Les véhicules guidés automatisés (VGA), parfois appelés véhicules autonomes ou véhicules autoguidés, sont des systèmes de manutention ou de transport de charges qui se déplacent de manière autonome à travers un entrepôt, un centre de distribution ou une installation de fabrication, sans chauffeur à bord. Dans cet article, nous allons explorer les différents types de VGA, leur signification, leur fonctionnement et leurs avantages.
Applications des VGA
Les systèmes de véhicules guidés automatisés sont utilisés pour des tâches qui seraient normalement effectuées par des chariots élévateurs, des convoyeurs ou des chariots manuels, pour le déplacement de grandes quantités de matériel de manière répétitive.
Les VGA sont utilisés dans une variété d’applications. Ils sont souvent utilisés pour le transport de matières premières telles que le métal, le plastique, le caoutchouc ou le papier. Par exemple, les VGA peuvent transporter des matières premières depuis la réception jusqu’à l’entrepôt ou livrer directement les matériaux aux lignes de production. Les VGA livrent de manière constante et fiable les matières premières nécessaires sans intervention humaine, garantissant que les lignes de production disposent toujours des matériaux dont elles ont besoin sans interruption.
En plus du transport de matières premières, les VGA sont utilisés dans les applications en cours de travail et avec les produits finis pour soutenir les lignes de production ou de fabrication. Selon Investopedia, le terme “en cours de travail” décrit des “biens partiellement terminés, qui sont généralement transformés en produit fini en peu de temps”, tels que les produits manufacturés. Dans les applications en cours de travail, les VGA déplacent des matériaux ou des pièces de l’entrepôt aux lignes de production ou d’une station de travail à une autre, assurant un déplacement répétitif et efficace des matériaux tout au long du processus de fabrication. Sans les VGA, les processus de fabrication pourraient s’arrêter lorsque les lignes de traitement sont à court 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 VGA sont également utilisés pour la manipulation des flux entrants et sortants pour la réapprovisionnement et la préparation des commandes. Par exemple, les VGA 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 réapprovisionner les stocks. Le déplacement des stocks depuis les emplacements de stockage à long terme vers les emplacements de préparation des commandes garantit que les stocks adéquats sont accessibles aux préparateurs, rendant le processus de préparation des commandes plus efficace. Les VGA tels que les robots mobiles collaboratifs aident dans le processus de préparation des commandes en guidant les associés d’entrepôt dans les tâches et en transportant les commandes préparées aux postes d’emballage et d’expédition.
Types de véhicules guidés automatisés
Il existe plusieurs types de véhicules guidés automatisés. Beaucoup de VGA sont similaires à d’autres véhicules à conduite humaine, mais sont conçus pour fonctionner sans intervention humaine ou guidage direct.
Chariots guidés automatisés
Un chariot guidé automatique (CGA) est le type le plus basique de VGA avec des fonctionnalités minimales. Les systèmes de navigation peuvent aller des systèmes aussi simples que des bandes magnétiques à des systèmes de navigation complexes basés sur des capteurs qui utilisent 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 hospitaliers, utilisé pour transporter efficacement des charges compactes dans un hôpital, telles que les repas et les plateaux de nourriture vides, le linge propre ou souillé, les déchets biologiques ou les fournitures stériles. Sans besoin qu’un membre du personnel pousse manuellement le chariot d’un endroit à l’autre, les transporteurs automatiques de chariots hospitaliers peuvent contribuer à réduire les coûts de main-d’œuvre.
VGA chariots élévateurs
Les véhicules à fourche, ou chariots élévateurs guidés automatiques, sont un autre type couramment utilisé de VGA. Ils sont conçus pour effectuer les mêmes fonctions qu’un chariot élévateur actionné par un humain (transporter des palettes), mais sans avoir besoin d’un opérateur humain.
VGA de remorquage
Les véhicules de remorquage, ou véhicules de remorquage guidés automatiques, tirent un ou plusieurs véhicules de transport sans moteur derrière eux, formant une formation similaire à un train. Parfois appelés trains sans conducteur, ces véhicules de remorquage motorisés se déplacent sur des roues. Les véhicules de remorquage guidés automatiques sont souvent utilisés pour transporter des charges lourdes sur de plus longues distances. Ils peuvent avoir plusieurs arrêts de chargement et de déchargement le long d’un trajet 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 contenant qui contient plusieurs articles.
Transporteurs de charges lourdes
Pour les charges les plus lourdes, les transporteurs de charges lourdes sont un type de VGA utilisé dans des applications telles que l’assemblage de grandes pièces, le moulage, le transport de bobines et de plaques. Certains transporteurs de charges lourdes ont des capacités d’auto-chargement et peuvent avoir une direction standard, pivotante ou omnidirectionnelle.
Robots mobiles autonomes
Les robots mobiles autonomes (RMA) sont généralement plus technologiquement avancés que les autres types de VGA. Alors que de nombreux VGA 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 naviguer autour des obstacles. Grâce à une technologie plus sophistiquée, les RMA peuvent naviguer dynamiquement dans un entrepôt ou une autre installation et planifier les trajets les plus efficaces.
Comment fonctionnent les VGA
Les VGA sont des véhicules autopropulsés dont le déplacement est guidé par des logiciels et des capteurs. La plupart des VGA se déplacent le long de trajectoires définies, mais comme mentionné précédemment, les RMA ont généralement une technologie plus avancée avec des capacités de navigation dynamique.
Navigation des VGA
La navigation des VGA peut être guidée en utilisant un ou plusieurs des mécanismes suivants :
- Bande de guidage magnétique : certains VGA sont équipés de capteurs magnétiques et suivent une trajectoire en utilisant une bande magnétique.
- Navigation filaire : certains VGA suivent des chemins tracés par des fils intégrés dans le sol de l’installation. Le fil transmet un signal que les VGA détectent via une antenne ou un capteur.
- Navigation par cible laser : avec cette méthode, une bande réfléchissante est fixée sur des objets tels que des murs, des machines fixes et des poteaux. Les VGA sont équipés d’un émetteur et d’un récepteur laser. Les lasers se reflètent sur la bande dans le champ de vision et sont utilisés pour calculer l’angle et la distance de l’objet par rapport au VGA.
- Navigation inertielle (gyroscopique) : certains VGA sont contrôlés par un système informatique avec l’aide de transpondeurs intégrés dans le sol de l’installation pour vérifier que le VGA est sur la bonne trajectoire.
- Guidage par vision : aucune modification n’est nécessaire à l’infrastructure pour les VGA guidés par vision. Des caméras enregistrent les caractéristiques le long de l’itinéraire, et les VGA s’appuient sur ces caractéristiques enregistrées pour naviguer.
- Guidage géographique : tout comme les VGA guidés par vision, aucune modification d’infrastructure n’est requise pour les VGA qui utilisent le guidage géographique. Les VGA guidés par géographie reconnaissent les objets dans leur environnement pour déterminer leur position en temps réel et naviguer dans l’ensemble de 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 avoir besoin d’une infrastructure supplémentaire. 6 River Systems utilise la technologie de navigation LiDAR pour permettre à ses VGA de naviguer dans un entrepôt sans nécessiter de modifications de l’infrastructure, ainsi que pour s’adapter à de nouveaux environnements en cas de modification de la disposition du sol de l’entrepôt.
Direction des VGA
La direction des VGA est contrôlée par un contrôle de vitesse différentielle, un contrôle de roue orientable ou une combinaison des deux :
- Contrôle de vitesse différentielle : il s’agit du type de direction le plus couramment utilisé par les VGA. 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 entraînements sont utilisés à la même vitesse. L’option de contrôle de direction la plus simple pour les VGA, le contrôle de vitesse différentielle ne nécessite pas de moteurs ou de mécanismes de direction supplémentaires. Il est couramment utilisé pour les VGA qui fonctionnent dans des espaces restreints ou à proximité de machines. Il n’est pas utilisé pour les applications de remorquage, car il peut provoquer le dérapage d’une remorque lors de la rotation.
- Contrôle de roue orientable : ce type de contrôle de direction est similaire au contrôle de direction d’une voiture ou d’un camion. Dans le contrôle de roue orientable, la roue motrice est la roue de direction. Le contrôle de roue orientable est plus précis que le contrôle de vitesse différentielle et offre une meilleure maniabilité. 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 du contrôle de vitesse différentielle et du contrôle de roue orientable. Les VGA utilisant une direction combinée ont deux moteurs indépendants de direction et de traction sur les coins diagonaux du VGA et des roulettes pivotantes sur les deux autres coins. Les VGA utilisant une direction combinée peuvent tourner dans n’importe quelle direction comme une voiture et également se déplacer en mode de direction différentielle dans n’importe quelle direction.
Contrôle de circulation des VGA
Les mesures de contrôle de circulation comprennent le contrôle de zone, l’évitement des collisions ou une combinaison des deux :
- Contrôle de zone : méthode de contrôle de circulation couramment utilisée pour les VGA. Un émetteur sans fil émet des signaux dans des zones définies, et le VGA 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 VGA d’entrer ou de passer à travers la zone. Si un autre VGA se trouve dans la zone, un signal “arrêt” est envoyé, ce qui alerte les autres VGA tentant d’entrer que la zone n’est pas libre. Dans ce cas, les VGA en attente s’arrêtent et attendent que le premier VGA quitte la zone et qu’un signal “libre” soit envoyé par l’émetteur. Une autre façon d’utiliser le contrôle de zone est d’équiper chaque VGA de son propre émetteur, ce qui lui permet d’envoyer un signal “ne pas entrer” aux autres VGA approchant de la zone.
- Évitement des collisions : les VGA utilisant un contrôle de zone d’évitement de collision 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 soniques, fonctionnant comme un radar, ou optiques, utilisant des capteurs infrarouges. Les deux fonctionnent de manière similaire. Les détecteurs de chocs sont un autre type de capteur d’évitement des collisions. De nombreux VGA sont équipés de détecteurs de chocs comme sécurité supplémentaire. Les détecteurs de chocs s’arrêtent pour éviter une collision lorsqu’ils détectent un contact physique.
- Contrôle combiné : les VGA 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 VGA peut utiliser un contrôle de zone comme système de contrôle de circulation principal, mais également disposer de capteurs d’évitement des collisions comme solution de secours en cas de défaillance du système de contrôle de zone.
Les avantages des VGA
Les VGA offrent de nombreux avantages dans la logistique et la fabrication.
Amélioration de l’efficacité et de la productivité
En raison de leur fonctionnement autonome, les VGA améliorent l’efficacité et la productivité, et ils sont prévisibles et fiables pour les tâches répétitives. Les VGA éliminent les déplacements inutiles et suppriment également le travail physique de transport des matériaux. Ils définissent également le rythme de travail des employés, en les maintenant concentrés sur leur tâche. Les VGA tels que les robots mobiles collaboratifs guident les employés à travers chaque tâche, réduisant les erreurs humaines, ce qui permet d’améliorer la précision de la préparation des commandes et de réduire les pertes et les produits mal placés. En optimisant les itinéraires et en priorisant les tâches grâce à l’intelligence artificielle, les robots mobiles collaboratifs améliorent l’utilisation des ressources.
Coûts constants
Les VGA sont généralement acquis sur une base de coût par unité ou par période de location, de sorte qu’il y a moins de fluctuations des coûts par rapport à la main-d’œuvre humaine, qui peut varier en fonction des conditions du marché et de la demande.
Flexibilité
Certains VGA offrent la flexibilité de changer facilement de trajet (par rapport à d’autres qui nécessitent des fils de guidage ou d’autres infrastructures pour ajuster le trajet du véhicule). Les véhicules guidés automatisés sont également une solution évolutive, avec la possibilité d’ajouter des unités supplémentaires en fonction de la demande.
Moins d’espace requis
Par rapport à d’autres solutions d’automatisation, telles que les convoyeurs, les VGA nécessitent moins d’espace. Certains VGA sont plus petits par rapport aux équipements d’entrepôt traditionnels, tels que les chariots élévateurs, ce qui permet des agencements de sol avec des allées plus étroites et une meilleure utilisation de l’espace.
Amélioration de la sécurité
Enfin, les VGA sont une solution d’automatisation sûre pour les entrepôts, les centres de distribution et les installations de fabrication. Les VGA sont équipés de capteurs pour éviter les collisions. Les VGA avancés tels que les RMA disposent de capacités de routage intelligentes qui leur permettent de planifier le trajet le plus efficace à travers un entrepôt ou une installation, réduisant la congestion des allées et prévenant les blessures.
Les véhicules guidés automatisés sont spécialement conçus pour automatiser les tâches pour lesquelles les humains ne sont pas nécessaires. Ils automatisent les longues marches dans les entrepôts, définissent le rythme de travail des employés et éliminent les contraintes physiques d’un travail traditionnellement exigeant sur le plan physique. Chuck par 6 River Systems est une solution flexible, évolutive et rentable pour les entrepôts et les centres de distribution, offrant une technologie innovante conçue pour relever certains des plus grands défis de la logistique.
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