Autonomous Mobile Robot

Les robots mobiles autonomes, un système résilient

Étymologiquement, résilience se rattache au mot anglo-saxon resilience, qui désigne le ressort psychologique d’un individu à se reconstruire après un choc. En sciences physiques, le mot désigne la capacité d’un matériau à résister aux chocs. Par analogie, la résilience en robotique est la capacité de la solution robotique mobile à résister aux aléas/imprévus et à continuer son activité.    

La pandémie COVID-19 a alimenté le besoin de repenser notre façon de travailler, ainsi que l’utilisation des nouvelles technologies. Les entreprises ont dû relever le défi de rester efficaces tout en s’attaquant aux problèmes de productivité résultant de l’épidémie. En effet, la résilience des nouvelles technologies, en particulier de la robotique mobile autonome (AMR) est plus que jamais nécessaire pour faire face aux enjeux actuels.

A travers cet article, Fabien Benoteau, CTO* et COO* de la société Meanwhile, nous explique pourquoi les robots mobiles autonomes sont des systèmes résilients.

I. Résilience individuelle des AMR

  • Autonomes et adaptables

      Les robots mobiles Meanwhile sont dotés d’une intelligence artificielle spécialisée dans la navigation en intérieur (SLAM). Le SLAM, Simultaneous Localisation And Mapping, permet au robot de construire son environnement et de modifier son comportement en fonction des obstacles non cartographiés tout en se localisant en temps réel. Afin de se déplacer en toute autonomie et sans trajectoire prédéfinie, le robot va combiner les informations qui lui sont propres avec les informations de son environnement (renvoyées par ses lasers et capteurs).

       En cas d’obstacle (opérateurs, palettes, chariots élévateurs, etc.) obstruant son passage, le robot mobile le contourne en toute sécurité, en déterminant une trajectoire alternative. La productivité s’en trouve optimisée, car les délais d’approvisionnement sont plus facilement respectés.

  • Rechargement autonome

      Equipés d’une station de rechargement, les robots mobiles Meanwhile sont capables de se recharger en toute autonomie. Afin de maximiser leur disponibilité, il est possible de personnaliser la stratégie de rechargement des AMR :

       En fonction du niveau de charge de la batterie du robot : « Il correspond au processus de rechargement élémentaire. Par exemple,à partir du moment où le robot mobile atteint un niveau de charge inférieur à 20%, il va arrêter de travailler, se rendre sur sa station de charge et lancer le processus de rechargement afin de retrouver un niveau de charge « acceptable » pour retourner à ses missions. Le niveau de charge acceptable se paramètre en fonction de l’application. »

      En fonction du taux d’inactivité du robot : « Ce processus correspond au chargement opportuniste. C’est-à-dire qu’à partir du moment où le robot mobile est inactif depuis un certain temps, on considère qu’il est disponible. Il va donc profiter de ce laps de temps pour se recharger, même si son niveau de charge est élevé. »

      En fonction du taux de charge constant de la flotte de robots : « Ce processus peut être utilisé lorsque l’application exige que la flotte de robots fonctionne 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.  Ce paramètre consiste à spécifier un nombre suffisant de robots dans la flotte pour qu’un pourcentage de cette flotte soit toujours en charge et capable de remplacer facilement un robot qui approche de la fin de son cycle de décharge. »

II. Résilience collective des AMR

  • Les robots communiquent entre eux pour se déplacer 

      « Les robots mobiles sont dotés d’une intelligence collective reliée au gestionnaire de flotte, qui gère et coordonne des robots dans leur environnement. Grâce au gestionnaire de flotte, les robots mobiles vont partager leur trajectoire avec l’ensemble des robots présents dans une zone d’un rayon de 10 m. Ces trajectoires sont considérées comme des obstacles dynamiques afin de permettre aux robots de s’éviter et de cohabiter dans des environnements restreints. »

  • Système autocicatrisant

       Les robots mobiles autonomes sont en mesure de compenser leurs propres défaillances. A la différence d’une machine industrielle traditionnelle qui, si elle tombe en panne, bloque la ligne de production.  En d’autres termes, si j’ai un robot mobile qui tombe en panne mes livraisons ne seront pas pénalisées. En effet, ce sont les autres robots mobiles qui vont venir le remplacer.  

Exemple : Imaginons que sur une flotte de 10 robots, il y ait un robot qui tombe en panne. Chaque robot dispose d’une autonomie de 10 heures. La flotte va alors devenir sous capacitaire de 10%, c’est-à dire que pendant 4 jours la flotte de robot va continuer à travailler sans arrêter la production. Pendant ce temps-là, l’équipe de maintenance peut intervenir sur la panne du robot.  

III. Résilience situationnelle des AMR

  • Interopérabilité collaborative des robots mobiles Meanwhile

      « Chez Meanwhile nous avons pour principal objectif de transformer l’environnement industriel complexe en un environnement industriel intelligent, répondant au besoin de flexibilité de nos clients. Nous souhaitons permettre à nos clients d’intégrer nos solutions robotiques mobiles de façon simple et économique, tout en apportant une dimension de sécurité, de traçabilité et de flexibilité dans leur process. Grâce à l’écosystème péri-robotique développé par Meanwhile, nos clients sont dans la capacité d’utiliser des process complexes ultra-connectés de manière très intuitive, facilitant ainsi leur tâche et augmentant leur productivité. »

Omnibox, Meanwhile

       Pour illustrer les propos de Fabien Benoteau, nous pouvons mettre en avant l’Omnibox développée par Meanwhile. L’Omnibox est un boîtier électronique qui permet aux robots mobiles Meanwhile de s’interfacer avec n’importe quel équipement présent chez le client (ascenseurs, racks, portes, convoyeurs, machine de production etc). Grâce à ce boîtier, les robots mobiles sont installés de façon plug and play dans l’environnement existant du client et interagissent avec lui de façon native. 

  • Adaptable à la demande de main d’œuvre robotisée

      Tout nouveau robot introduit dans l’installation client a la capacité d’intégrer son environnement aussi bien que tous les autres robots. Grâce au gestionnaire de flotte, lorsqu’un nouveau robot est introduit dans l’environnement, il lui faut environs deux minutes pour rejoindre sa flotte.

  • Adaptable aux besoins de production

       Les robots mobiles autonomes s’adaptent très facilement aux systèmes de production agiles sur les sites de toutes tailles. En cas de déplacement d’îlots de production ou d’ajout de nouveaux îlots ou procédés, un nouveau plan du bâtiment peut être facilement et rapidement transféré.

Exemple : Mon usine de production est équipée d’une flotte de dix robots. Cinq robots ont pour mission la livraison vers les lignes de production et cinq autres robots sont en charge des livraisons magasin. Grâce au logiciel Mw² de Meanwhile, je vais gérer mes pics de production en envoyant, de façon automatique ou manuelle, deux robots de la mission magasin pour assister ceux en charge de la mission « lignes de production ».

  • Adaptabilité de la stratégie d’attribution des missions du robot

      En fonction du besoin, les robots mobiles autonomes peuvent choisir la façon dont ils vont exécuter leur mission :

     La stratégie du First in first out (Fifo) : la première mission qui est créée est attribuée au robot le plus proche et ainsi de suite. Dans ce cas-là les missions s’effectuent dans l’ordre des priorités.

      La stratégie du Non FiFo : Cette stratégie a pour objectif d’optimiser la distance parcourue et, de fait, l’énergie dépensée par les robots.

Grâce à la résilience des robots mobiles autonomes Meanwhile, les entreprises évitent de coûteuses modifications sur leur infrastructure ainsi que des périodes d’arrêt lorsqu’elles doivent réagencer le site. Les entreprises sont en mesure de s’adapter aux changements imposés par la situation actuelle en réorganisant leurs processus opérationnels à moindres coûts, tout en optimisant leur efficacité et leur compétitivité.

Sources :

Interview Fabien Benoteau – Meanwhile – CTO and COO – Robotique Mobile Autonome, un système résilient.

* CTO : Chief Technology Officer

** COO : Chief Operating Officer

 

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