Du simple bras robotisé à son déploiement à grande échelle, les robots industriels ont dû surmonter de nombreux obstacles, notamment des coûts élevés et une complexité matérielle importante. Les premiers modèles étaient limités par leur infrastructure, nécessitant l'utilisation de chenilles, de rails ou d'aimants. Leur alimentation par batterie limitait considérablement leur autonomie et leurs performances.

Ces vingt dernières années, l'impulsion donnée par l'Industrie 4.0 a considérablement accéléré le développement de la robotique industrielle. Cela ne signifie pas pour autant que la route sera sans embûches : de nombreux défis subsistent. En voici sept parmi les plus courants :

Frais

Le coût élevé de la mise en œuvre représente un défi majeur lors de l'installation de robots industriels. Le processus d'intégration initial est souvent long, complexe et onéreux. Les spécifications des nouvelles tâches peuvent nécessiter une réorganisation de l'espace de travail et une reconversion des robots. Même des modifications mineures apportées à une ligne de production peuvent exiger l'intervention d'un intégrateur spécialisé.

Pour les grandes entreprises, l'intégration de nouveaux systèmes robotiques aux infrastructures et technologies existantes représente un défi de taille. Quant aux PME, elles jugent souvent les coûts injustifiés, voire prohibitifs. De plus, il est indispensable de maintenir les volumes de production et les niveaux de vente pendant la période de retour sur investissement prévue afin de rentabiliser l'investissement initial.

Rigidité

Ce manque de coordination constitue un défi supplémentaire en robotique industrielle. Un seul fabricant fournit non seulement son propre matériel, mais aussi ses propres solutions logicielles. De nombreuses interfaces de programmation (API) sont alors nécessaires pour assurer la coordination entre les différents appareils, et peuvent même nécessiter des logiciels sur mesure. Les technologies robotiques actuelles ne sont pas toujours facilement adaptables, ce qui limite les rôles potentiels des robots. Même les opérateurs de ligne les plus compétents et expérimentés ne parviennent souvent pas à améliorer les processus de fabrication par ce biais.

Une plus grande flexibilité permettrait aux systèmes robotiques de gérer des temps d'intégration et de réintégration plus rapides, ainsi que la réutilisation des robots. Elle permettrait également de reconfigurer les lignes de production et les cellules de travail, et d'offrir la possibilité d'une production diversifiée en petites séries. L'empreinte énergétique d'une usine pourrait être réduite grâce à la fabrication de plusieurs produits sur une seule ligne de production.

Problèmes de sécurité

Les nouvelles technologies exigent de nouvelles procédures, lesquelles introduisent immédiatement de nouveaux risques pour la sécurité au travail. Les robots industriels ne font pas exception et leur sécurité est soumise à une réglementation stricte, assortie de sanctions sévères.

Avant d'intégrer un système de robotisation industrielle, les fabricants doivent s'y préparer et être prêts à créer un environnement de travail sûr, garantissant le respect total des consignes. L'investissement dans les robots industriels serait encouragé si les fabricants parvenaient à trouver un équilibre optimal entre sécurité, polyvalence et rapidité.

compétences de la main-d'œuvre

Les opérateurs doivent également acquérir un nouveau niveau de compétences. Les travailleurs ne maîtrisent généralement pas le fonctionnement des nouveaux types d'équipements et, dans le cas des robots mobiles, ils ne savent pas comment se comporter correctement à leur proximité. Il leur arrive souvent de gêner le passage du robot ou d'être désorientés quant à la répartition des tâches entre les humains et les opérateurs automatisés.

Cette technologie étant encore relativement récente, il n'existe pas de formation académique intégrée comme pour les compétences plus anciennes. De nombreux employés auront donc besoin d'une formation et, en attendant, il faudra recruter du personnel possédant déjà la formation, les certifications et l'expérience requises.

Formation de la main-d'œuvre

Les robots industriels sont conçus pour améliorer la performance globale d'une installation. Cela implique une interaction réciproque entre eux et les humains. Tant que le personnel n'aura pas acquis les compétences nécessaires, l'installation sera bien moins efficace et donc moins rentable. Une formation de base en robotique permettra de sensibiliser les employés au fonctionnement des systèmes robotiques et aux comportements humains attendus. L'efficacité globale peut être améliorée en démontrant l'interdépendance entre les humains et la robotique industrielle.

L'utilisation d'analyses avancées et la collecte de données permettent d'identifier les problèmes clés. Les opérateurs doivent recueillir un maximum de données, notamment la nature et le nombre de trajets effectués par les systèmes robotisés, les temps d'arrêt dus aux erreurs et aux dysfonctionnements, les temps de charge des batteries et les temps d'inactivité. Grâce à ces informations, ils peuvent adapter les processus afin de cibler les problèmes spécifiques et d'améliorer l'efficacité des robots.

Gestion des flux de travail

Il est nécessaire d'évaluer les flux de production afin de déterminer les gains potentiels liés à l'intégration de robots. Cela implique de calculer la vitesse et l'orientation de présentation des pièces aux robots pour garantir une productivité maximale, sans surcharger les systèmes existants. Les observations et l'expérience des opérateurs peuvent être analysées afin d'améliorer les flux de production et d'évaluer l'impact de leurs contributions sur les processus de conception et d'intégration. Cette analyse pourrait également permettre d'évaluer l'effet global sur la performance et les cycles de production, et ainsi d'éliminer les inefficacités.

Dernières avancées

Bien qu'elles puissent servir à des fins très diverses, les problématiques de la robotique industrielle sont relativement similaires. Grâce aux avancées technologiques de l'Industrie 4.0 qui soutiennent les systèmes robotiques modernes, nombre de ces défis sont en voie d'être relevés.

Grâce à une meilleure formation, les utilisateurs comprendront mieux le fonctionnement des plateformes robotiques. À terme, davantage de personnes acquerront les compétences nécessaires et pourront apprendre à développer leurs propres plateformes robotiques. Des solutions de programmation utilisant des environnements open source, ainsi que des solutions sans code ou à faible code, sont en cours de développement.

Les concepteurs de robots s'intéressent de plus en plus à la perception de l'environnement, grâce à des systèmes sensoriels complexes qui améliorent considérablement l'intelligence des cobots. Ces derniers seront capables de mieux comprendre leur environnement et d'apprendre à interagir avec les humains, tout comme les humains apprendront à interagir avec eux. Il en résultera des interactions robotiques optimisées, synonymes d'une productivité accrue et de coûts réduits.