Une collaboration homme-robot plus sûre pour les lieux de travail du futur
Les usines du futur dépendront du développement d’arrangements hybrides assemblage/conditionnement sûrs, rentables et basés sur la collaboration homme-robot. Le secteur européen de la fabrication est toutefois confronté à des problèmes de mise en œuvre qui pourraient être résumés par un manque de capacité d’adaptation, de flexibilité et d’intégration verticale. Le projet SYMBIO-TIC (Symbiotic Human-Robot Collaborative Assembly: Technologies, Innovations and Competitiveness), soutenu par l’UE, a créé des outils pour les industries réticentes à adopter la robotique quand leurs tâches et processus actuels sont généralement considérés comme trop complexes pour être automatisés. Ceux-ci comprenaient: un système anti-collision, un outil de planification et de contrôle pour surveiller et réorganiser les tâches d’assemblage, des commandes intuitives de contrôle des robots et un système d’aide au travailleur en temps réel, adapté aux niveaux de compétence et de qualification des travailleurs, ainsi que des séquences de montage évolutives. Une solution multimodale symbiotique La collaboration homme-robot exige un investissement initial élevé et fait souvent face à une pénurie de compétences en programmation, au manque de flexibilité des robots préprogrammés dans des environnements dynamiques ainsi qu’à des problèmes de sécurité. Par ailleurs, il n’existe ni norme commune ni réglementation correspondante, ce qui aboutit à l’interdiction actuelle, fondée sur des questions de sécurité, du travail en étroite collaboration entre humains et robots dans un environnement partagé. L’équipe SYMBIO-TIC a élaboré sa solution modulaire après avoir analysé la chaîne de montage collaborative homme-robot et identifié les éléments essentiels manquants. Selon le coordinateur du projet, le professeur Lihui Wang, de l’Institut royal de technologie, ou KTH, en Suède: «Lorsqu’un travailleur se rend sur une chaîne de montage robotique, la première priorité concerne la sécurité. La seconde consiste à traiter le robot comme un coéquipier. Enfin, au niveau du système, l’interaction homme-robot doit être surveillée et coordonnée.» La contribution de SYMBIO-TIC offre un système qui rend les robots industriels traditionnels sûrs, intelligents et collaboratifs. «Cette approche constitue une entrée en matière aisée pour les industries qui hésitent à s’intéresser au travail collaboratif homme-robot», explique le professeur Wang. La puissance du système réside dans l’inclusion de «blocs fonctionnels» contenant chacun plusieurs algorithmes associés à des entrées de données et d’événements qui peuvent ensuite être utilisés comme des entrées pour les blocs suivants. Cela apporte davantage de souplesse et d’adaptabilité aux codes de commande rigides, comme par exemple la possibilité de modifier la trajectoire d’un robot si un humain s’en approche. L’équipe a déjà achevé la prévention des collisions pour la protection des travailleurs et développe actuellement un démonstrateur, qui devrait être prêt d’ici la mi-mars 2019 et qui intègre l’ensemble des modules et des sous-systèmes afin de présenter la solution complète. Ce démonstrateur sera basé chez Volvo Cars, en Suède, où il assemblera un système d’équilibrage de masse (MBS) dans une voiture, mais en dehors de l’environnement de production habituel. Après cela, l’équipe cherchera de nouveaux partenaires pour préparer la technologie en vue d’une commercialisation. Des agents intelligents SYMBIO-TIC soutient la compétitivité accrue des industries européennes grâce à ces technologies génériques. Plus spécifiquement, le système intégré augmentera la productivité: en raccourcissant les chaînes de montage, en réduisant le temps d’inactivité des travailleurs/robots et en introduisant un contrôle rapide des robots, vocal, visuel et tactile, évitant ainsi tout besoin en matière de compétences en programmation. Cela permet d’envisager un avenir où les opérateurs d’assemblage seront des «agents intelligents» travaillant avec des robots au sein d’une équipe cohérente et efficace, communiquant et contrôlant naturellement leurs collègues robots par la parole, la langue des signes et/ou le toucher. «Nous travaillons à une meilleure durabilité environnementale et sociale grâce à un contrôle robotique écoénergétique et à des environnements de travail ergonomiques. Ceci améliore la vie des travailleurs et favorise l’égalité des sexes, car les travailleuses peuvent également effectuer des tâches pénibles, avec un soutien robotique», explique le professeur Wang. «De tels agents intelligents, quel que soit leur sexe, leur taille, leur âge et leur force physique, peuvent faire le même travail efficacement.» Le système entretiendra également la qualité du produit, l’homme restant le responsable final des inspections et des ajustements nécessaires.
Mots‑clés
SYMBIOTIC-TIC, robot, automatisation, usine, sécurité, chaîne de montage, fabrication, algorithmes
