Les cobots marquent le début de la robotique 4.0

S’il ne fallait citer, qu’un seul équipement emblématique de l’industrie du Futur, ce serait à l’évidence le robot collaboratif. Alors que les industriels ne cessent d’affirmer que l’humain est la préoccupation majeure dans l’évolution en cours, la place de la robotique doit être entièrement repensée. Le passage par la cobotique semble être une étape indispensable.


remettre l’humain au cœur de l’usine, c’est repenser sa place dans un environnement recélant des conditions de fonctionnement qui peuvent lui être hostile. Il n’existe pas un secteur industriel qui ne traite des composants toxiques ou qui ne manipule des objets dont la perte de contrôle peut aboutir à un accident mortel. Et nombre de machines de production comportent des pièces et des parties mouvantes qui ne peuvent fonctionner qu’à l’abri de barrières ou de carters de protection destinés à garantir la sécurité des opérateurs.

Les robots n’échappent pas à cette règle puisque d’une part, ils transportent des charges qui outre leur poids, peuvent présenter des angles vifs ou des parties coupantes et de l’autre, que le déplacement de leurs parties mobiles s’effectue à des vitesses dangereuses pour l’homme en cas de chocs. Or, c’est précisément la célérité et la répétitivité avec lesquelles les robots sont capables d’accomplir les tâches qui leur sont dévolues, qui les rendent si compétitifs dans l’industrie. Si les robots sont jusqu’à présents des éléments essentiels de l’accroissement de la productivité et donc, de la compétitivité des entreprises industrielles, ces gains s’effectuent à l’intérieur de cellules sécurisées par des barrières qui confinent les robots dans des îlots inaccessibles à l’homme pendant les phases de travail.

Dull, Dusty, Dangerous …

Le robot est incontestablement doué pour accomplir les tâches répétitives, nécessitant de déployer une force mécanique dont l’homme est incapable ou dont la fréquence ne manquerait pas d’entraîner une fatigue nuisible à sa santé physique.

Imaginons une pièce mécanique de taille moyenne, pesant de 6 à 10 kg et qui subit une opération d’assemblage ou de contrôle durant de trois à cinq minutes ; à la fin de la journée la charge totale déplacée évolue dans une fourchette comprise entre 0,5 et 1,5 tonne. Ce qui n’est qu’une formalité pour un robot de faible charge, se révèle être une tâche harassante pour un opérateur ou une opératrice soumis à la même cadence avec de sérieux risques de développer des troubles musculo-squelettiques (TMS) à brève ou moyenne échéance.

Et il n’y a pas que le seul déplacement de charge en cause… un opérateur ou une opératrice qui une journée durant, met en place ou assemble des éléments de faible taille et éventuellement fragiles, va accumuler au fil des heures une fatigue nerveuse, source d’une irritabilité et d’une baisse d’attention qui vont augmenter les erreurs et donc les retards, voire les rejets en fin de chaîne. Là encore, le robot agit sans réfléchir et sans ressentir la fatigue.

La comparaison est encore plus nettement défavorable à l’homme dans les situations qui exposent l’opérateur à la chaleur, à une humidité extrême ou pire encore, à des fumées, des poussières, des particules fines, des solvants, des effluents, des gaz…

Un nouveau paradigme basé sur l’interaction

Il ne faudrait pas conclure des quelques situations décrites précédemment, que les opérateurs et les opératrices n’ont plus leur place dans l’industrie. Si les robots sont certes capables d’être à la fois rapides, précis et dans une certaines mesure, infatigables, il leur manque les sens et le discernement. Et c’est bien là que l’humain garde la suprématie sur la machine.

Quand bien même un robot serait demain doté de caméras qui lui apportent une vision numérique surclassant notre vision physiologique, le robot reste conçu pour une tâche ou un type de tâches relativement précis. Hors de ce cadre – souvent très strict – il explose littéralement son seuil d’incompétence. L’humain est capable de s’adapter à une infinité de situation, il est inventif et créatif… pas la machine, fût-elle programmable. Dans une industrie où le seul objectif a été de produire des biens en volume toujours plus importants, plus vite et à des coûts toujours plus faibles, la répétabilité a été le principal moteur du remplacement des ouvriers par les machines.

L’Industrie 4.0 approche la production sous un angle radicalement différent. Ayant intégré les gains de productivité promis par l’automatisation et la robotique, les entreprises se tournent désormais vers une spécialisation, voire une personnalisation des produits qui vont entraîner la multiplication de lots de fabrication différenciés. Partant, il faut à la fois anticiper les modifications que cela nécessite dans les processus et renforcer le suivi des produits tout en ayant, la capacité de réaliser des opérations spécifiques sur quelques dizaines ou même, un seul produit.

Ici, ce sont les capacités de discernement, les facultés de jugement, le bon sens et la sensibilité de l’opérateur ou de l’opératrice qui apportent un indéniable avantage en termes de productivité mais aussi, dans l’assurance de la conformité et de la qualité du produit fini.

Or pour préserver la rentabilité du processus industriel, il faut maintenir des cadences qui permettent de répondre à la demande d’une clientèle toujours plus exigeante. La main, l’œil et les facultés d’appréciation de l’homme doivent être assistés par une machine aussi facile à utiliser qu’à programmer, qui par son adaptabilité à des tâches multiples, soit une extension de l’opérateur ou de l’opératrice comme l’est n’importe quel autre outil.

Cette machine, c’est le robot collaboratif ou, cobot. Equipé d’un seul bras ou de deux pouvant agir simultanément, il est positionné à proximité de l’opérateur qui déclenche manuellement une séquence ou intervient directement dans la programmation d’une tâche. Associés à d’autres outils comme les logiciels de gestion des processus industriels (ou MES pour manufacturing execution system), la robotique collaborative permet de redonner de l’agilité à l’appareil de production et une plus grande flexibilité dans l’organisation des groupes de travail. D’autres techniques de management valorisant la connaissance des intervenants comme le lean, donnent l’opportunité aux salariés de valoriser leur intelligence individuelle et collective pour reprendre l’initiative dans l’optimisation et l’organisation du travail.

Dans la logique de l’Industrie 4.0, la robotique collaborative permet aux entreprises de s’ouvrir à de nouveaux marchés tout en continuant à produire en France. Elle est l’une des dix technologies mentionnées dans le « Guide pratique de l’Usine du Futur » publié en 2015 par la Fédération des Industries Mécaniques (FIM).