Le projet de robotcalisation

Il se découpe en trois grandes étapes :

• L’avant projet : cette phase sert essentiellement à définir précisément le besoin et à en approcher la rentabilité.
• Le projet : c’est la mise en œuvre, après la passation d’une commande, de l’ensemble des éléments du projet jusqu’à sa mise en production.
• Le bilan : il permet, après quelques mois d’utilisation du système, d’en faire un point technique, économique et humain.

L’avant-projet

La définition du besoin

Dans cette phase, le client, avec l’aide du ou des fournisseurs pressentis, va définir les objectifs de la robotisation, rechercher et valider les solutions techniques les plus optimisées, et approcher la rentabilité de son investissement. Une fois la solution technique choisie, il composera un cahier des charges définitif, document contractuel et de liaison entre lui et son fournisseur.

La définition des objectifs

Lorsqu’un chef d’entreprise envisage un projet de robotisation, il doit pouvoir évaluer si cette solution apport une amélioration dans son procédé de production. Il se fixe des objectifs en terme de qualité, de taux d’engagement de ses machines, de coùt de la pièce produite, de volume de production, etc. Le choix de l’opération à robotiser se fait de façon judicieuse, et ce, surtout lorsqu’on investit pour la première fois dans cette technologie. Il faut choisir un poste simple à robotiser et rapidement rentable.

Une fois le poste à robotiser choisi, l’industriel décrit, dans un cahier des charges préliminaire :

• l’application ou le procédé à réaliser,
• le nombre de pièces à traiter et leurs caractéristiques (poids, dimensions, matières, etc.)
• les volumes de production,
• la gamme opératoire,
• les opérations amont et aval,
• les machines impliquées dans le procédé (existantes ou prévues),
• l’environnement dans lequel le robot fonctionnera ainsi que les aspects liés à la sécurité.

La recherche et la validation des solutions

Cette phase est essentielle pour définir la solution la plus optimisée, tant sur le plan technique que sur le plan économique. Elle permet aussi de limiter les risques, avant d’investir, en déterminant de façon précise les équipements nécessaires au bon fonctionnement. Il existe plusieurs méthodes de validation qui peuvent être mises en œuvre en fonction de la complexité de l’application :

• Etude CAO : cela consiste à simuler sur un système CAO (conception assistée par ordinateur) le fonctionnement en automatique des solutions et à valider le choix du robot, les différentes implantations, les temps de cycle ainsi que les interfaces avec les opérations situées en amont et en aval de l’installation.
• Essai de faisabilité : il consiste à faire un essai de la solution en grandeur réelle dans un atelier. Il est plus particulièrement utilisé dans les applications de procédés (découpe, soudages, etc.) car il permet de tester si l’automatisation du procédé est réalisable dans les conditions demandées par l’industriel. En découpe par exemple, on définira les outils à utiliser en fonction de la qualité de découpe, de la matière et du temps de cycle recherchés. En soudage, les essais permettent d’identifier les paramètres de soudage et de valider la qualité. Dans ces deux méthodes, les programmes robot développés pendant cette phase sont souvent réutilisables lors de la mise en production des équipements sur le site industriel, ce qui permet d’obtenir un gain de temps important. Cette étape se fait en partenariat avec le fournisseur qui doit être choisi au préalable pour sa connaissance non seulement de la robotisation, mais aussi des procédés de fabrication automatisés.

La rentabilité

Le robot travaille non pas forcément plus vite que l’homme mais, en revanche, avec une grande régularité. Il peut produire 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, permettant ainsi de moduler la production en fonction des demandes du marché. Cela entraîne, par conséquent un accroissement de la productivité qui doit être rapprochée du montant de l’investissement. La rentabilité se calcule à partir de différents facteurs comme :

• le coût de la main d’œuvre directe,
• le gain dû à une meilleure qualité ou la diminution des rebuts et de leur reprise,
• l’augmentation du volume de production,
• le taux d’engagement supérieur des machines incluses dans l’installation
• la diminution des consommables et le traitement des déchets. En peinture, par exemple, l’utilisation des robots entraîne une réduction importante des consommations de produits et de ce fait une diminution des coûts de nettoyage des cabines et des supports de pièces ;
• la diminution des stocks due aux rapprochements autour du robot d’opérations annexes permettant d’éliminer les stocks tampon. En service de machine, par exemple, on inclut des opérations de finition, de contrôle ou de rangement.

Les industriels ont souvent tendance à ne prendre en compte qu’une toute petite part de ces facteurs lorsqu’ils calculent pour la première fois la rentabilité de ce type d’investissement. Cela est souvent dû au fait qu’il est difficile d’en chiffrer la valeur avant d’avoir vécu une première expérience en robotique. De plus, il ne faut pas négliger la valeur résiduelle su robot, due à sa reconvertibilité dans d’autres applications ou sur d’autres produits. Tous ces facteurs sont pris en compte sans la formule de calcul donnant le retour sur investissement :
RETOUR SUR INVESTISSEMENT = (GAIN – COUTS) / INVESTISSEMENT
Les coûts sont essentiellement ceux de la consommation d’énergie (très faible), la maintenance et l’amortissement.
A l’issue de ces premières phases de l’avant projet, l’industriel est à même de redéfinir, de façon plus précise, son besoin et les limites de fourniture des intervenants dans le projet, en modifiant son cahier des charges préliminaire. Le cahier des charges définitif intègrera aussi ses exigences en matière de délais et de garanties. Le choix du fournisseur est une étape importante et ne doit pas prendre uniquement en compte le montant de l’investissement. Le gain réalise à l’achat peut se révéler dérisoire face aux coûts aux risques encourus par l’industriel, s’il ne fait pas le choix du bon fournisseur et de la bonne solution technique

Le coût global de possession.

Il est de plus en plus important, lorsqu’on investit dans la robotique, de ne pas prendre en compte seulement l’investissement premier du matériel, mais de considérer l’ensemble des coûts et notamment ceux liés à l’exploitation du moyen de production (comme la maintenance, les consommables et la reconvertibilité du matériel, lorsque le produit fabriqué arrive en fin de vie). En raisonnant sur le coût global de possession, on s’aperçoit rapidement que la robotisation amène une rentabilité bien plus forte, comparée à celle d’une machine spéciale qui, elle, n’est pas convertible et nécessite une maintenance plus importante.

Le projet

Une fois l’investissement réalisé, le projet se déroulera de façon très structurée pour en assurer le succès. Les différentes étapes sont décrites dans le logigramme du déroulement d’un projet robotique.

Le chef de projet

Dans un projet robotique intervient un nombre important de fournisseurs, chacun d’eux étant en charge d’une partie de l’installation. Pour mener à bien ce type de projet, il faut définir de façon précise qui sera le chef d’orchestre ou le chef de projet. Il assumera la coordination de l’ensemble des intervenants, mais aussi le planning, les coûts, et sera le garant des performances globales de l’installation. Toute société participant au projet peut jouer ce rôle. Cependant, dans la majeure partie des cas, le roboticien, une société spécialisée dans l’intégration de robots ou encore l’industriel lui-même sont les plus aptes à remplir cette fonction.

L’aspect social

L’arrivée du robot sur le site de production doit se faire dans un climat de confiance au sein de l’entreprise et apporter aux salariés une motivation supplémentaire. Pour ce faire, il convient de préparer le personnel à sa venue, de l’informer des avantages induits et des ambitions de l’entreprise.

La formation

Elle est un élément essentiel dans la réussite de l’installation, car elle permet non seulement d’utiliser le matériel de manière efficace, mais aussi de le faire évoluer dans le temps. La formation peut se dérouler en trois étapes : avant l’arrivée du matériel (formation à la programmation du robot), pendant sa mise en route (formation à la conduite de l’installation) et lors de son exploitation (formation à la maintenance). Les stages de formation se font soit chez le constructeur de robots (cas le plus fréquent), soit chez l’industriel lui-même, lorsqu’il a un personnel nombreux à former.

En conclusion, l’évolution des robots est telle que les solutions préconisées peuvent être rationalisées au maximum, en utilisant toutes les capacités et les fonctionnalités des produits. Par exemple, les automatismes sont simplifiés grâce à la mise en œuvre de réseaux de terrain. Le roboticien, entant que spécialiste de ses produits, est le partenaire privilégié pur aider les industriels à diminuer le coût de leurs investissements en proposant la solution la plus optimisée.