La collaboration humain-robot pour autonomiser l’industrie manufacturière européenne
Les installations de production qui avaient été délocalisées vers les marchés émergents font leur grand retour sur le sol européen. Le secteur manufacturier traverse un changement de paradigme en ce qui concerne les modes de production, délaissant une configuration traditionnelle à forte variabilité et faible volume au profit d’une faible variabilité et d’un fort volume de produits. Du fait de ce changement, les travailleurs d’usine sont soumis à une pression croissante pour tenir la cadence, pression qui augmente le risque d’erreur et de blessure. Une collaboration humain-robot (CHR) plus étroite est une solution possible. «En travaillant aux côtés des humains et en exécutant certaines des tâches de fabrication les plus délicates et risquées, les robots pourraient révolutionner la fabrication, rendant les usines plus sûres et plus productives», explique Matteo Zanaroli, responsable du financement de l’innovation du groupe chez Datalogic. Avant que les humains et les robots puissent commencer à collaborer, ils doivent d’abord apprendre à s’entendre. C’est là qu’entre en jeu le projet ROSSINI (RObot enhanced SenSing, INtelligence and actuation to Improve job quality in manufacturing), financé par l’UE. Ce projet s’attache à concevoir et à développer des robots capables d’évoluer en toute sécurité dans les usines afin d’améliorer la qualité du travail, de renforcer la flexibilité de la production et d’accroître le rendement. «Ce projet cherche systématiquement à aplanir les obstacles qui entravent l’adoption à grande échelle des systèmes CHR, notamment les problèmes de sureté et les préoccupations des employés en matière de sécurité de l’emploi», fait remarquer Matteo Zanaroli, coordinateur du projet.
Une solution à sept couches
On retrouve, au cœur du projet, une plateforme avancée, automatisée et collaborative. Elle est constituée de sept couches, dont une couche de détection capable d’analyser un scénario et d’identifier les éventuels dangers, ainsi qu’une couche de perception qui indique les espaces de travail sûrs. «Elle comporte également une couche cognitive qui fait office de cerveau pour le robot, laquelle optimise ses mouvements et ses tâches tout en lui permettant de reconnaître et de prendre en compte les facteurs humains», précise Matteo Zanaroli. «Arrive ensuite la couche de commande, qui exécute l’action optimale identifiée par la couche cognitive.» Étant donné que ces robots sont amenés à travailler aux côtés des humains, la plateforme intègre une couche humaine, qui aide les premiers à comprendre les préférences des seconds. «Cette couche veille à ce que le robot comprenne bien que sa mission consiste à exécuter des tâches complexes, répétitives et risquées, laissant le travail de plus haut niveau aux humains», ajoute Matteo Zanaroli. «Cette couche vise à répondre aux préoccupations très réelles des employés de voir leurs tâches automatisées ou leur poste remplacé par des robots.» Les dernières couches, mais non les moindres, incluent celle chargée de l’actionnement, qui permet au robot de démarrer, de se déplacer et de s’arrêter rapidement et d’utiliser son bras et ses articulations avec précision, et celle responsable de l’intégration, qui assure la sécurité même en cas d’accident imprévu. «Toutes ces couches sont intégrées dans la plateforme ROSSINI et sont adaptables à des robots de différentes tailles et complexités», explique Matteo Zanaroli.
Des essais dans le monde réel
La plateforme ROSSINI est en cours de validation sur trois sites industriels réels. Matteo Zanaroli ajoute que des démonstrateurs partiels sont déjà en service et ont livré des résultats prometteurs. «Les résultats préliminaires représentent une avancée majeure pour le paradigme CHR», conclut-il. «Par exemple, nous avons déjà montré que l’étendue de la collaboration du robot peut être élargie à l’aide du contrôleur de la couche de sécurité.» Lorsque les essais seront terminés, le projet portera son attention sur la normalisation. Il devrait se terminer en mars 2022.
Mots‑clés
ROSSINI, collaboration humain-robot, robots, fabrication, usines