naar top
Menu
Logo Print

EN ROUTE VERS INDUSTRIE 4.0 AVEC LES VEHICULES A GUIDAGE AUTOMATIQUE

Les VGA soutiennent vos operateurs et augmentent votre capacite

De plus en plus d'entreprises (aussi PME) ne peuvent plus y déroger: le transport de marchandises interne et manuel entre lignes de production et emplacements de stockage n'ajoute aucune valeur. Les Véhicules à Guidage Automatique (VGA) soulagent beaucoup l'entreprise (et à tout le moins les opérateurs). Ils existent en différents types et dimensions, et bien que la génération plus récente de véhicules ne doive même plus attendre quand elle rencontre un obstacle, les entreprises enregistrent un progrès logistique avec des modèles moins récents en peu de temps.


POURQUOI CHOISIR LES VGA?


Augmentation de capacité

L'augmentation de capacité est le principal motif pour investir dans les VGA. Dans des temps d'efficacité et de productivité pointus, les entreprises doivent chercher comment prester davantage avec un même personnel pour une offre de travail donnée. La mise en service des VGA offre pas mal d'avantages complémentaires. Divers coûts liés au personnel sont réduits ou éliminés: heures de travail, formation (p.ex. commande de chariot élévateur), absentéisme à cause du stress découlant du travail abrutissant, ... Les VGA peuvent s'affairer 24h sur 24. La perte de produit est nettement moindre, parce que les VGA restent 'dans les lignes' grâce à leur précision programmée. Leur caractère programmé induit moins de livraisons fautives, si bien qu'ils offrent davantage de garanties de traçabilité fiable des marchandises.


Soutien des opérateurs

A l'instar des cobots, les VGA facilitent le travail de l'opérateur en se chargeant du travail monotone et/ou lourd. En cas de problème dans la chaîne de production, l'opérateur peut aussi recourir au VGA en tant qu'outil. Via un écran tactile, il peut donner pour mission au véhicule de se repositionner quand il faudrait attendre une machine qui n'est pas disponible autrement. Ou l'opérateur peut faire déplacer une palette gênante par le VGA. Cette collaboration homme-machine aide à exécuter les tâches de façon plus souple et plus efficace sur le lieu de travail.


REPARTITION

Les VGA se scindent e.a. selon le traitement des marchandises, la navigation, le système de sécurité et la gestion de l'énergie. En ce qui concerne le traitement des marchandises, les VGA sont équipés selon les tâches à exécuter d'un ou plusieurs mécanismes de levage, serrage, traction, ...

Ce VGA hybride 'couloir étroit' embarque un contrôleur de bus CANle long duquel le logiciel de commande donne ses instructionsCe VGA suit une bande magnétique sur le sol et reçoit des missions en chemin via les marquages sur le sol à côté du rubanSur le plan de la navigation, la plupart des véhicules effectuent de grands déplacements au moyen de la réflexion laser. Un autre système de navigation se compose d'un guidage magnétique. Ceci peut se faire aussi bien via un ruban magnétique sur ou dans le sol que via un guidage juste sous le niveau du sol. D'autres VGA encore suivent un ruban sur le sol et combinent la technologie vision et RFID pour déterminer la position. Sur le plan de la technique, la dernière génération de véhicules n'est plus 'conduite' et (reçoit d'autres noms tels que 'Autonomous Mobile Robot', mais ils embarquent des microprocesseurs on board. Ils analysent l'environnement de travail via Simultaneous Localization and Mapping (SLAM). Lorsque ces véhicules rencontrent un obstacle sur leur chemin, ils ne doivent pas attendre, mais poursuivent leur route en le contournant. Certains fabricants proposent des modèles capables de passer 'on the fly' entre divers modes de navigation (inductif, optique, réflexion laser, …).Du reste, il existe aussi des VGA hybrides, à commuter en mode manuel.

L'avance et l'apport de courant sur ces VGA se font sur la base de l'induction via des câbles intégrés dans le solPour ce qui est de leur alimentation électrique, plusieurs options existent. Les systèmes qui sont guidés de façon magnétique par des câbles souterrains, sont chargés de façon inductive pendant la conduite. Sur d'autres modèles, la batterie est changée de façon manuelle ou automatique, ou le VGA se charge de façon inductive sur une borne de charge, quand le niveau de la batterie risque de baisser sous un seuil critique réglé ou dans l'intervalle quand le VGA ne se voit pas assigner de mission.


LE VGA COMME PARTIE INTEGRANTE DE LA PRODUCTION

Alors que la première génération de VGA interagissait avec les palettes de marchandises, la génération plus récente possède une surface de contact avec le monde physique et avec les systèmes ERP ou MES. Chaque unité VGA agit comme une sorte de proxy avec le monde réel pour le système ERP, les VGA basant toutes les décisions sur les ordres reçus du système. Le flux d'informations se fait toutefois dans deux directions. Les VGA renvoient aussi des informations vers le logiciel ERP afin d'intensifier les performances de ce système. Ceci crée une boucle fermée en vue d'un processus entièrement traçable et ce, pour chaque marchandise transportée.

Les VGA ne reçoivent pas seulement leurs ordres de l'ERP, ils font aussi appel au propre logiciel de gestion du trafic pour faire coïncider leurs activités. La réactivité en temps réel qui en découle, ajoute de la valeur aux systèmes supérieurs. Certains systèmes ERP ne se laissent pas adapter si facilement. Si le logiciel de gestion de flotte ne peut toutefois pas déterminer qu'un VGA se situe plus près de la tâche suivante qu'un autre, ce logiciel peut en passant attribuer la mission au premier VGA et augmenter ainsi l'efficacité. Lors de la réception des ordres de plus haut, le VGA peut les accepter, les modifier ou les accepter et y associer une mission de suivi. Dans la plupart des cas, la toute dernière génération comporte aussi un système de contrôle pour optimiser l'engagement du véhicule, générer et partager les ordres de transport et les modules pour le tracking & tracing, et même agir comme responsable du trafic sur la base des priorités établies.


MODULARITE

Lorsque la première génération de VGA a fait son entrée, le processus a été adapté aux VGA, ce qui nécessitait parfois d'acheter de coûteuses machines. A l'heure actuelle, c'est l'inverse: les fabricants rendent leurs VGA modulaires, de sorte qu'un seul modèle permet d'exécuter plusieurs tâches. Cette modularité se situe sur différents plans: sécurité, entraînement et apport d'énergie. Il est évident que le déplacement de charges de 30 kg et de 30 tonnes pose des exigences très différentes et exerce une influence différente sur l'environnement de travail. Lors du choix des batteries lithium-ion, par exemple, il faut une installation qui doit être agréée par les pompiers. Ce n'est pas nécessaire pour les batteries cristal au plomb, mais cela a des implications pour le poids du VGA. En principe, on peut déplacer six tonnes sur 500 m via un transfert d'énergie sans contact, mais cela a un prix. La modularité fait en sorte que p.ex. 85% à 95% d'une plateforme sont réutilisables, tandis que seules quelques adaptations cinématiques et/ou logicielles doivent être consenties pour permettre l'interaction avec l'environnement. Sur des systèmes VGA plus classiques, l'adaptation infrastructurelle nécessaire induit un coût plus élevé.


Robots mobiles

On rencontre des exemples d'applications pour lesquels des VGA sont équipés de manipulateurs (p.ex. robotique), en guise d'alternative aux cellules robotiques fixes. Un inconvénient est qu'une telle solution ne peut être engagée dans bien des cas que pour une ou un nombre limité d'applications. En outre, dans la plupart des applications (p.ex. bin picking), seul un des deux peut être actif: le VGA n'est pas rentable tant que le robot travaille (et inversement). Dans ce cas, une solution consiste à engager le robot sur une plateforme qui peut être saisie et déplacée avec un VGA. Certains fabricants construisent le système VGA entièrement en régie et sur mesure, se limitant à chercher le bras de robot ailleurs. Les systèmes tournent sur la plateforme open source ROS (Robot Operating System) pour une plus grande flexibilité lors de changements conceptuels. Quand un plus grand bras est requis, par exemple, ou que le client préfère un autre fabricant de robots, les bras sont aisément interchangeables sans problèmes de compatibilité.


QUEL VGA CHOISIR?

Savoir quel VGA est le plus indiqué pour une production donnée, dépend largement de la complexité des taches que doit exécuter le système. Des tâches plus complexes demandent un système plus complexe (et les coûts d'entretien sont directement proportionnels à cette complexité et inversement proportionnels à la fiabilité). Lorsque des marchandises doivent, p.ex., être stockées dans des rayonnages dans d'étroites allées inaccessibles au personnel, des solutions moins coûteuses entrent en considération en principe parce que l'aspect relatif aux coûts de la sécurité reste limité. Aux endroits à fort passage de personnel, p.ex. dans le hall de production, des VGA avec système de réflecteur laser ou SLAM sont par exemple une solution possible. Le système de réflexion laser est moins indiqué dans des environnements où de nombreux équipements d'utilité publique viennent de plus haut (air comprimé, conduites hydrauliques, eau, ...).

Cet 'AMR' est quasiment directement utilisable (sans modifications infrastructurelles)et on peut le commander partout via une tablette - Sur la base de la technologie SLAM, il exécute ses missionsDans ce cas, les coûts indirects sont en effet bien plus élevés à cause des nombreux réflecteurs à placer. Un système optique (ruban sur le sol) peut offrir une solution dans une telle situation. Les VGA qui naviguent via SLAM, envoient un courant continu d'information à partir du plancher de travail. Ceci semble être un grand avantage, mais cela comporte également un revers. Primo, un tel système réclame une grande largeur de bande (onéreux!).

Chaque VGA qui circule, établit en continu une mise à jour de la carte existante et envoie ainsi des giga-octets à travers le réseau. Même si seuls deux VGA circulent dans une entreprise et s'échangent en continu des informations sur des objets sur le trajet ... Si une entreprise en fait circuler six, cette largeur de bande augmente vite, ce qui peut ralentir le processus de production. Et quid en cas de panne soudaine de la communication? De nombreuses entreprises veulent des coûts indirects les plus bas possible sur le réseau existant. Indépendamment de la largeur de bande exagérée, bon nombre des informations envoyées doivent être filtrées. Entre autres l'interaction avec les obstacles les plus imprévisible: les personnes.

Le personnel sur le lieu de travail s'habitue vite à la présence du VGA. Quand ils bavardent p.ex. sur le trajet d'un VGA, celui-ci communique cet 'obstacle' aux autres VGA, si bien qu'ils doivent calculer une autre route. Si cet obstacle n'était que de courte durée, ce recalcul n'était peut-être pas nécessaire. Idem pour la génération plus nouvelle de VGA qui sont en mesure de dévier de leur chemin. Dans des situations inconnues (non reprises dans le plan de sécurité), la vitesse maximale autorisée du VGA est égale à 0,1 m/s. Si celui-ci doit donc faire un détour de 3 m, il perd 30 secondes.

Dans la situation évoquée, une solution plus efficace consisterait à ce que le VGA se rapproche peu à peu jusque très près des personnes pour indiquer qu'elles sont dans le chemin, éventuellement en combinaison avec un signal sonore.


Modularité

Une alternative aux entreprises désireuses d'attribuer moins de largeur de bande au système VGA, est le système de vision. Dans ce système, on n'envoie pas des infirmations durant tout le parcours pour la détermination de position, mais uniquement les points principaux, ce qui aide donc à économiser de la largeur de bande. Concrètement, le VGA suit les contours d'un ruban sur le sol via un système de caméra. Sur les points importants de la route, des répondeurs RFID sont placés sous le sol. Quand le VGA (lui-même embarquant une RFID tag) arrive sur ce point, il reçoit de l'IMS (Integrated Manufacturing System) placé plus haut un signal de s'arrêter ou de se rendre vers un point spécifique. Avec cette technologie, le VGA peut être positionné au cm près. Une plus grande précision (0,2 mm) est réalisable en appliquant un code-barres à côté de la bande autocollante.


ROI

La toute dernière génération offre un retour sur investissement (ROI) rapide, avec même dans certains cas une récupération en quelques mois. Pour un investissement dans un VGA affecté à une tâche comportant un point de départ et un point final fixés, le ROI dépend du travail suffisant entre ces deux points tout au long de l'année. Là où un VGA remplace un chariot élévateur conventionnel, le ROI est dans bien des cas plus évident, parce qu'il est basé sur des coûts prévisibles.




INTÉRESSANT POUR PME: LE LEASING DE VGA

Bien que le phénomène du leasing couvre essentiellement le marché des appareils à commande manuelle en Belgique, la part des VGA grandira quand les grands acteurs actuels du leasing se concentreront davantage sur les VGA. A ce moment-là, ils seront une solution intéressante pour les PME. De nombreuses PME ont en effet besoin de seulement trois à quatre VGA. Du reste, il est intéressant de savoir qu'une 'flotte' VGA est actuellement déjà avantageuse à partir d'une pièce. Le marché croissant de l'occasion et la possibilité d'assister à des démonstrations apaisent les craintes.