Robotique : Quand les délocalisations font place à la… « robocalisation » ! Outils de production flexibles par excellence, les robots gagnent de plus en plus d’industries. Au-delà de son marché « traditionnel » qu’est l’automobile, les robots, de part la large gamme d’opérations de manutention et de process qu’ils proposent, sont plus que jamais des outils intéressants pour améliorer la rentabilité d’une production. Encore faut-il bien élaborer son projet de robotisation… C’est en 1962 que le précurseur Joseph Engelberger met au point le premier robot industriel. Depuis, les robots n’ont cessé de progresser à tous niveaux : mécanique, motorisation, électronique de commande et de puissance, lois de mouvement, programmation, interface homme-machine. Cela a permis d’améliorer la cinématique et la dynamique, d’augmenter la précision, la répétabilité, la vitesse et la fiabilité. Désormais les robots, informés sur l’environnement par des systèmes de transfert, connaissent un développement important. Les opérations de détection et de prises de pièces en vrac sur un convoyeur peuvent ainsi être réalisées par un robot connecté à un système de vision industrielle… Performance en hausse, prix en baisse… Les robots s’avèrent être des outils de production flexibles, permettant à de nombreuses entreprises d’éviter les frais de délocalisation, en maintenant productivité et qualité, tout en préservant leur viabilité économique (un robot travaille 24 heures/24 et maintient un niveau de qualité constant).   L’importance de la conception de la cellule robotisée ! Les 3 phases du projet de robotisation   L’importance de la conception de la cellule robotisée ! Pour atteindre ce niveau de réussite, il est important de maîtriser la conception de ce que l’on nomme la cellule robotisée. Cette dernière est constituée non seulement par le(s) robot(s) le(s) plus approprié(s) (nombre de degrés de liberté, cinématique, performances) mais aussi par l’optimisation de son implantation dans la cellule (trajectoires et postures dans le but de minimiser le temps du cycle global des opérations). Cela permet de réduire les contraintes dynamiques sur les mouvements et les contraintes sur le rayon de courbure des câbles d’alimentation, de la pince ou de l’outil fixé sur le poignet du robot. Enfin, il importe de tenir compte des équipements périphériques choisis. Ainsi, les logiciels de CAO robotique permettent aujourd’hui, en phase de conception, d’étudier l’optimisation complète d’une cellule robotisée et de calculer les temps de cycles des opérations à réaliser. En phase d’exploitation, ils permettent de réaliser et de tester, avant un changement de série, par programmation hors ligne, les nouvelles trajectoires sur la série suivante. Ce qui offre l’avantage de réduire le temps d’arrêt de production entre chaque nouvelle série… et augmente la réactivité et la productivité en production. Des éléments importants à bien maîtriser d’autant qu’un projet de robotisation est un processus ponctuel de changement que l’entreprise n’a pas l’habitude de gérer. Se démarquant des approches « classiques » d’automatisation, un projet de robotisation se doit de suivre une trame structurée pour être une entière réussite. Aussi, c’est bien en amont de l’investissement que l’industriel et le fabricant de robots doivent engager un partenariat étroit, afin de bénéficier au mieux des compétences de chacun, tant d’un point de vue technique, qu’économique et humain.   Les 3 phases du projet de robotisation Un projet de robotisation se mène en 3 temps : l’avant projet, servant à définir les besoins et à approcher sa rentabilité, le projet, qui se déroule après la passation d’une commande jusqu’à la mise ne production, le bilan, faisant un point technique, économique et humain après quelques mois d’exploitation. 1er temps : l’avant projet… De la définition du besoin à la rentabilité du projet ! Le choix de l’opération à robotiser doit se faire de manière judicieuse, en prenant en compte les améliorations dans le procédé de fabrication. Il s’agit ici de déterminer les objectifs en termes de qualité, de taux de disponibilité et d’engagement des machines, du coût et du volume de production, etc. En règle générale, il convient de choisir un poste simple à robotiser et rapidement rentable. Cela afin d’établir un cahier des charges préliminaires contenant les éléments nécessaires à la détermination de la meilleure solution : application ou procédé à réaliser, volume de production, caractéristiques (poids, dimension, matière, aspect, etc.) et nombre de pièces à traiter, gamme opératoire, opérations périphériques en amont et en aval, machines impliquées dans le procédé, environnement dans lequel le robot doit évoluer (température, humidité, etc.). D’autre part, il est essentiel de passer par une phase de recherche et de validation des solutions, tant d’un point de vue technique qu’économique, en déterminant précisément les équipements nécessaires au bon fonctionnement de l’installation. Selon la complexité de l’application, des études CAO peuvent être menées pour valider le choix du robot, son implantation, les temps de cycles… Autre moyen : les essais de faisabilité peuvent être réalisés en grandeur réelle dans un atelier. Ces essais permettent de tester et valider si l’opération est « robotisable », dans les conditions demandées. Un calcul de rentabilité doit également être opéré. Ici, les facteurs à prendre en compte sont le coût de la main d’œuvre directe, l’augmentation du volume et des rendements de production (qualité, rebus, consommables, etc.), la diminution des stocks, grâce à la flexibilité accrue de l’installation. De même, il importe de prendre en compte la valeur résiduelle du robot qui peut être reconverti dans une autre application… Dans les coûts, il faudra prendre en compte la consommation d’énergie (faible), la maintenance et l’amortissement. On le voit, il convient de déterminer tous ces paramètres et de bien avoir à l’esprit qu’un gain réalisé à l’achat d’un robot peut se révéler dérisoire au regard des risques encourus (retards, perte de production, panne….) en cas de mauvais choix technique… Aussi, le choix du « bon » fournisseur est pour l’investisseur une garantie de réussite. Un élément rapidement mesurable dès les premiers contacts avec les fournisseurs potentiels. 2e temps : le projet… Un déroulement méthodique de la mise en œuvre, pour garantir le succès ! Pour être mené à bien, un projet de robotisation ne peut se passer d’un chef. D’autant, que d’une manière générale, un projet robotique fait intervenir un grand nombre de fournisseurs. Homme orchestre, le chef de projet se doit d’être le coordinateur de l’ensemble des intervenants, en assurant le suivi général du projet et en étant le garant des performances globales (planning, coûts, etc.). La plupart du temps, c’est une société spécialisée dans l’intégration de robots qui mène à bien cette fonction. Il convient également de prendre en compte lors de cette phase l’aspect humain de l’arrivée du robot ! Aussi, il est important de préparer le personnel pour maintenir un climat de confiance ; le robot n’étant pas un concurrent des salariés. L’intégration de la robotique dans l’entreprise doit permettre à chacun de mesurer les avantages qu’elle induit, et de mieux mesurer les ambitions de l’entreprise… Autant d’éléments qui peuvent apporter aux salariés une motivation supplémentaire. Enfin, indispensable à la réussite du projet et du démarrage de l’installation, la formation est un préalable incontournable à l’utilisation efficace du matériel… comme à son évolution future. Aussi, avant son arrivée, il convient de former le personnel à la conduite de l’installation, tout comme il faut former le personnel de maintenance au maintien du robot. Des éléments importants à voir avec le fournisseur. 3e temps : Prendre la mesure du succès ! Après quelques mois d’exploitation, il ne reste plus qu’à tirer le bilan du projet de robotisation. Un bilan qui doit prendre en compte autant les aspects techniques, économiques qu’humains. Cela pour prendre conscience de la réelle efficacité de l’opération menée et de l’atteinte des objectifs définis au préalable. Quoi qu’il en soit, l’industriel ne doit pas rester seul pour faire naître son projet de robotisation. Conscient des enjeux économiques qu’il recouvre, ce n’est qu’au travers des expériences des constructeurs, intégrateurs, roboticiens qu’il pourra juger du bien-fondé de sa démarche, choisir la solution la plus adaptée, diminuer les coûts de son investissement, rationnaliser les fonctionnalités, simplifier les automatismes, comme assurer la mise en œuvre.