Les véhicules guidés automatisés (VGA), parfois appelés véhicules autonomes ou véhicules guidés 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 installation de fabrication, sans opérateur à bord. Dans cet article, nous explorerons les différents types de VGA, leur signification, leur fonctionnement et leurs avantages.
Les applications des VGA
Les systèmes de véhicules guidés automatisés sont utilisés pour des tâches qui seraient normalement effectuées par des chariots élévateurs, des systèmes de transport par convoyeur ou des chariots manuels, pour déplacer de grandes quantités de matériel de manière répétitive.
Les VGA sont utilisés dans une variété d’applications. Ils sont souvent utilisés pour transporter des 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 vers 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 ainsi que les lignes de production disposent toujours des matériaux nécessaires sans interruption.
En plus du transport de matières premières, les VGA sont utilisés dans des applications de travail en cours et avec des produits finis pour soutenir les lignes de production ou de fabrication. Selon Investopedia, le terme “travail en cours” décrit des “biens partiellement terminés, qui sont généralement transformés en produit fini en peu de temps”, tels que les produits manufacturés. Dans les applications de travail en cours, les VGA déplacent les matériaux ou les pièces de l’entrepôt aux 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 VGA, les processus de fabrication peuvent être interrompus 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 manutention entrante et sortante pour le réapprovisionnement et la préparation de commandes. Par exemple, les VGA peuvent être utilisés pour transporter les stocks depuis la réception vers les emplacements de stockage ou des emplacements de stockage à long terme vers les emplacements de prélèvement pour renouveler les stocks. Le déplacement des stocks depuis le stockage à long terme vers les emplacements de prélèvement garanti un inventaire adéquat accessible aux préparateurs de commandes, rendant le processus de prélèvement des commandes plus efficace. Les VGA tels que les robots mobiles collaboratifs aident au processus de prélèvement en guidant les employés de l’entrepôt dans leurs tâches et en transportant les commandes prélevées vers les postes d’emballage et d’expédition.
Les types de véhicules guidés automatisés
Il existe plusieurs types de véhicules guidés automatisés. De nombreux VGA sont similaires à d’autres véhicules pilotés par des humains, mais sont conçus pour fonctionner sans intervention humaine ou guidage direct.
Les 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 de systèmes aussi simples que des rubans 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 automatisé de chariots hospitaliers, utilisé pour transporter efficacement des charges compactes dans un hôpital, telles que des repas et des plateaux vides, du linge propre ou souillé, 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 de chariots hospitaliers automatisés peuvent contribuer à réduire les coûts de main-d’œuvre.
Les VGA à fourche
Les véhicules à fourche, ou VGA à fourche, sont un autre type couramment utilisé de VGA. 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.
Les VGA de remorquage
Les véhicules de remorquage, ou VGA de remorquage, tirent derrière eux un ou plusieurs véhicules portant des charges ne disposant pas de moteur. Parfois appelés “trains sans conducteur”, ces véhicules de remorquage à moteur fonctionnent sur des roues. Les VGA de remorquage sont souvent utilisés pour transporter des charges lourdes sur de plus longues distances. Ils peuvent avoir plusieurs points de dépôt et de ramassage le long d’un trajet défini à travers un entrepôt ou une usine.
Les manipulateurs de charges unitaires
Les manipulateurs de charges unitaires transportent des charges distinctes, telles que des objets individuels, ou une seule unité telle qu’une palette ou un bac contenant plusieurs articles.
Les porte-charges lourdes
Pour les charges les plus lourdes, les porte-charges lourdes sont un type de VGA utilisé dans des applications telles que l’assemblage de grandes pièces, le transport de coulées et de bobines, ou de plaques. Certains porte-charges lourdes ont des capacités d’auto-chargement et peuvent avoir une direction standard, pivotante ou omnidirectionnelle.
Les robots mobiles autonomes
Les robots mobiles autonomes (RMA) sont généralement plus avancés technologiquement que d’autres types de VGA. Alors que de nombreux VGA utilisent des systèmes de navigation fixes, tels que des fils ou des rubans magnétiques, de nombreux RMA sont équipés de capacités de navigation intelligentes telles que des capteurs et des systèmes de caméra qui leur permettent de détecter et de contourner les obstacles. Grâce à une technologie plus sophistiquée, les RMA peuvent naviguer de manière dynamique dans un entrepôt ou une autre installation et planifier les trajets les plus efficaces.
Le fonctionnement des VGA
Les VGA sont des véhicules autopropulsés dont les mouvements sont guidés par des logiciels et des capteurs. La plupart des VGA se déplacent le long de voies définies, mais, comme mentionné précédemment, les RMA disposent généralement de technologies plus avancées avec des capacités de navigation dynamique.
La navigation des VGA
La navigation des VGA peut être guidée par un ou plusieurs des mécanismes suivants :
- Ruban magnétique : certains VGA sont dotés de capteurs magnétiques et suivent une piste à l’aide d’un ruban magnétique.
- Navigation par câble : certains VGA suivent des chemins de câbles intégrés au sol de l’installation. Le câble émet un signal que les VGA 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 VGA sont équipés d’un émetteur et d’un récepteur laser. Les lasers se reflètent sur le ruban dans le champ de vision de l’AGV et sont utilisés pour calculer l’angle et la distance de l’objet par rapport à l’AGV.
- Navigation inertielle (gyroscopique) : certains VGA sont contrôlés par un système informatique avec l’aide de transpondeurs intégrés au sol de l’installation pour vérifier que le VGA suit le bon parcours.
- Guidage par vision : aucune modification de l’infrastructure n’est nécessaire pour les VGA guidés par vision. Les caméras enregistrent les caractéristiques le long du parcours et les VGA se basent sur ces caractéristiques enregistrées pour naviguer.
- Guidage géographique : tout comme les VGA guidés par vision, aucune modification de l’infrastructure n’est nécessaire pour les VGA qui utilisent un guidage géographique. Les VGA guidés par la géo-reconnaissance reconnaissent les objets dans leur environnement pour déterminer leur position en temps réel et se déplacer dans toute l’installation.
- LiDAR : Le LiDAR (Light Detection and Ranging) est une technologie de navigation sophistiquée qui utilise des capteurs pour émettre des impulsions laser afin de mesurer la distance entre le robot et les objets dans 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 se déplacer dans un entrepôt sans nécessiter de modifications de l’infrastructure et de s’adapter à de nouveaux environnements si la disposition du sol de l’entrepôt change.
La 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 contrôle 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. Cette option de contrôle de direction la plus simple pour les VGA ne nécessite pas de moteurs ou de mécanismes de direction supplémentaires. Elle est couramment utilisée pour les VGA qui fonctionnent dans des espaces restreints ou à proximité de machines. Elle n’est pas utilisée pour les applications de remorquage, car elle peut entraîner le renversement 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 tournante. Le contrôle de roue orientable est plus précis que le contrôle de vitesse différentielle et offre une direction plus fluide. Il est souvent utilisé pour les applications de remorquage et peut également être contrôlé par un opérateur.
- Contrôle de direction combiné : il s’agit d’une combinaison de contrôle de vitesse différentielle et de contrôle de roue orientable. Les VGA utilisant un contrôle de direction combiné sont équipés de deux moteurs indépendants pour la direction/la propulsion sur les coins diagonaux du VGA et de roulettes pivotantes sur les deux autres coins. Les VGA utilisant un contrôle de direction combiné peuvent tourner dans n’importe quelle direction comme une voiture, et aussi se déplacer en mode de direction différentielle dans n’importe quelle direction.
Le contrôle du trafic des VGA
Les mesures de contrôle du trafic comprennent le contrôle de zone, l’évitement des collisions ou une combinaison des deux :
- Contrôle de zone : simple à installer et facile à étendre, le contrôle de zone est une méthode couramment utilisée pour le contrôle du trafic des VGA. Un émetteur sans fil émet des signaux dans des zones définies, et le VGA contient un capteur qui reçoit le signal et le transmet à l’émetteur. Si la zone est libre, un signal “libre” est envoyé, ce qui permet au VGA d’entrer ou de passer par la zone. Si un autre VGA se trouve dans la zone, un signal “arrêt” est envoyé, ce qui signale aux autres VGA qui tentent d’entrer que la zone n’est pas libre. Dans ce cas, les VGA en attente s’arrêtent et attendent jusqu’à ce 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 qui approchent de la zone.
- Évitement des collisions : les VGA utilisant un système de contrôle de zone avec 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 ultrasoniques, fonctionnant comme un radar, ou optiques, utilisant des capteurs infrarouges. Les deux fonctionnent de manière similaire. Les capteurs de pare-chocs sont un autre type de capteur d’évitement des collisions. De nombreux VGA sont équipés de capteurs de pare-chocs en tant que sécurité supplémentaire. Les capteurs de pare-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 afin d’offrir une prévention des collisions plus robuste dans toutes les situations. Par exemple, un VGA peut utiliser le contrôle de zone comme système de contrôle de trafic principal, mais également disposer de capteurs d’évitement des collisions en tant que secours en cas de défaillance du système de contrôle de zone.
Les avantages des VGA
Les VGA offrent de nombreux avantages dans les entrepôts et les installations de fabrication.
Augmentation de l’efficacité et de la productivité
Grâce à leur fonctionnement autonome, les VGA augmentent l’efficacité et la productivité, et ils sont prévisibles et fiables pour les tâches répétitives. Les VGA éliminent les déplacements inutiles et la main-d’œuvre physique pour le transport des matériaux. Ils donnent également le rythme aux travailleurs, 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 contribue à améliorer la précision du prélèvement des commandes et à minimiser les pertes et les produits égarés. En optimisant les itinéraires et en priorisant le travail grâce à l’IA, les robots mobiles collaboratifs améliorent l’utilisation des ressources.
Coûts constants
Les VGA sont généralement acquis sur la base d’un coût par unité ou d’une période de location, ce qui entraîne moins de fluctuations de 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 possibilité de changer facilement d’itinéraire (comparé à d’autres qui nécessitent de réorienter les fils de guidage ou d’autres infrastructures pour ajuster l’itinéraire d’un 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
Comparés à d’autres solutions d’automatisation, comme les systèmes de 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 des tâches pour lesquelles les humains ne sont pas nécessaires. Ils automatisent de longs déplacements dans les entrepôts, donnent le rythme aux travailleurs et éliminent les contraintes physiques d’un emploi 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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