Les véhicules autonomes guidés (VAG), parfois appelés véhicules à guidage automatique ou véhicules autonomes, sont des systèmes de manutention ou de transport de charges qui se déplacent de manière autonome dans un entrepôt, un centre de distribution ou une usine, sans opérateur ou conducteur à bord. Dans cet article, nous explorerons les différents types de VAG, leur signification, leur fonctionnement et leurs avantages.
Applications des VAG
Les systèmes de véhicules autonomes guidés sont utilisés pour des tâches qui seraient normalement effectuées par des chariots élévateurs, des systèmes de convoyage ou des chariots manuels, permettant ainsi de déplacer de gros volumes de matériaux de manière répétitive.
Les VAG sont utilisés dans diverses applications. Ils sont souvent utilisés pour transporter des matières premières telles que le métal, le plastique, le caoutchouc ou le papier. Par exemple, les VAG peuvent transporter des matières premières depuis la réception jusqu’à l’entrepôt ou livrer directement les matériaux aux lignes de production. Les VAG fournissent de manière constante et fiable les matières premières nécessaires sans intervention humaine, garantissant ainsi que les lignes de production disposent en permanence des matériaux nécessaires sans interruption.
Outre le transport de matières premières, les VAG sont utilisés dans les applications de travail en cours et avec les produits finis pour soutenir les lignes de production ou de fabrication. Selon Investopedia, le terme “travail en cours” décrit des produits partiellement achevés, qui sont généralement transformés à partir de matières premières en produits finis en peu de temps, comme les biens manufacturés. Dans les applications de travail en cours, les VAG déplacent les matériaux ou les pièces de l’entrepôt vers les lignes de production ou d’une station de travail à une autre, assurant un mouvement répétitif et efficace des matériaux tout au long du processus de fabrication. Sans les VAG, les processus de fabrication peuvent être interrompus lorsque les lignes de traitement manquent de matériaux. La fabrication est alors retardée pendant qu’un travailleur humain récupère les matériaux nécessaires dans le stockage et les transporte jusqu’à la ligne de production.
Les VAG sont également utilisés pour la manipulation entrante et sortante aux fins de réapprovisionnement et de préparation de commandes. Par exemple, les VAG peuvent être utilisés pour transporter les stocks depuis la réception jusqu’aux emplacements de stockage ou depuis les emplacements de stockage à long terme jusqu’aux emplacements de préparation des commandes pour reconstituer le stock. Le déplacement des stocks depuis les emplacements de stockage à long terme vers les emplacements de préparation des commandes garantit que des stocks adéquats sont accessibles aux préparateurs de commandes, rendant ainsi le processus de préparation des commandes plus efficace. Les VAG, tels que les robots mobiles collaboratifs, aident au processus de préparation des commandes en guidant les associés d’entrepôt à travers les tâches et en transportant les commandes préparées vers les postes d’emballage et d’expédition.
Les types de véhicules autonomes guidés
Il existe plusieurs types de véhicules autonomes guidés. De nombreux VAG sont similaires à d’autres véhicules pilotés par des humains, mais sont conçus pour fonctionner sans intervention humaine ou guidage direct.
Chariots autonomes guidés
Un chariot à guidage automatique (CGA) est le type le plus basique de VAG avec des fonctionnalités minimales. Les systèmes de navigation peuvent varier, des systèmes aussi simples que des bandes magnétiques aux systèmes de navigation basés sur des capteurs utilisant l’intelligence artificielle pour se déplacer dans leur environnement. Ils peuvent transporter une variété de matériaux, des petites pièces aux palettes chargées, et sont souvent utilisés dans les applications de tri, de stockage et de transbordement.
Un exemple de CGA est un transporteur automatique de chariots utilisé pour transporter efficacement des charges compactes dans un hôpital, telles que des repas et des plateaux vides, du linge propre ou sale, des déchets biologiques ou des fournitures stériles. Sans avoir besoin d’un membre du personnel pour pousser manuellement le chariot d’un endroit à un autre, les transporteurs automatiques de chariots hospitaliers peuvent contribuer à réduire les coûts de main-d’œuvre.
Chariots élévateurs autonomes
Les véhicules élévateurs, ou chariots élévateurs automatiques guidés, sont un autre type couramment utilisé de VAG. Ils sont conçus pour effectuer les mêmes fonctions qu’un chariot élévateur piloté par un humain (transport de palettes), mais sans avoir besoin d’un opérateur humain.
Chariots de remorquage autonomes
Les chariots de remorquage, ou chariots de remorquage automatiques guidés, tirent une ou plusieurs remorques non motorisées derrière eux, formant ainsi une formation semblable à un train. Parfois appelés trains sans conducteur, les chariots de remorquage motorisés se déplacent sur des roues. Les chariots de remorquage automatiques guidés sont souvent utilisés pour transporter des charges lourdes sur de plus longues distances. Ils peuvent avoir plusieurs arrêts de dépôt et de ramassage le long d’un parcours défini à travers un entrepôt ou une usine.
Manipulateurs de charges unitaires
Les manipulateurs de charges unitaires transportent des charges discrètes, telles que des objets individuels, ou une seule unité telle qu’une palette ou un conteneur contenant plusieurs articles.
Transporteurs de charges lourdes
Pour les charges les plus lourdes, les transporteurs de charges lourdes sont un type de VAG utilisé dans des applications telles que l’assemblage de grandes pièces, le moulage et le transport de bobines et de plaques. Certains transporteurs de charges lourdes ont des capacités d’autopartage et peuvent avoir une direction standard, pivotante ou omnidirectionnelle.
Robots mobiles autonomes
Les robots mobiles autonomes (RMA) sont généralement plus avancés sur le plan technologique que les autres types de VAG. Alors que de nombreux VAG utilisent des systèmes de navigation fixes, tels que des fils ou des bandes magnétiques, de nombreux RMA sont équipés de capacités de navigation intelligentes telles que des capteurs et des systèmes de caméras qui leur permettent de détecter et de contourner les obstacles. Grâce à une technologie plus sophistiquée, les RMA peuvent naviguer dynamiquement dans un entrepôt ou une autre installation et planifier les itinéraires les plus efficaces.
Fonctionnement des VAG
Les VAG sont des véhicules autopropulsés dont les mouvements sont guidés par des logiciels et des capteurs. La plupart des VAG se déplacent le long de voies définies, mais comme mentionné précédemment, les RMA disposent généralement de technologies plus avancées permettant une navigation dynamique.
Navigation des VAG
La navigation des VAG peut être guidée par un ou plusieurs des mécanismes suivants :
- Bande de guidage magnétique – Certains VAG sont équipés de capteurs magnétiques et suivent une piste en utilisant une bande magnétique.
- Navigation par câble – Certains VAG suivent des trajets de câbles intégrés dans le sol de l’installation. Le câble transmet un signal que les VAG détectent via une antenne ou un capteur.
- Navigation par cible laser – Avec cette méthode, du ruban réfléchissant est monté sur des objets tels que des murs, des machines fixes et des poteaux. Les VAG sont équipés d’un émetteur et d’un récepteur laser. Les lasers se réfléchissent sur le ruban dans le champ de vision et sont utilisés pour calculer l’angle et la distance de l’objet par rapport au VAG.
- Navigation inertielle (gyroscopique) – Certains VAG sont contrôlés par un système informatique avec l’aide de transpondeurs intégrés dans le sol de l’installation pour vérifier que le VAG est sur le bon parcours.
- Guidage par vision – Aucune modification de l’infrastructure n’est nécessaire pour les VAG guidés par vision. Les caméras enregistrent les caractéristiques le long du parcours et les VAG s’appuient sur ces caractéristiques enregistrées pour naviguer.
- Guidage géographique – Comme les VAG guidés par vision, aucune modification de l’infrastructure n’est nécessaire pour les VAG qui utilisent le guidage géographique. Les VAG guidés par géographie reconnaissent les objets de leur environnement pour établir leur position en temps réel et naviguer dans toute l’installation.
- LiDAR – Le LiDAR (Light Detection and Ranging) est une technologie de navigation sophistiquée utilisant des capteurs qui émettent des impulsions laser pour mesurer la distance entre le robot et les objets de son environnement. Ces données sont compilées pour créer une carte à 360 degrés de l’environnement, permettant aux robots de naviguer dans l’installation et d’éviter les obstacles sans nécessiter d’infrastructure supplémentaire. 6 River Systems utilise la technologie de navigation LiDAR pour permettre à ses VAG de naviguer dans un entrepôt sans nécessiter de modifications de l’infrastructure, ainsi que pour s’adapter à de nouveaux environnements si la disposition du sol de l’entrepôt change.
Direction des VAG
La direction des VAG est contrôlée par un contrôle de vitesse différentiel, un contrôle de roue pivotante ou une combinaison des deux :
- Contrôle de vitesse différentiel : Il s’agit du type de direction le plus couramment utilisé par les VAG. Le contrôle de vitesse différentielle utilise deux roues motrices indépendantes. Chaque roue motrice est entraînée à une vitesse différente pour tourner. Pour avancer ou reculer, les deux roues sont entraînées à la même vitesse. Cette option de contrôle de direction la plus simple pour les VAG ne nécessite pas de moteurs ou de mécanismes de direction supplémentaires. Elle est couramment utilisée pour les VAG qui opèrent dans des espaces restreints ou à proximité de machines. Elle n’est pas utilisée pour les applications de remorquage, car elle peut causer le renversement d’une remorque lors des virages.
- Contrôle de roue pivotante : Ce type de contrôle de direction est similaire au contrôle de direction d’une voiture ou d’un camion. Dans le contrôle de roue pivotante, la roue motrice est la roue de direction. Le contrôle de roue pivotante est plus précis que le contrôle de vitesse différentiel et offre des virages plus souples. Il est souvent utilisé pour les applications de remorquage et peut également être contrôlé par un opérateur.
- Direction combinée : Il s’agit d’une combinaison de contrôle de vitesse différentiel et de contrôle de roue pivotante. Les VAG qui utilisent une direction combinée sont dotés de deux moteurs de direction/entraînement indépendants sur les coins diagonaux du VAG et de roulettes pivotantes sur les deux autres coins. Les VAG qui utilisent une direction combinée peuvent tourner dans n’importe quelle direction, comme une voiture, et peuvent également se déplacer en mode de direction différentielle dans n’importe quelle direction.
Contrôle du trafic des VAG
Les mesures de contrôle du trafic des VAG comprennent le contrôle de zone, l’évitement des collisions ou une combinaison des deux :
- Contrôle de zone : Méthode de contrôle du trafic couramment utilisée pour les VAG. Le contrôle de zone est simple à installer et facilement extensible. Un émetteur sans fil émet des signaux dans des zones définies, et le VAG contient un capteur qui reçoit le signal et le renvoie à l’émetteur. Si la zone est libre, un signal “libre” est envoyé, ce qui permet au VAG d’entrer ou de traverser la zone. Si un autre VAG se trouve dans la zone, un signal “arrêt” est envoyé, ce qui alerte les autres VAG qui tentent d’entrer que la zone n’est pas libre. Dans ce cas, les VAG en attente s’arrêteront et attendront que le premier VAG quitte la zone et qu’un signal “libre” soit envoyé par l’émetteur. Le contrôle de zone peut également être utilisé en équipant chaque VAG de son propre émetteur, ce qui lui permet d’envoyer un signal “ne pas entrer” à d’autres VAG qui approchent de la zone.
- Évitement des collisions : Les VAG utilisant un contrôle de zone d’évitement des collisions sont équipés de capteurs qui émettent un signal et attendent une réponse pour déterminer si un objet se trouve devant eux. Ces capteurs peuvent être de type sonar, qui fonctionnent comme le radar, ou de type optique, qui utilise des capteurs infrarouges. Les deux fonctionnent de manière similaire. Les capteurs de pare-chocs sont un autre type de capteur pour éviter les collisions. De nombreux VAG sont équipés de capteurs de pare-chocs en tant que dispositif de sécurité. Les capteurs de pare-chocs s’arrêtent pour éviter une collision lorsqu’ils détectent un contact physique.
- Contrôle combiné : Les VAG qui utilisent un contrôle combiné sont équipés à la fois de capteurs de contrôle des collisions et de capteurs de contrôle de zone pour offrir une prévention des collisions plus robuste dans toutes les situations. Par exemple, un VAG peut utiliser le contrôle de zone comme système de contrôle de trafic principal, mais également avoir des capteurs d’évitement des collisions comme solution de secours en cas de défaillance du système de contrôle de zone.
Les avantages des VAG
Les VAG offrent de nombreux avantages dans la gestion des entrepôts et la fabrication.
Augmentation de l’efficacité et de la productivité
Grâce à leur fonctionnement autonome, les VAG augmentent l’efficacité et la productivité, et ils sont prévisibles et fiables pour les tâches répétitives. Les VAG éliminent les déplacements inutiles à pied et suppriment également le travail physique lié au transport des matériaux. Ils dictent le rythme de travail des employés, en les maintenant concentrés sur leurs tâches. Les VAG, tels que les robots mobiles collaboratifs, guident les employés à travers chaque tâche, réduisant ainsi les erreurs humaines, ce qui contribue à améliorer la précision de la préparation des commandes et à réduire les pertes et les produits égarés. Grâce à l’utilisation de l’intelligence artificielle pour optimiser les itinéraires et prioriser le travail, les robots mobiles collaboratifs améliorent l’utilisation des ressources.
Coûts constants
Les VAG sont généralement acquis sur une base de coût par unité ou par période de location, ce qui entraîne moins de fluctuations de coûts par rapport à la main-d’œuvre humaine, qui peut fluctuer en fonction des conditions du marché et de la demande.
Flexibilité
Certains VAG offrent la flexibilité de changer facilement d’itinéraire (par rapport à d’autres qui nécessitent la modification des fils de guidage ou d’autres infrastructures pour ajuster l’itinéraire d’un véhicule). Les véhicules autonomes guidés sont également une solution évolutive, avec la possibilité d’ajouter des unités supplémentaires en fonction de la demande.
Espace réduit
Comparés à d’autres solutions d’automatisation, tels que les systèmes de convoyage, les VAG nécessitent moins d’espace. Certains VAG sont plus petits par rapport aux équipements d’entrepôt traditionnels, tels que les chariots élévateurs, ce qui permet des configurations d’espace avec des allées plus étroites et une meilleure utilisation de l’espace.
Amélioration de la sécurité
Enfin, les VAG sont une solution d’automatisation sûre pour les entrepôts, les centres de distribution et les installations de fabrication. Les VAG sont équipés de capteurs pour éviter les collisions. Les VAG avancés, tels que les RMA, disposent de capacités de routage intelligentes qui leur permettent de planifier le chemin le plus efficace à travers un entrepôt ou une installation, réduisant ainsi la congestion des allées et prévenant les blessures.
Les véhicules autonomes guidés sont conçus de manière unique pour automatiser les tâches pour lesquelles les humains ne sont pas nécessaires. Ils automatisent les longs déplacements dans les entrepôts, dictent le rythme de travail des employés et éliminent les contraintes physiques d’un travail traditionnellement exigeant sur le plan physique. Chuck de 6 River Systems est une solution flexible, évolutive et économique pour les entrepôts et les centres de distribution, offrant une technologie innovante conçue pour relever certains des plus grands défis de la gestion des entrepôts.
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