Les opérateurs humains

L’humain joue un rôle non négligeable dans l’industrie 4.0 [150]. En plus des rôles traditionnels de production et de prise de décision à tout niveau, il

peut être sollicité pour des tâches de maintenance [65](Comme pour la

main-tenance à l’aide de la Réalité Augmentée RA, voir figure2.20), la surveillance des procédés ou ressources, l’interprétation et l’envoi des ordres de produc-tion, l’assemblage, le transport, etc.

L’étude ergonomique du travail industriel des opérateurs, les conséquences liées à la charge supplémentaire de travail, le stress, les nouvelles responsabi-lités et toutes les méthodes visant à améliorer les performances des humains dans les systèmes de production ont été largement traités dans la littérature [5], [112], [113],[124]. Ainsi, cette partie est dédiée à la nécessité, l’apport et la participation des opérateurs dans la réalisation des tâches de transport.

9. Source image FANUC : https://www.fanuc.eu/be/fr/robots/page-de-filtre-des-robots/des-robots-collaboratifs, consulté le 21 juillet 2020

10. Source image KUKA : https://www.visit.sindex.ch/fr/KUKA-KMR-iiwa, p1501009, consulté le 21 juillet 2020

11. Source image ABB : https://new.abb.com/products/robotics/fr/robots-industriels/yumi, consulté le 21 juillet 2020

2.6. Entités autonomes de transport 47

FIGURE2.19 – Robots collaboratifs travaillant à proximité d’un humain au

labo-ratoire Lineact-CESI de Rouen

FIGURE2.20 – Opérateur utilisant la RA pour des tâches de maintenance à l’aide

d’une lunette (Image de gauche) et d’une tablette (Image de droite)

2.6.6.1 Exemple d’action nécessitant une intervention humaine : Démons-trateur du futur

L’humain peut effectuer les tâches de transport efficacement grâce à ces différents membres. Il dispose aussi d’une faculté native d’apprentissage et ainsi se déplacer avec des objets tout en évitant avec aisance les obstacles qui pourraient se présenter devant lui et générer de nouveaux chemins. En outre la réalisation de certaines opérations de transport industriel, est plus écono-mique avec un humain qu’un robot à cause de leur rareté ou complexité. Par exemple, sur le démonstrateur du futur du laboratoire LINEACT qui per-met d’assembler des téléphones, le module de stockage des produits finis est verrouillé. Quatre serrures devant être fermées à clé quand la ligne de production est en marche, maintiennent les deux trappes du module de sto-ckage des produits finis. La récupération (Chargement sur un transporteur) des produits (téléphones assemblés) est à la charge d’un opérateur, figure

2.21.

Pour se faire, l’opérateur doit s’assurer d’abord que la chaîne est à l’ar-rêt (Étape 1). Ensuite, il part chercher la clé ouvrant le module (Image de

Serrures à ouvrir

Clé

Main exerçant pression

FIGURE2.21 – Processus de chargement des produits finis du démonstrateur du

futur au Laboratoire LINEACT-CESI

la clé sur la deuxième image de la figure 2.21) qui se situe dans un

arran-gement à quelques mètres de la chaîne d’assemblage (Étape 2). Une fois la clé en main, il revient vers la chaîne et identifie les quatre serrures (Étape

3). L’opérateur doit par la suite, exercer une pression sur la trappe qu’il sou-haite ouvrir à l’aide d’une main et introduire la clé dans la serrure (Image du milieu sur la figure2.21) à l’aide de l’autre main pour l’ouvrir (Étape 4). La quatrième étape doit être répétée pour les trois serrures restantes, en plaçant à chaque fois la main exerçant la pression juste à côté de la serrure pour créer un meilleur jeu.

Dans l’Étape 5, l’opérateur ouvre les deux trappes déverrouillées, de telle sorte qu’il puisse avoir accès aux produits. C’est seulement en ce moment, qu’il saisit les produits et les charge sur le transporteur (Troisième image sur

la figure2.21), sachant que certains produits sont stockés à une hauteur de

1, 60m (Étape 6). L’opérateur referme les trappes par le procédé de l’étape 4, une fois qu’il a fini de retirer toutes les pièces. Il doit également remettre la clé dans son arrangement pour faciliter les utilisations futures.

Cette description donnée , démontre la complexité de certains procédés in-dustriels. La robotisation de l’ensemble des étapes conduisant à la récupéra-tion des produits depuis le module de stockage du démonstrateur et à leur chargement sur un transporteur nécessite d’avoir :

• Un robot doté d’un système de vision, pour détecter la position des serrures, des produits et de la clé. La vision permettra aussi d’insérer la clé avec précision dans le trou de la serrure ayant une circonférence de l’ordre du millimètre.

• Un robot à deux bras pour les actions simultanées de pression et d’ou-verture des serrures. Utiliser deux robots peut être aussi une solution. • Il faut un outil adapté au robot pour pouvoir maintenir fermement la

2.6. Entités autonomes de transport 49 • La hauteur de l’emplacement de certaines pièces (1.60m) est aussi un paramètre non négligeable, qui nécessite d’avoir un robot avec un rayon d’action conséquent.

• La clé doit être à proximité de la chaîne, et placer de telle sorte que le robot puisse la saisir. Il est impératif que son emplacement ne change jamais autrement le robot serait bloqué.

• etc.

La robotisation de cette tâche d’ouverture et de chargement peut être oné-reuse en coût de conception et en temps de développement algorithmique. Pourtant, cette tâche est assez basique pour un opérateur. Ce qui prouve, le rôle indispensable de l’opérateur même dans l’industrie 4.0.

2.6.6.2 Moyens de communication des opérateurs

La communication entre les agents humain et robotique relève de la dis-cipline IHM (Interfaces ou Interactions Homme-Machine). L’IHM se définit comme l’ensemble des moyens et outils mis en oeuvre pour qu’un humain

puisse interagir, communiquer ou contrôler une machine [26].

Divers outils technologiques permettent aux opérateurs d’interagir avec les robots et de communiquer avec le poste de supervision [148]. Ces outils vont de simples gadgets connectés portables (Tablette, téléphone, casque, etc.), au poste de contrôle utilisant des ordinateurs fixes. Dans le contexte du

FIGURE 2.22 – Quelques outils d’interaction, de gauche à droite : Un

Joys-tick¹²connecté en Bluetooth, un opérateur communiquant grâce un ordinateur, une tablette connectée en Wifi et un opérateur avec une tablette reliée à sa main,

connectée en Wifi

transport, un outil portable, facilement maniable et léger serait plus adapté. L’image la plus à droite de la figure2.22, illustre un moyen pragmatique de communication pour les opérateurs. Une tablette simple est adaptée au bras de l’opérateur, lui permettant d’échanger avec les autres entités de l’atelier tout en ayant une mobilité complète et une disponibilité de ses deux mains pour pouvoir intervenir dans les tâches de transport.