# La robotique mobile dans l'industrie
- Aperçu technologique
- Conseils pratiques pour faciliter le déploiement de robots mobiles
- Vers une nouvelle génération de robots mobiles intelligents
parution : édition 2024
niveau de lecture : facile
public concerné : tout public
durée de lecture : 7 mn
Aperçu technologique en robotique mobile
DE l'AGV à l'AMR
La robotique mobile englobe une variété de systèmes autonomes tels que des véhicules porteurs à charge unitaire (palette, bac...), des remorqueurs ou même des robots collaboratifs mobiles.
Capables de se déplacer sans intervention humaine dans des environnements variés, ils contribuent très souvent à optimiser les flux intra-logistiques. Ils assurent ainsi le transport de matière première, de marchandises ou de palettes d’un point à l’autre d’une usine ou d’une plateforme logistique. Les domaines d’application les plus fréquents sont l’approvisionnement des lignes de production, l’aide à la préparation de commandes et au systèmes de stockage automatisé.
Actuellement il existe une grande diversité de robots mobiles sur le marché. Ces robots se distinguent par leurs caractéristiques physiques et leurs technologies embarquées. Ainsi, les véhicules à guidage automatique (AGV) et les robots mobiles autonomes (AMR) peuven effectuer des tâches similaires mais leur différence réside dans leur système de navigation.
AGV : Véhicule à guidage automatique
Apparus dès les années 50/60, les AGV (véhicules à guidage automatique) transportent des articles sur des trajets préprogrammés. Ils se déplacent en suivant un parcours matériellement identifié par une bande magnétique, un fil inductif ou des balises numériques telles que des flashcodes, des étiquettes RFID.
Ils sont dotés de capteurs de sécurité leur permettant d’évoluer dans des environnements ouverts. Ainsi, en présence d’obstacles temporaires sur leur parcours, les AGV s’arrêtent et attendent la disparition de ces derniers pour reprendre leur cheminement.
Au fil des années, cette technologie s’est largement déployée dans le monde et notamment dans le secteur de la supply-chain automobile pour rationaliser les flux de travail.
AMR : Robot mobile autonome
Les années 2000, marquent l’apparition des AMR (Robots Mobiles Autonomes). Contrairement aux AGV, les AMR ne sont pas autoguidés. Ils déterminent un parcours optimal puis l’adaptent en temps réel pour atteindre la destination qui leur a été assignée.
Ainsi, en présence d’un obstacle ou d’un humain, les AMR ont la capacité de le contourner en déterminant une trajectoire alternative. Pour cela, ils s’appuyent sur les informations reçues de leurs capteurs de navigation avancée (LIDAR et caméras) et sur leurs algorithmes de localisation et de cartographie simultanées (technologie SLAM).
Les technologies telles que la perception visuelle, la cartographie simultanée et la planification de trajectoire accroissent la faculté d’adaptation des AMR à leur environnement, Les AMR sont devenus incontournables dans le secteur de la logistique.
Aujourd’hui, ils se frayent un chemin dans un monde industriel à la recherche d’une flexibilité opérationnelle accrue. Ils peuvent ainsi venir en remplacement des systèmes de convoyage traditionnels et contribuent de ce fait, à simplifier les installations. Si les tâches de transport et les trajets viennent à varier, les AMR apparaissent comme une solution à étudier de près.
UN marché en pleine croissance
Les constructeurs étoffent régulièrement leur gamme pour automatiser un nombre croissant de process
Toutes les études convergent. Le marché mondial de la robotique mobile (AGV/AMR) poursuit sa croissance à un rythme soutenu.
Selon Interarct Analysis plus de 120 000 AGV et AMR ont été livrés en 2022 et le cabinet d’études prévoit que les livraisons augmenteront de plus de 30% en 2024.
Pour Research and Markets, le marché mondial devrait atteindre plus de 30 milliards de dollars en 2026 avec un taux de croissance annuel plus soutenu pour les AMR que les AGV.
Aujourd’hui, l’analyse du marché révèle une tendance à la croissance soutenue, alimentée par la demande d’automatisation dans divers secteurs (l’industrie mais aussi la Santé, le BTP ou l’Agriculture). Il existe un réel dynamisme autour de la robotique mobile à la fois porté par l’élargissement des champs d’applications mais également par la diversité de ses acteurs.
CONSEILS PRATIQUES POUR FACILITER LE DEPLOIEMENT DES ROBOTS MOBILES
Il convient d'identifier les tâches susceptibles d’être exécutées par des robots mobiles et d’envisager le projet d’automatisation dans sa globalité. Pour cela, il convient de clarifier les besoins en prenant en compte les impacts humains, organisationnels et économiques qui y sont associés. Une fois cette première étape franchie, voici quelques critères pour orienter votre choix.
- Etude de l'environnement de travail du robot mobile : étudier les contraintes physiques (espace ouvert/couloir étroit), les obstacles potentiels, le type de surface (sol lisse ou irrégulier, avec ou sans franchissement ... ), les exigences de sécurité (salle blanche, zone Atex, zone humide ...) qui pourraient avoir un impact sur la navigation.
- Charge utile et encombrement : déterminer la charge et le volume des matières/objets/marchandises à transporter.
- Navigation, sécurité et conformité : S’assurer que l'AMR respecte les normes de sécurité applicables, notamment celles liées à la robotique collaborative. Vérifier les équipements : nombre de caméras, lidars et autres capteurs afin de garantir une navigation sûre et précise du robot mobile dans son environnement.
- Adaptabilité et modularité : Dans un environnement industriel dynamique, certains robots peuvent être aisément reconfigurés pour effectuer de nouvelles tâches, Par exemple, la partie basse du robot reste toujours la même et son “Top module” peut être adapté selon le type d’application (convoyeur modulaire, systèmes de bacs)
- Intégration avec les systèmes existants : Évaluer la facilité d'intégration de l'AMR avec les autres systèmes logiciels et matériels existants (automates ou des systèmes de gestion des entrepôts type WMS)
- Coût Total : achat + installation + exploitation (maintenance matérielle et logicielle, énergie), ainsi que la durée de vie prévue de l'AMR et de ses batteries.
- Support et SAV : Privilégier un fournisseur reconnu offrant un support technique solide, des mises à jour logicielles régulières et un SAV efficace.
- Dimensionnement de l’installation : faut-il un ou plusieurs robots mobiles pour les opérations à exécuter ? Pour cela il faut caractériser les flux et les temps de cycle pour croiser ces informations avec les caractéristiques matérielles et software des solutions pressenties. Faut-il recourir à un logiciel de gestion de flottes ? Si oui, s’agit-il d’un logiciel constructeur mono marque ou permet-il de piloter des robots de marque et technologies différentes (compatible norme VDA5050) ?
VERS UNE NOuvelle génération de robot manipulateur mobile ( MoMa )
Les récentes avancées technologiques en robotique, vision et IA ouvrent la porte à de nouvelles applications toujours plus complexes. Les progrès dans les capteurs et les algorithmes de traitement d’images et de données permettent aux robots de percevoir leur environnement avec précision. Ils facilitent la reconnaissance d'objets, la prise de décision et l'adaptation aux changements.
Aujourd’hui, l’émergence d’une nouvelle génération de robot manipulateur mobile ( MoMa ) marque une nouvelle étape dans l’ère de l’automatisation flexible. Ces robots hybrides qui combinent un bras robotisé sur une base mobile, peuvent s’avérer de précieux assistants de production.
Pour l’heure, ces systèmes sont encore assez peu nombreux. A côté de systèmes propriétaires comme Omron ou Stäubli, on notera l’apparition de quelques solutions plus ouvertes et personnalisables proposées par des intégrateurs tels que MECACONCEPT.
Prenons l’exemple du Robot Manipulateur Mobile développé par MECACONCEPT.
Avant toute chose, le Robot Assistant Mobile est conçu de façon à être intégralement personnalisable selon les besoins clients. Son développement est principalement basé sur une approche générique et non pas matérielle. Cette particularité confère au système une grande souplesse d'exploitation et d’adaptation.
Il répond aux besoins de chargement/déchargement de machines, d’alimentation de lignes de production ou de contrôles qualité.
Son logiciel embarqué intègre les principaux protocoles de communication qui lui permettent d’échanger des informations et de coordonner ses actions avec les autres acteurs (automates/pilote de ligne/opérateurs ).
TENDANCES ET ORIENTATIONS
Les avancées technologiques rapides offrent des possibilités infinies pour améliorer l'efficacité, la productivité et la sécurité dans divers secteurs. Les industriels se retrouveront bientôt avec une pléthore de possibilités et de nouveaux défis à relever. Comment gérer de manière optimisée des flottes hétérogènes de robots mobiles (multitechnologies et fournisseurs différents) ? Comment faire cohabiter des anciennes et des nouvelles machines ? La standardisation de la communication représente un axe majeur des développements à venir. Ce besoin a d’ailleurs été confirmé par l’arrivée très récente de la norme VDA5050. A suivre....
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