement vrai dans l’industrie automobile, où 60 % des fabricants utilisent déjà des robots pour leurs processus d’assemblage. Dans ce contexte, la précision et la réactivité des systèmes automatisés sont absolument essentielles.
La productivité des robots confrontée à de nombreux défis
Même si les robots ont beaucoup progressé, ils doivent encore relever plusieurs défis : voir, se déplacer et répondre aux humains, tout en restant précis, fiables et faciles à programmer. C’est pourquoi ces robots dotés d'applications collaboratives pourraient être la solution, mais ils doivent encore être adaptés pour pouvoir travailler en toute sécurité avec les humains tout en garantissant leur productivité.
Grâce à des solutions telles que les capteurs de vision et de proximité, ces robots peuvent percevoir et réagir à leur environnement en collectant des données. Les capteurs de forces, par exemple, traitent les informations relatives à l’effort nécessaire pour manipuler des objets spécifiques et réduisent ainsi le risque d’endommager les biens ou pire, les personnes.
En outre, dans des environnements de plus en plus collaboratifs, les robots et les humains sont amenés à travailler côte à côte, impliquant des interactions plus fréquentes et complexes. Cette évolution nécessite de mettre en place des mesures de sécurité fonctionnelle appropriées pour garantir que les robots fonctionnent en toute sécurité à proximité des opérateurs, et s'adaptent à leurs mouvements en temps réel. Face aux risques, la sécurité fonctionnelle est devenue essentielle pour rendre possible une collaboration effective.
Au-delà du matériel
Pour que les robots donnent le meilleur d’eux-mêmes, leur système d’exploitation doit être capable de gérer leurs actions avec une grande précision, en temps réel, et à tout moment. Cela garantit la précision des réponses ainsi que leur intégration dans l’usine. Mais c’est également une question de sécurité : dans le cas où le robot entre en présence d'un être humain, des procédures de protection des travailleurs qui l'entourent sont essentielles pour assurer son fonctionnement en toute sécurité. Enfin, pour anticiper les évolutions technologiques, la mise en œuvre de nouvelles fonctionnalités telles que la prise de décision en toute sécurité par l’IA ou l’apprentissage automatique pourrait permettre aux entreprises de se mettre rapidement à niveau face à la concurrence.
En tirant parti d'un système d'exploitation en temps réel, les fabricants peuvent ainsi exploiter pleinement les capacités des robots collaboratifs, améliorant ainsi la productivité, la sécurité et l'efficacité opérationnelle sur l’atelier de production.
Le facteur humain reste essentiel
Toutefois, même avec des technologies d’automatisation très avancées, les usines ne peuvent pas se passer entièrement des opérateurs humains. Une usine 100 % autonome est un rêve, car en fin de compte, il y aura toujour sune place pour les travailleurs dans la chaîne de production. Dans certaines situations, la flexibilité et l'adaptabilité des êtres humains restent irremplaçables, notamment lorsqu’il faut improviser ou prendre des décisions complexes face à des événements imprévus.
Si l’on prend par exemple une ligne de remplissage de bouteilles, si un article se coince, il est souvent difficile pour une machine de gérer ce type d'incident de manière automatique. En revanche, pour un opérateur humain, c’est un incident facile à repérer et à corriger. Dans ce contexte, la mise en place d’une stratégie de transformation numérique offre un avantage majeur : elle permet de collecter des données précieuses concernant les processus de production. Ces données peuvent ensuite être analysées pour identifier les causes des problèmes rencontrés. Il devient ainsi possible d’ajuster les lignes de production et les machines afin de réduire, voire d’éliminer, les temps d'arrêt non planifiés.
Vouloir automatiser les 10 % restants d'une ligne de production n’est pas toujours la manière la plus efficace d’atteindre une complète automatisation des processus. C’est pourquoi, dans l’industrie manufacturière, les ouvriers ont de plus en plus des fonctions de supervision, délaissant les tâches opérationnelles classiques.
Regarder vers l'avenir
Même si elle reste encore marginale aujourd’hui, l’usine automatisée progresse à grands pas. Elle est donc susceptible de devenir une option de plus en plus viable pour de nombreux industriels dans les années à venir. Bien que les robots et leurs applications collaboratives aient le potentiel de s’intégrer de manière transparente dans n'importe quel environnement de fabrication, il reste encore des défis à relever avant qu'ils ne soient pleinement adoptés. Des questions telles que les conceptions de sécurité, l'intégration sécurisée et la compatibilité logicielle doivent être abordées pour assurer une intégration transparente des cobots dans les systèmes de fabrication existants. Pour ce faire, la conformité aux normes de sécurité, telles que ISO 10218 et IEC 61508, sera cruciale. En s’alignant sur ces normes internationales, les fabricants seront en mesure de limiter les risques de défaillance et de garantir un fonctionnement fiable et sûr des robots collaboratifs aux côtés des opérateurs humains.
Un nouvel équilibre doit donc émerger, basé sur une collaboration renforcée entre l’humain et la machine. Car c’est l'être humain qui reste au cœur de ces usines que nous souhaitons durables et adaptables. Il est celui qui détecte les problèmes, imagine les solutions, et fait preuve de résilience.
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