Dans l'industrie du futur, l'opérateur augmenté, c'est l'opérateur qui a accès à la bonne information, donc à la bonne donnée et en toute sécurité. L'information pertinente est une information contextualisée par rapport à un événement et par rapport à un lieu. Mais l'opérateur augmenté, c'est aussi l'opérateur qui se voit décupler ses possibilités physiques par l'aide de la machine. Dans ce chapitre, je vous montre quelques illustrations de ces possibilités.
Exosquelette
Dans les projets d'amélioration continue, on travaille certes à améliorer la qualité du produit ou à optimiser la performance d'une ligne, mais il est fréquent également de travailler sur l'amélioration de l'ergonomie des postes de travail. Et parfois, cela s'avère être un vrai casse-tête : tout ne peut pas être automatisé, et certaines opérations nécessitent de déplacer des objets lourds.
Heureusement, une technologie que l'on aurait pu croire réservée aux films de science-fiction arrive en renfort. Les exosquelettes permettent d'assister les opérateurs lors de la réalisation de certaines tâches, en améliorant leurs conditions de travail. Ainsi, l'utilisateur peut marcher avec son exosquelette et bénéficier d’un soutien assis en position fixe dès que nécessaire. L'utilisateur pourra alors porter des charges lourdes.
Voici un reportage présentant l'essai dans un exosquelette, dans une entreprise où j'ai eu la chance de travailler dans ma jeunesse !
Ce n'est donc plus de la science-fiction, et les exemples de tests comme celui-ci se multiplient.
Cobot
De même, dans des chantiers d'optimisation de l'ergonomie d'un poste de travail, et afin de réduire les TMS, les cobots peuvent venir en aide. D'autant plus que si le processus ciblé est relativement simple, son installation et son coût ne vous poseront pas de problème. Les cobots sont donc des robots collaboratifs qui interagissent avec l'humain. Ils sont rentables, sécurisés et souples en termes d'installation, et donc de réinstallation.
Les applications les plus pertinentes pour les cobots sont les processus :
manuels et répétitifs éxecutés à proximités de l'opérateur ;
ne nécessitant pas une dextérité humaine ;
où il n'est pas demandé une capacité de discernement avec prise de décision.
On retiendra donc principalement des opérations de chargement et de préhension/positionnement.
En bref, les avantages sont nombreux :
présentation de pièces devant l'opérateur ;
port de charges lourdes ;
amélioration et maintient de la cadence ;
collaboration avec les opérateurs.
Pour illustrer mes propos, rappelez-vous que nous avions, dans notre entreprise McQui Game, une ligne de conditionnement sur laquelle les opérateurs allaient ouvrir la boîte de jeu vide, y mettre les différentes pièces contenues dans la boîte de jeu (cartes, plateaux et pièces en bois), pour enfin refermer la boîte.
La séquence de travail d'un des opérateurs pouvait être alors :
saisir la boîte vide dans le carton, enlever le sachet et le poser sur le convoyeur (2,5 s) ;
prendre le couvercle, le soulever et le déposer sur le tapis (1,4 s) ;
évacuer le carton vide toutes les deux boîtes (1,1 s) ;
saisir le produit, le conditionner et remplacer la boîte pleine par une boîte vide (2,2 s).
Soit une séquence de 7,2 s ou 6,1 s (puisque évacuation du carton vide toutes les 2 boîtes). Soit en moyenne une séquence de 6,65 s. On a donc une cadence de 540 pièces par heure, environ.
On veut alors étudier la possibilité d'aider notre opérateur dans ses manipulations, et ce afin d'augmenter la cadence grâce à la mise en place d'un cobot, avec un objectif de 620 pièces par heure ; sans bien entendu demander à l'opérateur de travailler plus vite.
Pour faire cela, nous allons utiliser un outil de l'amélioration continue qui permet d'étudier la simultanéité de plusieurs opérations en parallèle et notamment, dans le cas d'un travail entre un homme et une machine : le simogramme. Cette étude de cas est donc prétexte à vous le présenter.
Qu'est-ce qu'un simogramme ?
C'est la représentation graphique des événements simultanés ou successifs dans l’accomplissement d’un travail.
Dans ce document, nous exprimerons les temps en dmh : en dix-millième d'heure, sachant que :
1 dmh = 0,36 s.
La raison est très simple : il est plus facile de comptabiliser les relevés de temps en système décimal qu'en système sexagésimal (ce dernier n'étant pas pratique lorsque l’on veut convertir, par exemple, des heures en minutes, et inversement).
Nous voici ainsi avec la décomposition des tâches de travail suivante :
Tâche | en " | en dmh | Type de temps |
1. Saisir boîte vide dans carton, enlever le sachet et le poser sur le convoyeur | 2,5 | 7 | Tm |
2. Prendre le couvercle, le soulever et le déposer sur le tapis | 1,4 | 4 | Tm |
3. Évacuer carton vide toutes les deux boîtes | 1,1 | 3 | Tmf |
4. Saisir produit, le conditionner et remplacer boîte pleine par boîte vide | 2,2 | 6 | Tm |
J'en profite pour indiquer les types de temps :
Tm : Temps manuel, correspondant à une action réalisée par l'opérateur ;
Tmf : Temps manuel fréquentiel, correspondant à une action qui n'est pas réalisée à chaque cycle, mais à une certaine fréquence (ici, tous les deux cycles).
Voici ce que donnerait alors le simogramme pour 4 cycles :
Il y a donc des cycles de 17 dmh et des cycles de 20 dmh, en fonction du temps manuel fréquentiel de l'évacuation du carton vide toutes les deux boîtes.
Lors d'un chantier d'amélioration, nous avons détecté que c'était ce poste qui était goulot d'étranglement sur la ligne, et avons imaginé une solution pour faciliter le travail de l'opérateur et augmenter la cadence. Voici ce qu'a donné l'étude de la mise en place d'un cobot, suite aux essais réalisés :
Ainsi, nous avons réussi à faire réaliser en parallèle par le cobot la totalité de l'opération 2. Qui devient alors un Tt, c'est-à-dire un temps technologique (la machine travaille sans intervention de l'opérateur) :
Tâche | en sec | en dmh | Type de temps |
1. Saisir boîte vide dans carton, enlever le sachet et le poser sur le convoyeur | 2,5 | 7 | Tm |
2. Prendre le couvercle, déclencher l'aspiration, soulever le couvercle et le déposer sur le tapis, puis revenir en position | 5,8 | 16 | Tt |
3. Évacuer carton vide toutes les deux boîtes | 1,1 | 3 | Tmf |
4. Saisir produit, le conditionner et remplacer boîte pleine par boîte vide | 2,2 | 6 | Tm |
On voit également apparaître un Tr, Temps résiduel tous les deux cycles. Un temps pendant lequel l'opérateur attend la machine. Il est faible et permet à l'opérateur de ne pas se sentir pressé par la machine.
Grâce à cette innovation, nous sommes passés de 540 pièces/heure à 625 ! Regardez ce que cela donne en images :
Pour aller plus loin et dans la perspective d'investir pour votre entreprise dans un cobot, je vous invite à consulter cette présentation.
Les cobots sont faciles à implémenter :
coût accessible ;
pas d'aménagement de zones en particulier ;
programmation simple avec une capacité d'apprentissage.
C'est donc une technologie qui peut vite être mise en oeuvre dans le cadre d'un projet d'amélioration continue.
Réalité augmentée
En production, la réalité augmentée peut présenter plusieurs intérêts :
afficher en pas à pas un mode opératoire devant l'opérateur, pour pallier la sophistication des processus et de leurs opérations de fabrication et d'assemblage. Elle va ainsi permettre de répondre aux besoins de flexibilité et d'agilité. De plus, cette technologie va permettre de raccourcir les temps de formation, puisque l'opérateur peut être encore "accompagné", une fois en production ;
faciliter une inspection de la conformité d'un produit en superposant la maquette numérique 3D à l’élément assemblé, afin de faciliter le suivi des instructions qualité. Les séquences de contrôles sont prédéterminées et guident l'opérateur dans son contrôle qualité. De plus, grâce à son équipement, il peut remonter instantanément dans le système d'information toute éventuelle anomalie (avec photo et commentaires). Ainsi, on a une réduction de la non-qualité, du temps de contrôle et du temps de traitement d'une anomalie ;
apporter des informations, pour du management visuel. Plus qu'apporter des informations à l'opérateur, le système va lui permettre de prendre des décisions et d'échanger rapidement des données. L'information apparaît alors sur son champ de vision ou bien via un système audio. C’est le principe des « assistants vocaux proactifs », capables de dialoguer oralement avec l’opérateur. Grâce à une intelligence artificielle, le système fournira une information pertinente sur demande au moment où il en a besoin ;
Assistance à distance. C'est un expert à distance qui assiste un opérateur, qui sera ses yeux et ses mains.
Voici un exemple d'une usine d'un grand groupe, pas très loin de chez moi, que j'ai eu la chance de visiter ; :D elle a intégré des cobots, des modes opératoires interactifs et de la réalité virtuelle :
Dans la même entreprise, je vous invite à regarder cette vidéo d'immersion dans l'industrie du futur (visionnable de manière classique ou avec un cardbox/casque réalité virtuelle).
Voici un autre exemple dans une PME : http://www.manufacturing.fr/v/sunna-design
Dans cette partie, nous avons pu voir comment l'industrie du futur va permettre d'améliorer les performances en atelier. Lors de chantiers d'innovation de rupture, il faudra donc penser à étudier l'intégration de ces nouvelles technologies.
Nous l'avons vu, l'homme est "augmenté" par l'extension de ses capacités physiques, mais aussi par un certain nombre de données qui viennent à lui. Rendez-vous au chapitre suivant pour voir quel type de données sont à notre disposition, mais surtout d'où elles viennent et quelle exploitation nous pouvons en faire.
