E n 1973, Konrad Lorenz a remporté le prix Nobel de physiologie et de médecine pour ses expériences sur le comportement animal. Lorenz a notamment découvert le principe d'empreinte, où un lien se forme entre un animal venant de naître et la personne qui en prend soin. Il s'agit d'un mécanisme dans lequel un stimulus auditif ou visuel est utilisé pour inciter l'enfant à suivre ses parents. Mais quel rapport avec les véhicules àguidage automatique (VGA) ou AGV en anglais (
Mais avant d'aller plus loin, abordons en premier lieu la manière dont les véhicules àguidage automatique, à l'origine simples dispositifs de manutention de matériaux, sont devenus des robots autonomes intelligents. Un petit retour en arrière s'impose. Déjà pour constater que l'AGV n'est pas une nouveauté. En effet, le premier AGV a été lancé dans les années 1950 par Barrett Electronics. Il effectuait une simple action de remorquage, sa position étant guidée par un fil dans le sol. Depuis les années 1950, le marché s'est rapide-ment développé et les AGV sont aujourd'hui utilisés dans de nombreux secteurs industriels.
Grâce à l'amélioration de la technologie des capteurs et à l'accroissement de l'autonomie, les véhicules àguidage automatique (AGV) deviennent plus intelligents et plus dynamiques.
Pourquoi des AGV ?
Les véhicules àguidage automatique sont principalement utilisés à des fins de manutention de matériaux.Cela peut regrouper un grand nombre de tâches, de la livraison à temps des pièces sur la ligne de production jusqu'au transit 24h/24. Si le véhicule est équipé d'un mécanisme de fixation, d'éléments de positionnement et de dispositifs de rac-cordement d'outils, il peut assurer de nombreuses fonctionnalités. En fonction de l'application et des besoins, les AGV peuvent fonctionner isolément ou dans des flottes. Cela rend évolutive l'utilisation de ces petits véhicules autoguidés selon les besoins. Un directeur d'usine peut donc prendre une décision spécifique concernant le nombre de véhicules sur un site. Les AGV peuvent par ailleurs être équipés de capteurs de traçabilité, permettant ainsi au responsable d'usine de surveiller la position de chaque véhicule; et donc de suivre le mouvement des matières au sein d'un site. L'enlèvement, le transit et la livraison des éléments peuvent être horodatés dans le cadre de ce processus pour améliorer encore le suivi. Ces informations peuvent être intégrées dans un système de planification des ressources d'entreprise (ERP) ou de planification des ressources de production (MRP) de la société.
Lors de Global Industrie, qui s'est déroulé le mois dernier à Paris Nord Villepinte, les visiteurs ont pu découvrir une usine connectée grandeur nature sur 1 000 m 2 au cœur du salon, montrant une chaîne complète de fabrication en fonctionnement. Les AGV autonomes LD d'Omron faisaient partie du dispositif.
En fonction de l'application, il existe différents types de méthodes de naviga-tion des véhicules. Un responsable d'exploitation d'un site industriel peut ainsi choisir un système très simple, similaire aux premiers AGV, ou des méthodes de navigation plus évoluées.
Évolution des technologies
Les premiersAGV étaient guidés au sein des usines grâce à une méthode filaire. Pour naviguer de cette façon, un fil est intégré dans une fente au sol et transmet un signal radio, qui peut être détecté par un capteur sur le véhicule. L'AGV est ainsi guidé au sein du site en suivant le fil. Bien que cette technique de navigation soit toujours utilisée de nos jours, plusieurs autres méthodes sont désormais à la disposition des utilisateurs.
CertainsAGV utilisent un ruban de guidage, magnétique ou coloré, pour naviguer. Des capteurs sur le robot détectent le ruban, qui est utilisé pour guider le véhicule. Un ruban de guidage est également utilisé dans la navigation par cible laser. Dans ce cas, un ruban réfléchissant est monté sur les murs, les poteaux ou les machines, tandis que l'AGV calcule la distance à l'aide d'un émetteur-récepteur laser. Par rapport à la méthode filaire, ce procédé présente l'avantage de pouvoir modifier plus facilement l'itinéraire du véhicule car le processus de relocalisation du ruban est plus simple.
Dans la navigation inertielle, des points de référence sont intégrés dans le sol de l'usine sous forme de coordonnées x et y. L'AGV utilise les informations provenant d'un capteur, d'un gyroscope et d'un encodeur de roue pour déterminer sa position. Des modifications peuvent être apportées à la trajectoire en modifiant simplement les points de référence, ce qui rend cette méthode plus flexible. Cependant,des modifications de l'infrastructure de l'usine sont toujours nécessaires et le véhicule ne peut pas prendre de décisions indépendantes concernant la planification des itinéraires.
La prochaine phase de la navigation inertielle est la navigation sur voie ouverte, signifiant que le véhicule peut se déplacer de manière indépendante d'un endroit à un autre, passant ainsi d'un véhicule guidé à un véhicule autonome.
Du guidage à l'autonomie
Les AGV traditionnels effectuent des déplacements définis et préprogrammés au sein d'un site. Cela signifie qu'il est difficile de modifier l'itinéraire du véhicule une fois qu'une infrastructure spécifique est en place. Récemment, des véhicules plus flexibles et intelligents ont été lancés, pouvant prendre des décisions dans des situations qu'ils n'ont jamais rencontrées auparavant. Cette nouvelle génération de véhicules peut résoudre l'un des principaux problèmes desAGV: rencontrer des situations inattendues. Dans un environnement en pleine évolution,un véhicule autonome peut être mieux adapté.Ce type de véhicule fonctionne indépendamment d'un conducteur ou d'une entrée fixe préprogrammée contrôlant directement la direction,l'accélération ou le freinage.Des algorithmes de perception et de navigation par laser peuvent être utilisés pour naviguer dynamiquement au sein d'une usine. Un automate programmable industriel (API) embarqué peut être intégré pour réduire les erreurs et prendre des décisions. En se connectant au système de contrôle centralisé, le véhicule peut analyser la fiabilité et l'efficacité de ses itinéraires et les adapter en conséquence. Par ailleurs, le véhicule peut utiliser l'apprentissage automatique pour être plus efficace dans des situations inédites.
Les véhicules autonomes peuvent utiliser un ordinateur embarqué et un nombre croissant de capteurs pour effectuer des tâches plus complexes, telles que la prise de décision. Les méthodes de navigation indépendantes et intelligentes peuvent même signifier que le responsable d'usine n'a pas besoin de modifier l'environnement ou l'infrastructure du site. En effet, l'une de ces techniques de navigation est le guidage naturel, où le véhicule peut enregistrer et stocker des images et calculer sa position par rapport à des éléments existants. Un exemple d'AGV autonome est le Clearpath Robotics d'Otto Motors, capable de déplacer jusqu'à 1 500 kg à une vitesse de 7 km/h. Ce robot peut s'adapter pour prendre le meilleur itinéraire, en évitant les collisions lorsqu'il se déplace. Les véhicules peuvent également utiliser des systèmes de guidage par vision, avec des caméras servant d'yeux. Avec ici la possibilité donnée au directeur d'usine de bénéficier également d'une vue 3D virtuelle sur l'environnement dans lequel l'équipement fonctionne. Cela signifie que si l'AGV est confronté à un élément imprévu ou inhabituel, l'opérateur peut facilement trouver l'explication et le corriger.
Capable de s'adapter pour prendre le meilleur itinéraire possible en évitant les collisions lorsqu'il se déplace, l'AGV Clearpath Robotics d'Otto Motors peut déplacer jusqu'à 1 500 kg à une vitesse de 7 km/h.
Avec la modernisation des usines et la construction de nouveaux sites, les AGV évolutifs vont être un composant essentiel de l'usine intelligente. Grâce à l'amélioration de la technologie des capteurs et à l'accroissement de l'autonomie, ces véhicules deviennent plus intelligents et plus dynamiques, passant ainsi de véhicules guidés suivant un chemin défini à des dispositifs indépendants et autonomes, capables de prendre des décisions au fil de leur croissance, tout comme les animaux de Konrad auxquels nous faisions allusion en début d'article.
