La vision dans l'industrie 4.0
L’industrie 4.0 ou 4ème révolution industrielle est la convergence entre les outils et machines d’une usine avec les technologies numériques pour aboutir à des produits uniques et personnalisés. C’est une nouvelle manière de produire plus performante. Après la mécanisation (Industrie 1.0), la production de masse (Industrie 2.0) et l’automatisation (Industrie 3.0), nous arrivons au cœur d’un système flexible où des produits sont créés avec un coût relativement abordable, correspondant aux besoins des consommateurs.
Chaque révolution a entraîné une augmentation massive de la productivité. L’industrie 4.0 va reposer en partie sur les technologies de vision car c’est un élément essentiel des systèmes automatisés de collecte de l’information : c’est ainsi que les systèmes de vision industrielle ont vu le jour. Comment les systèmes de vision permettent à l’industrie de gagner en efficacité ? Et comment l’industrie 4.0 révolutionne le monde des entreprises ?
Prenons l’exemple des robots collaboratifs qui semblent être l’un des piliers de l’industrie 4.0. Les robots collaboratifs sont de plus en plus présents au sein des entreprises et ont comme principale caractéristique, l’interaction avec l’humain dans un espace de travail commun. Par exemple, de multiples entreprises déploient des flottes de robots mobiles autonomes dans les entrepôts de logistique afin d’optimiser la productivité. La caméra joue un rôle important dans l’intelligence de ce type de robots : elle va capter l’image qui sera généralement traitée par un système central.
Les systèmes de vision et l’intelligence des robots offrent un panel de capacités telles que l’identification et la compréhension du positionnement des objets. L’usage de la vision permet de faire fonctionner les robots en tant que flotte. Certains chercheurs vont même imiter des fonctionnements naturels pour concevoir des systèmes efficaces. C’est le cas de robots inspirés par les fourmis qui travaillent en essaims pour franchir des obstacles et soulever des objets. L’industrie est le secteur traditionnel dans lequel la vision et la robotique se retrouvent car l’environnement peut y être maitrisé, tant sur l’éclairage que sur la disposition des lieux.
Un autre exemple d’usage de la vision industrielle concerne les contrôles de qualité requis au cours du processus de production. C’est une étape indispensable car elle assure la conformité des produits en cohérence avec le niveau d’exigence de l’entreprise mais aussi pour respecter les obligations légales. Il est important de considérer que le contrôle de la qualité ne se trouve pas seulement dans une partie de la chaîne de production, mais au cours de la chaîne de production, à travers des processus administratifs de contrôle, de vérification visuelle, de test et d'analyse.
Les robots logistiques de Locus Robotics fonctionnent en flotte et se repèrent grâce aux technologies de vision et de LiDAR
Exemple d'un environnement de production industrielle où la disposition des pièces est maîtrisée.
Aujourd’hui de nombreux contrôles visuels sont automatisés via des systèmes de vision industrielle : contrôle de dimension, étiquetage des produits, détection de défauts… Au sein de l’environnement maîtrisé des machines et outils de production, il est possible de mettre en place des contrôles fiables en comptant sur une position régulière des pièces à contrôler et un éclairage constant.
Qu’importe le secteur d’activité, la maintenance industrielle est un maillon essentiel de la chaîne de production. C’est l’ensemble des opérations qui sont destinées à prévenir ou réparer les pannes qui peuvent survenir sur les machines. Quand une entreprise installe un système pour maintenir ses équipements de production, cela va lui permettre de prévenir un grand nombre de problèmes et du coup diminuer les pertes de productivité.
Aujourd’hui, la réalité augmentée apporte une valeur ajoutée importante aux entreprises du secteur de l’industrie et plus particulièrement sur des questions de maintenance. Elle désigne souvent les différentes méthodes qui permettent d’incruster de façon réaliste des objets virtuels dans une séquence d’images. Grâce à cette technologie, les techniciens industriels sont accompagnés dans leurs opérations.
La réalité augmentée se traduit comme une extension de l’environnement d’intervention. Aujourd’hui, la présence de la réalité augmentée dans des domaines tels que la maintenance, les processus d’assemblage ou le contrôle qualité est déjà courante dans de nombreuses entreprises mettant en œuvre des systèmes pour améliorer leurs processus industriels.
La réalité augmentée, ici vue à travers une application mobile
Aujourd’hui la vision a pris une place importante dans les environnements industriels, de multiples façons. Néanmoins, un besoin d’infrastructure physique (ex : éclairage, scène…) est nécessaire lors de l’implantation de tels systèmes, notamment dans un souci de maîtrise de l’environnement observé. Deux éléments viennent également compléter la caméra, surtout utilisée comme système de captation d’image : une centrale de traitement et un réseau de communication pour transmettre le flux de données vidéo.
De ce constat de l’investissement initial lourd que peut représenter l’inclusion de systèmes de vision, l’intérêt pour les solutions embarquées et autonomes grandit. L’usage de caméras à intelligence embarquée permet notamment de traiter l’information visuelle localement et ainsi de réduire à la fois le volume de données qui transite dans le réseau et la dépendance système central de traitement et analyse de données. Comment cela fonctionne ? Nous l’aborderons prochainement dans un article sur l’intelligence embarquée.
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