Note de l'éditeur : cet article est basé sur la présentation « Getting Started With Mobile Robots » de Robert Bollinger, Dynamic Horizons Automation Solutions, lors de la conférence Automate, le 22 mai 2023, à Détroit.
Aujourd’hui, trouver des travailleurs dans n’importe quelle industrie est un défi. Dans cette optique, les entreprises manufacturières doivent tirer le meilleur parti des travailleurs qu’elles emploient.
Dans de nombreuses installations, des travailleurs hautement qualifiés se retrouvent à déplacer des matériaux ou des produits d'un processus de fabrication à un autre ou à déplacer des pièces vers un laboratoire de qualité pour inspection. Ces entreprises manufacturières doivent prendre conscience d’une vérité importante : la mobilité n’est pas une activité à valeur ajoutée. Les robots mobiles autonomes (AMR) peuvent gérer certaines de ces tâches de déplacement de matériaux, et les travailleurs hautement qualifiés peuvent être redéployés vers des activités plus vitales et plus rentables.
Comprendre la terminologie
Les AMR, également appelés robots mobiles industriels (IMR) dans certaines conversations, suivent un chemin programmé, mais utilisent des capteurs et des systèmes de vision pour contourner les obstacles sur leur chemin. Les personnes qui travaillent dans le secteur manufacturier depuis plusieurs années connaissent probablement les véhicules à guidage automatique. Ils assurent également un mouvement automatisé des matériaux, mais ces appareils suivent des chemins désignés et ne peuvent pas contourner les obstacles sur leur chemin. Les itinéraires fixes sont généralement définis par des fils, des bandes magnétiques ou des capteurs. À mesure que les AMR sont devenus plus avancés et plus fiables, ils sont devenus une alternative aux AGV.
Les AMR continuent également de devenir plus flexibles. Certains modèles plus récents peuvent en fait choisir des chemins préférés en fonction du temps et de la quantité de trafic dans un atelier.
ANSI/RIA R15.08 est la norme qui couvre non seulement les classifications des AMR, mais également la sécurité. (La Robotics Industries Association, ou RIA, est désormais connue sous le nom d'Association for Advancing Automation. ANSI est l'American National Standards Institute.) La norme regroupe les AMR en trois catégories.
IMR de type A sont des unités qui assurent le mouvement matériel de base entre deux points. L'unité s'appuie sur les informations fournies sur la disposition et les données numérisées au laser pour fonctionner de manière indépendante dans un environnement de fabrication. Certaines de ces unités peuvent être assez petites, mais elles peuvent également supporter des charges beaucoup plus importantes, selon leur conception. Ils peuvent également remplir des fonctions telles que disposer d'un ascenseur qui permet à l'AMR de se déplacer sous une charge, de faire monter la surface supérieure pour soulever la charge et de se diriger vers la destination programmée.
IMR de type B sont modifiés pour permettre à l'unité d'effectuer son travail. Un bon exemple serait les fourches qui permettent à l'AMR de ramasser une palette de matériel et de la déplacer. L'AMR est conçu pour être contrebalancé, comme un chariot élévateur, mais il peut fonctionner en mode entièrement automatisé. Ces types de dispositifs pourraient être utilisés pour importer des outils d'un entrepôt ou pour réapprovisionner des pièces dans un magasin. Kanban étagère.
IMR de type C sont ce que la plupart des gens envisagent lorsqu’ils pensent à un IMR. Dans ce cas, quelque chose comme un cobot est placé sur la plateforme de l'AMR. En utilisant l'unité et la configuration complémentaire, le véhicule peut se déplacer vers différents endroits et exécuter des fonctions distinctes. L'utilisation la plus courante de ce type IMR est probablement l'entretien des machines, où le véhicule se déplace dans une position permettant au cobot de décharger une pièce finie, de la déposer dans un bac, puis de charger une nouvelle ébauche dans la même usine. En fonction du temps de cycle nécessaire à la création de la pièce, le même IMR peut interagir avec plusieurs machines-outils.
Considérations sur la RAM
Si une entreprise souhaite minimiser l’implication des opérateurs dans le mouvement des matériaux ou des pièces, les AMR sont évidemment très attractifs. Que doivent garder à l’esprit ces entreprises lors de leur recherche d’automatisation ?
Gardez une vision large. Parfois, les gens, lorsqu’ils se lancent dans les nouvelles technologies, peuvent être très myopes. Ils se concentrent sur un défi particulier qui doit être résolu, alors qu’en réalité ils devraient examiner l’ensemble de l’opération.
L’accent initial peut être mis sur le déplacement des pièces vers un entrepôt, mais est-ce vraiment là où un AMR peut faire la différence ? Le véhicule pourrait être utilisé pour apporter des pièces à un laboratoire d’assurance qualité ou ailleurs.
Une réflexion globale pourrait également influencer la sélection de l’intégrateur ou du fournisseur de robots qui contribuera à la mise à niveau de l’automatisation. Par exemple, une entreprise ne souhaite peut-être pas rester coincée dans une relation avec un fournisseur qui ne s'occupe que de petits robots alors qu'il peut également être nécessaire de déplacer des charges lourdes ou des palettes.
Choisissez le bon partenaire. De nombreux experts en automatisation sont disponibles et ils offrent tous une perspective unique. Ils comprennent des intégrateurs d’automatisation, des fabricants de robots et des consultants en sécurité. Dans certains cas, la consultation, les robots et l'intégration sont assurés par la même entreprise. Dans d'autres cas, un intégrateur peut sélectionner l'AMR et un fabricant de robots sélectionne tous les accessoires susceptibles d'être impliqués. D’une manière ou d’une autre, ces parties seront impliquées dans la mise en place d’un AMR. Il est désormais très rare que les utilisateurs finaux assemblent eux-mêmes ces systèmes complets.
L’intégrateur est la clé de ces investissements en automatisation. Ils possèdent les compétences et l'expérience nécessaires pour prendre en compte non seulement la sélection des équipements, mais également les préoccupations annexes, telles que l'intégration dans le logiciel du système d'exécution de la fabrication (MES) d'une entreprise.
A noter qu’un équipementier peut aussi parfois jouer le rôle d’intégrateur. Une entreprise doit choisir le partenaire d’intégration qui peut effectuer le travail et avec qui elle entretient de bonnes relations.
Effectuer une évaluation des risques. En raison de la diversité des offres de véhicules, des applications et des environnements, une évaluation des risques est absolument nécessaire pour une intégration AMR. Une entreprise doit déterminer quelles sont les tâches et où ces unités pourraient interagir avec les gens. Des contre-mesures appropriées doivent être mises en place en cas d’interaction humaine.
En règle générale, les intégrateurs se chargent de l'évaluation des risques pendant le processus de mise en œuvre. Si un utilisateur final a choisi de prendre en charge lui-même le déploiement de l'AMR ou si l'intégrateur n'a pas proposé un tel service, des consultants en sécurité sont disponibles pour apporter leur expertise.
Considérez les spécifications de conception de l'AMR. Que faut-il déplacer ? Quelle est la taille de la charge utile typique ? La charge utile sera-t-elle stable ? Où la charge utile doit-elle être livrée ? L’AMR peut-elle choisir son propre itinéraire ou y aura-t-il des itinéraires privilégiés ? Avec quelles interfaces le véhicule peut-il avoir besoin d’interagir ?
Une entreprise doit également penser aux chargeurs. Quelle sera la manière la plus efficace pour une unité de s’arrêter et d’être chargée ?
N'oubliez pas l'environnement de travail. Des changements drastiques de température peuvent affecter les performances de certaines unités. Aussi, le véhicule doit-il composer avec des zones humides liées au nettoyage des pièces par exemple ?
De plus, la configuration physique des routes potentielles pour les RAM doit être explorée. Les rampes peuvent poser un défi ; les escaliers sont évidemment à éviter. Quelle est l’étroitesse des allées ? Quels objets temporaires, tels que des cartons, pourraient se trouver dans ces allées pour compliquer davantage les déplacements ? Les véhicules doivent-ils passer par des portes ?
La conversation sur les portes est importante car une entreprise ne veut pas qu'un AMR s'arrête juste devant une porte coupe-feu au cas où une alarme se déclencherait. C’est un scénario qui ne conviendrait pas à un responsable de la sécurité.
Attention!
Le marché de la RAM connaît une croissance rapide. Les normes évoluent. De nombreuses nouvelles entreprises d’automatisation entrent dans le secteur pour promouvoir leur propre technologie AMR. Avec tout cela à l’esprit, un fabricant doit maintenir un scepticisme sain quant à ce qui lui est dit. Ils ne peuvent pas se permettre d'accepter simplement la parole de leurs partenaires d'intégration d'automatisation, car ces intégrateurs ne connaissent pas parfaitement les activités de leurs partenaires de fabrication.
Par exemple, il y a seulement quelques années, il était courant qu’un intégrateur conçoive un plan AMR permettant l’ajout de quelques autres véhicules dans le futur. Ce n'est pas grave, mais une telle décision reflète-t-elle vraiment l'ampleur du projet requis, d'autant plus qu'un constructeur envisage un horizon de trois à cinq ans ?
L'intégrateur doit également prendre en compte le trafic supplémentaire dans l'atelier. Combien de chariots élévateurs sont actuellement en service et combien sont susceptibles d’en ajouter à l’avenir ? À un moment donné, un atelier est comme une autoroute californienne : un nombre limité de véhicules peut être ajouté avant que des embouteillages ne surviennent. Une entreprise ne peut pas ajouter une quantité infinie de robots.
Une entreprise manufacturière qui envisage des AMR doit également savoir que la couverture Wi-Fi de son installation est cohérente. Ceci est essentiel car presque tous les systèmes du marché utilisent le Wi-Fi pour communiquer des directions aux AMR.
Que se passe-t-il si un AMR perd la connectivité Wi-Fi ? Certains ont tout simplement arrêté. Ils s'arrêteront et attendront jusqu'à ce qu'ils obtiennent une nouvelle connexion. Dans d’autres cas, les véhicules accompliront la tâche, se rendront à une destination désignée et attendront une connexion Wi-Fi offrant un autre itinéraire. La perte du Wi-Fi peut réellement avoir un impact sur le débit.
C’est également le bon moment pour souligner l’importance de tenir le service informatique informé en permanence. Face aux préoccupations liées à la cybersécurité, le personnel informatique met en œuvre des pare-feu de protection et fait très attention à la connectivité cloud. Ce type de décisions pourrait certainement introduire des limites au système de RAM envisagé. C'est pourquoi il est bon que le service informatique et le fournisseur ou l'intégrateur AMR travaillent ensemble pour éviter tout problème potentiel.
Le service informatique peut également être utile en travaillant avec le fournisseur ou l'intégrateur AMR pour créer les interfaces avec les logiciels existants, tels qu'un MES. De nos jours, certains fournisseurs installent des hooks qui permettent à une entreprise de se connecter à certains des systèmes les plus populaires. Dans d'autres cas, il faudra peut-être contacter un entrepreneur pour créer une interface permettant de faire fonctionner les connexions.
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