Introduction
L’industrie 4.0 est une nouvelle manière de répondre à la demande des consommateurs, de plus en plus exigeants. C’est ce que l’on appelle être Customer Centric.
Cette industrie 4.0, aussi appelée industrie du futur, permet d’appréhender, de concevoir et d’organiser les outils de production d’une toute nouvelle manière en repoussant les limites de l’industrie traditionnelle grâce à l’automatisation, le traitement des données en temps réel, le machine learning, etc…
L’élément central de cette nouvelle version de l’industrie est la data. La data, ce sont toutes les données récoltées par les différents capteurs et éléments mis en place sur les lignes de production. Une fois collectées et exploitées, les données permettent aux entreprises d’améliorer leurs différents processus de production.
Depuis plusieurs années, la robotique évolue et se développe dans l’industrie. Coûteux et peu flexibles, les robots traditionnels permettent toutefois d’accomplir un ensemble de tâches physiques et répétitives à l’origine de TMS chez les salariés, tout en augmentant de manière importante le rendement sur la ligne de production.
Plus récemment, de grandes évolutions au niveau de la robotique ont eu lieu au sein de l’industrie. En effet, la robotique collaborative, aussi appelée cobotique, a fait son apparition en vue de répondre aux nouvelles attentes des entreprises.
L’usage du cobot dans l’industrie 4.0
Le cobot est au cœur de cette quatrième révolution industrielle. Si la robotique a fait son apparition il y a maintenant bien longtemps au sein des usines, la robotique collaborative, elle, est arrivée dans l’industrie récemment.
Cette technologie s’est donc développée en parallèle de la robotique traditionnelle afin de répondre à des besoins auxquels cette dernière ne pouvait pas répondre.
- La problématique liée à la facilité d’accès
Les robots industriels traditionnels ont été créés en vue d’améliorer la cadence et le rendement sur une ligne de production.
Installés à un endroit précis sur la ligne de production, ils sont destinés à y rester. Leur programmation est donc faite de manière à ce que le robot ne réalise que ses tâches, de manière rapide et continue. Si l’entreprise souhaite faire réaliser une autre tâche au robot, il faudra donc refondre totalement le programme du robot, et le déplacer à un autre endroit. Cette méthode est très chronophage, coûteuse et difficile à mettre en place.
Le nom “robot collaboratif” implique une collaboration entre le robot et l’humain. Au-delà de l’interaction physique sur une même ligne de production, de manière simultanée, entre un robot et un humain, le robot collaboratif est également créé pour être accessible au plus grand nombre en termes d’utilisation.
Les robots collaboratifs permettent donc aux opérateurs d’agir directement, en fonction des besoins immédiats de l’entreprise, sur les tâches effectuées par le robot. Il s’agit donc d’une réelle complémentarité des rôles entre les opérateurs et les robots.
- La problématique liée à l’agilité
Comme évoqué précédemment, les robots industriels traditionnels sont très peu flexibles. En plus de la complexité que représente une refonte totale du programme du robot, son poids ainsi que sa taille le rendent très peu flexible. Il est destiné à rester à l’endroit décidé lors de sa première installation.
En plus du manque de flexibilité, l’installation d’un robot industriel traditionnel est très coûteux car il nécessite des aménagements et réagencements particuliers des lignes de production. En plus de cela, la taille du robot, ainsi que son périmètre de sécurité nécessite de disposer d’un espace important.
Contrairement aux robots traditionnels, les robots collaboratifs sont, eux, créés de manière à offrir une flexibilité à l’entreprise en fonction de ses besoins. Ils sont, tout d’abord, beaucoup plus légers et plus petits. Il est donc beaucoup plus simple de déplacer un cobot tout au long de la ligne de production.
En plus de son côté pratique, le robot collaboratif est programmé de manière à apporter de la flexibilité aux entreprises. Il est possible de modifier ce que le robot doit faire de manière très simple, ne nécessitant aucune connaissance en programmation ou en robotique.
Il est ainsi possible de répondre à différents besoins de façon ponctuelle avec un seul robot collaboratif, de manière beaucoup plus pratique, rapide et surtout beaucoup moins coûteuse qu’avec un robot industriel traditionnel.
- La problématique liée à la sécurité
Les robots industriels traditionnels ont été créés pour prendre la place des opérateurs à certains niveaux de la ligne de production afin de réduire les problèmes de santé des salariés et afin d’augmenter la cadence de production. Afin d’ atteindre une cadence élevée, le robot doit ainsi réaliser de rapides mouvements, parfois puissants.
Ces mouvements rapides représentent un réel danger pour les personnes environnantes. Les robots traditionnels n’étant pas dotés de capteurs particuliers, ils ne permettent pas de détecter la présence d’un humain à très grande proximité et peuvent être à l’origine d’incidents. C’est la raison pour laquelle les robots traditionnels sont entourés de cages permettant ainsi de n’autoriser personne dans la zone d’intervention autour du robot.
Les cobots sont, eux, créés pour interagir de manière intelligente avec les humains. Dotés de capteurs permettant de stopper le robot en cas de contact non désiré avec un élément extérieur, fabriqués avec des cadres beaucoup plus légers et arrondis, ils sont beaucoup plus sûrs pour les opérateurs et permettent de sécuriser l’environnement de travail d’opérateurs. La vitesse et la puissance des cobots est également contrôlée et régie par des normes de sécurité pour ne représenter aucun danger pour les opérateurs.
- La problématique liée au coûts :
La première motivation pour l’achat d’un robot industriel ou d’un robot collaboratif est la recherche d’une augmentation de la productivité. Cette motivation est notamment justifiée lors de l’achat d’un robot industriel traditionnel car il permet d’augmenter la cadence à laquelle les tâches sont accomplies ainsi que la précision avec laquelle elles sont réalisées.
Toutefois, les robots industriels sont extrêmement coûteux et le retour sur investissement pour l’achat d’un robot industriel peut être calculé sur de nombreuses années. Ils sont donc difficilement accessibles pour les entreprises de petites et moyennes tailles, d’autant plus qu’ils ne répondent pas à tous les besoins (manque d’agilité, concentration sur un unique produit…).
Les robots collaboratifs, aussi appelés cobots, eux, sont beaucoup plus accessibles que les robots traditionnels. En effet, le coût d’un cobot est bien moindre qu’un robot traditionnel, tant financièrement que sur l’allocation de l’espace et du temps à consacrer au déploiement. Cela permet ainsi aux robots collaboratifs d’optimiser le ROI, le rendant particulièrement attirant pour les entreprises.
Le cobot au coeur du processus d’amélioration
Les raisons évoquées ci-dessus ne sont pas les seules raisons pour lesquelles les cobots sont au cœur de l’industrie 4.0.
Ce qui permet de distinguer les robots traditionnels et les cobots, c’est également le fait que ces derniers soient connectés. L’IoT, l’Internet of Things, est au cœur du fonctionnement des robots collaboratifs (on parle alors d’IoRT.)
Équipés de capteurs, ils offrent aux entreprises une visibilité globale des éléments au sein de leur usine, à tous niveaux. L’information est disponible à la fois au niveau des capteurs, mais aussi au niveau des cobots, de la ligne de production, et même et au niveau de l’usine toute entière.
Les robots collaboratifs peuvent être équipés de tout un ensemble de capteurs à l’origine d’une multitude de données pertinentes : capteurs de position, de température motrice, de couples, de collisions, de vibrations, etc.
Les informations recueillies grâce aux équipements présents sur les cobots nécessitent d’être traitées. En effet, il est important d’analyser les informations obtenues en vue de proposer des améliorations des processus de production afin de gagner en productivité et en efficacité.
Les informations (la data) obtenues permettent de mesurer les indices clés de performance de la production, détectant ainsi les dysfonctionnements, les faiblesses et permettant ainsi la mise en place d’un système de maintenance prédictive. Cela permet d’anticiper les pannes, connaître l’origine des faiblesses du processus de production, de s’assurer que les machines sont correctement calibrées pour une utilisation optimale, pour anticiper les cycles de maintenance et pour intervenir physiquement dès qu’il est nécessaire.
Ces informations permettent aussi d’informer les équipes sur la productivité globale de la ligne production.
L’ensemble des informations obtenues grâce aux capteurs présents sur les cobots peuvent être incorporées dans le calcul du ROI (return on investment, retour sur investissement).
Conclusion
Les évolutions de consommation sont donc à l’origine même de la quatrième révolution industrielle. En effet, les consommateurs ont des envies de plus en plus précises, des produits faits sur-mesure nécessitant un élargissement important des références proposées par les entreprises. La saisonnalité est également un élément de plus en plus pris en compte par les consommateurs.
Il est donc primordial pour les entreprises de se tourner vers une production customer centric, afin de répondre aux mieux aux besoins des consommateurs qui évoluent au fil des saisons et au fil des années.
Si les robots traditionnels méritent encore et toujours leur place au sein de l’industrie, même celle du futur, les cobots sont eux le premier pilier technologique de cette industrie du futur, permettant aux entreprises de continuer à répondre aux demandes des consommateurs en temps réel en adaptant leur processus de production grâce à des outils flexibles et agiles.