La révolution des robots collaboratifs : l’avenir de l’usine intelligente

(Dan Tri) - Ce ne sont plus des machines géantes enfermées dans des cages de verre, une nouvelle génération de robots entre dans les usines en tant que « collègues ».

Robots collaboratifs : un nouveau levier pour l'efficacité industrielle

Le monde est témoin d’une révolution silencieuse mais profonde dans le secteur manufacturier.

Il ne s'agit plus de robots géants enfermés dans des cages de verre comme auparavant, mais de robots « collègues » intelligents capables de collaborer efficacement et en toute sécurité avec les humains. Ce n'est plus de la science- fiction, mais une réalité qui se déroule sous nos yeux.

Selon le dernier rapport de McKinsey & Company, le marché mondial des robots industriels a atteint un record de 16,5 milliards de dollars en valeur de nouvelles installations, avec plus de 4,28 millions de robots fonctionnant dans des usines du monde entier.

Ce chiffre reflète non seulement la forte croissance du secteur, mais signale également une nouvelle ère dans laquelle les robots ne sont plus une solution de luxe réservée aux grandes entreprises.

La plus grande différence entre la vague actuelle de robots et les générations précédentes est la capacité à « coopérer » avec les humains.

Ces robots « collaboratifs » sont conçus pour travailler aux côtés des travailleurs, non pas pour remplacer complètement le travail humain, mais pour soutenir et améliorer la productivité. Grâce à des capteurs avancés et à des systèmes de contrôle intelligents, ils peuvent détecter la présence humaine et ajuster leurs mouvements en conséquence, garantissant ainsi une sécurité absolue.

Le marché des robots collaboratifs connaît une croissance impressionnante. De 2,14 milliards de dollars en 2024, il devrait atteindre 11,64 milliards de dollars d'ici 2030, soit un taux de croissance annuel composé (TCAC) pouvant atteindre 31,6 %.

Ce chiffre reflète la demande croissante des entreprises pour des solutions d’automatisation flexibles et faciles à déployer.

Du pilote à la grande échelle

L’un des plus grands défis auxquels sont confrontées les entreprises n’est pas de déployer des robots pilotes, mais de faire évoluer l’application.

Selon une enquête de McKinsey, environ 40 % des dirigeants ont déclaré que même si leurs projets pilotes de robotique étaient intéressants et suscitaient beaucoup d’intérêt dans le secteur manufacturier, la valeur commerciale réelle n’était pas claire.

Le marché des robots collaboratifs connaît un essor impressionnant (Photo : Genedge).

Cela ne signifie pas que les robots ne sont pas efficaces, mais plutôt que cette approche est essentielle. Au lieu de considérer les robots comme un simple outil à acheter et à utiliser, les entreprises doivent envisager de développer des capacités d'automatisation globales. Il s'agit d'un changement de mentalité majeur : passer de l'investissement en équipements au développement de capacités opérationnelles.

« La principale différence réside dans le fait que l'automatisation traditionnelle est une solution universelle, taillée sur mesure pour une application donnée », explique Ujjwal Kumar de Teradyne Robotics. « La nouvelle génération de robots IA propose des produits standards couvrant un large éventail d'applications. Vous pouvez les déployer sur plusieurs applications grâce à des logiciels et des outils de bout en bout différents. »

Cela signifie qu'au lieu d'avoir besoin de 100 000 configurations différentes comme la technologie précédente, Universal Robots n'a désormais besoin que de 6 configurations pour servir 100 000 installations de robots collaboratifs dans le monde entier.

C’est la clé pour réduire considérablement le coût total de possession de la nouvelle génération d’automatisation.

L'IA - L'âme de la nouvelle génération de robots

La tendance à intégrer l'intelligence artificielle aux robots s'accentue. En exploitant diverses technologies d'IA, les robots peuvent effectuer diverses tâches avec plus d'efficacité.

L'IA analytique permet aux robots de traiter et d'analyser de grandes quantités de données collectées par leurs capteurs. Cela facilite la gestion de la variabilité et de l'imprévisibilité des environnements extérieurs, des productions à forte mixité et à faible volume, et des environnements publics.

Les robots équipés de systèmes de vision par ordinateur, par exemple, analysent les tâches passées pour identifier des modèles et optimiser leurs opérations pour une plus grande précision et rapidité.

Les systèmes de vision par ordinateur jouent un rôle important dans la fabrication de robots (Photo : New Ocean).

Les fabricants de robots et de puces investissent récemment dans le développement de matériel et de logiciels spécialisés simulant des environnements réels. Cette intelligence artificielle physique permet aux robots de s'entraîner dans des environnements virtuels et de fonctionner en s'appuyant sur l'expérience plutôt que sur une programmation rigide.

« Notre vision est de créer des robots polyvalents qui peuvent aller partout où les humains peuvent aller, comprendre et manipuler leur environnement en harmonie », explique Marc Theermann de Boston Dynamics.

Et ce n'est que lorsqu'ils peuvent faire ces trois choses que l'on obtient un robot vraiment polyvalent. Depuis 30 ans, nous travaillons sur la capacité à aller partout, et nous y sommes devenus plutôt performants. Aujourd'hui, nos robots peuvent aller presque partout où un humain peut aller.

Les deux prochains défis qu'ils tentent de relever sont la compréhension et la manipulation sémantiques. C'est là qu'ils consacrent la majeure partie de leur temps.

Ce sont les éléments de base de l’échelle massive que les gens prédisent pour ces types de robots.

Une technologie révolutionnaire

Une autre avancée importante dans le domaine de la robotique est la technologie Digital Twin.

Les jumeaux numériques sont des répliques virtuelles de systèmes physiques reproduisant en temps réel leurs homologues du monde réel. Ces modèles utilisent les données de capteurs et de machines pour simuler le comportement et les performances de leurs homologues physiques.

En fournissant une représentation numérique détaillée, les jumeaux numériques permettent une surveillance, une analyse et une optimisation continues des systèmes qu'ils reproduisent. Cette technologie est particulièrement utile pour atténuer les risques liés au déploiement de robots.

Comme le commente Ujjwal Kumar : « Avec un jumeau numérique, certains des risques évoqués disparaissent. Vous pouvez désormais déployer un nouveau système automatisé dans un monde virtuel, le tester, le perfectionner, puis, à partir de ce même jumeau numérique, télécharger le code dans l'environnement de production. »

Le jumeau numérique est une réplique virtuelle de systèmes physiques qui reflète leurs homologues du monde réel en temps réel (Photo : Future).

Cela permet aux entreprises de simuler et d'optimiser leurs systèmes de production grâce à un jumeau numérique avant même de réaliser un investissement réel. Elles peuvent espérer un retour sur investissement en un à trois ans et minimiser les risques d'intégration avec les systèmes informatiques et opérationnels existants, facilitant ainsi l'adoption de la robotique.

Une tendance croissante en robotique qui continuera de croître cette année et au-delà est le développement de manipulateurs mobiles, communément appelés MoMa.

Ces robots industriels sont le résultat de la combinaison de tâches effectuées par des bras robotisés, telles que saisir, soulever ou déplacer des objets, avec la capacité des robots à naviguer dans l'espace.

Le MoMa comprend un robot mobile autonome (AMR) intégré à un bras robotisé équipé d'outils appropriés.

Les robots manipulateurs mobiles peuvent effectuer des tâches de fabrication prédéfinies sur des équipements ou récupérer des composants sur la ligne de production ou en entrepôt. Cette flexibilité permet d'automatiser le transport des matériaux vers n'importe quel emplacement, introduisant ainsi un niveau d'efficacité inédit dans la gestion de la production et de l'entrepôt.

Cette mobilité permet non seulement d'étendre la portée opérationnelle des robots, mais également de s'adapter aux configurations changeantes des usines et de répondre aux besoins d'une fabrication flexible et mobile.

Au lieu d'être fixé à un seul endroit, MoMa peut être déployé de manière flexible en fonction des besoins de travail, optimisant l'utilisation des ressources et améliorant l'efficacité globale.

L’un des plus grands obstacles à l’adoption de la robotique a toujours été le coût d’investissement initial élevé, en particulier pour les petites et moyennes entreprises (Photo : ITG Technology).

L’un des plus grands obstacles à l’adoption de la robotique a toujours été le coût d’investissement initial élevé, en particulier pour les petites et moyennes entreprises.

Robot as a Service (RaaS) change cela en permettant aux entreprises de déployer des robots selon un modèle d'abonnement ou de location plutôt que de les acheter directement.

Le modèle RaaS offre plusieurs avantages, notamment l'évolutivité, la résilience et la flexibilité, ce qui en fait un choix idéal pour les missions de recherche et de sauvetage, la surveillance de l'environnement, la fabrication, l'agriculture et l'exploration spatiale.

RaaS aide les entreprises à faire évoluer leur production locale sans risques financiers importants, « permettant ainsi aux fabricants qui produisent près de chez eux de rapprocher leur production de leurs marchés de consommation sans sacrifier la rentabilité ».

Défis et opportunités à venir

Malgré des perspectives positives, l'industrie robotique reste confrontée à des défis majeurs. L'un des principaux obstacles est le déficit de compétences de la main-d'œuvre actuelle.

La main-d'œuvre actuelle manque de l'expertise nécessaire pour déployer et gérer des robots autonomes. Bien que cela ait entraîné une pénurie de main-d'œuvre, une solution consiste à faciliter l'accès aux robots grâce à des programmes de formation ciblés afin de doter les travailleurs des compétences adéquates.

Les progrès technologiques ont dépassé les cadres actuels d'éducation et de formation. Les travailleurs se trouvent souvent mal préparés à manipuler les systèmes robotiques modernes, de la programmation à la maintenance.

Ce déséquilibre ralentit l’adoption de l’automatisation et aggrave les pénuries de main-d’œuvre, les entreprises ayant du mal à trouver du personnel qualifié.

Pour résoudre ce problème, il est nécessaire de mettre à jour les programmes d’enseignement afin d’y inclure des technologies avancées de robotique et d’automatisation.

Les partenariats industriels peuvent offrir une formation pratique et une expérience concrète grâce à des stages et des apprentissages. Comme le souligne Ani Kelkar de McKinsey : « Lorsque nous avons interrogé les dirigeants sur les obstacles, 61 % d’entre eux ont indiqué que l’un des principaux était que, même s’ils trouvaient un bon business plan, ils ne disposaient tout simplement pas des capacités internes pour le mettre en œuvre. »

La main-d’œuvre actuelle manque de l’expertise nécessaire pour déployer et gérer des robots autonomes (Photo : Mecalux).

Pour déployer avec succès des robots, les entreprises doivent modifier leur approche en se concentrant non plus sur l’efficacité pure, mais plutôt sur la flexibilité.

Ujjwal Kumar conseille aux dirigeants de repenser l'automatisation sous l'angle de la flexibilité, et non pas seulement de l'efficacité. Les outils d'automatisation traditionnels ont été conçus pour des environnements de production à haut volume et à faible variabilité. Mais le marché actuel exige de l'agilité.

Impacts sociaux et du travail

Une préoccupation courante concernant les robots concerne leur capacité à remplacer le travail humain. Or, en réalité, les robots, en particulier les robots collaboratifs, complètent principalement le travail humain plutôt que de le remplacer complètement.

« Il ne s'agit pas de remplacer des personnes », souligne Ani Kelkar. « Il s'agit de rendre le travail plus sûr, plus flexible et plus valorisant ; cela permet aux travailleurs de se concentrer sur des tâches à plus forte valeur ajoutée. De nombreuses tâches répétitives n'exploitent pas pleinement les compétences de nos employés. »

L’automatisation de ces tâches tout en investissant dans le renforcement des capacités permet d’améliorer la main-d’œuvre et de préparer l’avenir des opérations.

En fait, selon Deloitte Consulting, il pourrait y avoir 2 millions de nouveaux emplois dans le secteur manufacturier d’ici 2025. Cela reflète la tendance selon laquelle les robots créent plus d’emplois qu’ils n’en suppriment, en particulier dans les domaines de l’ingénierie, de la maintenance, de la programmation et des opérations système.

Les défis liés à la main-d’œuvre, notamment le vieillissement de la population et la baisse d’intérêt pour les emplois en usine, poussent à l’adoption de robots.

Par exemple, les États-Unis manquent de 400 000 soudeurs, tandis que l’Europe a signalé plus de 200 000 postes vacants dans le secteur de la construction en 2020.

Les robots comblent ces lacunes en effectuant des tâches répétitives et exigeantes en main-d’œuvre, ce qui en fait des atouts précieux pour les petites et les grandes entreprises.

Perspectives de nouvelles technologies dans le futur

La technologie robotique évolue vers de nouvelles avancées. L'IA générative est intégrée aux robots pour créer des comportements plus intelligents et adaptatifs.

Ces projets visent à créer un « moment ChatGPT » pour l’IA physique, lorsque les robots peuvent comprendre et interagir avec leur environnement aussi naturellement que les humains.

La technologie avancée des capteurs rend les robots plus sensibles à leur environnement.

Des capteurs bioniques sont développés pour offrir des capacités de détection aussi fragiles que la peau humaine. Les avancées technologiques en matière de préhension utilisent la biologie pour obtenir une force de préhension élevée avec une consommation d'énergie quasi nulle.

La robotique en essaim ouvre la possibilité de déployer de nombreux petits robots travaillant ensemble pour accomplir des tâches complexes.

Cette approche offre plusieurs avantages, notamment l’évolutivité, la résilience et la flexibilité, faisant de la robotique en essaim un choix idéal pour les missions de recherche et de sauvetage, la surveillance de l’environnement, la fabrication, l’agriculture et l’exploration spatiale.

Source : https://dantri.com.vn/cong-nghe/cuoc-cach-mang-robot-hop-tac-tuong-lai-cua-nha-may-thong-minh-20250905101445097.htm