Avant de commander des AMR, définissez d'abord les zones (VDA 5050 v3)

Avant de signer la commande d'une flotte de robots mobiles, il est utile de répondre à une question rarement posée au stade de l'achat : où ce robot a-t-il le droit de circuler, où doit-il ralentir et où ne peut-il pas entrer du tout sans autorisation ? Ce n'est pas un détail de mise en œuvre, c'est la conception de l'atelier. La nouvelle version du standard de communication VDA 5050 v3 fait passer les zones AMR du niveau du véhicule individuel à celui de la flotte entière, ce qui change l'ordre des travaux : vous définissez d'abord les zones, et vous commandez les robots seulement ensuite.

Ce que change réellement la VDA 5050 v3

La VDA 5050 est un standard ouvert de communication entre les robots mobiles et le système de pilotage de flotte de niveau supérieur. Son intérêt est simple : il permet de piloter une flotte composée de véhicules de différents fabricants à partir d'un seul système, au lieu d'enfermer l'usine chez un seul fournisseur. La version 3.0 n'est pas une retouche cosmétique. Comme le décrit The Robot Report, la mise à jour ajoute trois éléments importants pour quiconque prévoit une flotte mixte : le concept de zones (zone concept), le partage des trajets (path sharing) et un mode d'économie d'énergie standardisé. Le standard conserve par ailleurs la rétrocompatibilité avec l'approche antérieure fondée sur des trajectoires et des couloirs définis.

Le changement le plus important est le premier. Auparavant, le robot recevait principalement des points et des trajets à parcourir. Désormais, le logiciel commence à « raisonner en zones » : il manipule des zones de l'atelier auxquelles des règles de circulation ont été attribuées. Un robot autonome peut planifier lui-même son chemin entre des points définis, tandis que le système de niveau supérieur se charge de la gestion du trafic en échangeant les informations sur les trajets entre les véhicules. Pour votre atelier, cela signifie une chose : pour que la flotte fonctionne, quelqu'un doit d'abord concevoir ces zones et ces règles.

Trois types de zones AMR à définir avant la commande

Dans la VDA 5050 v3, le concept de zones désigne des zones dotées de règles définies qui régissent la circulation des robots. Le standard cite explicitement plusieurs types, et chacun correspond à une décision réelle que vous auriez de toute façon à prendre dans l'atelier.

• Les zones à accès restreint : zones dans lesquelles le robot ne doit pas entrer, ou ne peut entrer que dans des conditions déterminées. Il s'agit des postes de travail des personnes, des postes de contrôle qualité, des zones de transport manuel lourd.
• Les trajets à sens unique : zones dans lesquelles la circulation ne se fait que dans une seule direction. Ils séparent des flux qui, sinon, se bloqueraient mutuellement dans les passages étroits.
• Les zones soumises à autorisation : zones dans lesquelles le robot ne peut entrer qu'après une autorisation explicite du système de pilotage. Typiquement, les portes, les sas, les passages entre ateliers et les points de croisement de flux intenses.

Notez qu'il ne s'agit pas de paramètres du robot, mais de décisions d'organisation de l'espace. Même le meilleur véhicule ne devinera pas que la zone près du quai est à sens unique ou que l'entrée dans le tampon de montage exige une autorisation. Quelqu'un doit le lui indiquer dans la configuration et, auparavant, l'avoir fixé dans la conception de l'atelier. C'est pourquoi la définition des zones est un travail que l'on réalise avant de choisir les robots AGV et AMR, et non après la livraison.

Le path sharing a besoin de limites, y compris physiques

Le partage des trajets est une fonction puissante : le robot planifie son propre chemin entre les points, au lieu de suivre rigidement un seul tracé. La fluidité augmente, mais le nombre de trajectoires possibles augmente aussi. Si le robot peut choisir un chemin parmi plusieurs, cela signifie qu'il apparaîtra à plusieurs endroits de l'atelier de manière moins prévisible pour la personne qui se tient à côté.

C'est là qu'apparaît une limite facile à oublier lors de l'achat du logiciel : la zone existe dans le système de pilotage, mais la personne ne la voit pas. L'opérateur, le magasinier ou le cariste n'a pas accès à l'interface de la flotte : il n'a que ce qu'il voit au sol. Si le path sharing permet au robot d'apparaître sur plusieurs trajets, chacun de ces trajets doit aussi être lisible physiquement. Sinon, vous vous retrouvez dans une situation où le véhicule « sait » où il va, tandis que les personnes autour devinent.

C'est pourquoi la zone dans le logiciel et la zone dans l'atelier doivent concorder au centimètre près. Les limites des zones à sens unique et des zones à accès restreint se matérialisent par un marquage au sol : des rubans et des marqueurs qui transforment une règle abstraite en une ligne visible. Là où le trajet croise la circulation piétonne ou là où la zone change de nature, le marquage seul est parfois insuffisant, et l'on recourt à des clôtures flexibles, par exemple les barrières mobiles ZonePro, qui délimitent physiquement la zone et permettent de déplacer rapidement la limite lorsque le layout change.

Une flotte mixte fait monter les enjeux

La principale raison d'être de la VDA 5050 v3 est la montée en échelle des flottes hétérogènes : piloter des véhicules de différents fabricants depuis un seul système, sans dépendre d'un seul fournisseur. C'est une bonne nouvelle pour l'usine qui souhaite étendre sa flotte par étapes et y ajouter des robots de différents types : petites unités de transport, tracteurs, plateformes élévatrices.

Il y a toutefois une conséquence. Plus il y a de types de véhicules qui circulent dans un même atelier, plus il est important que les zones soient définies une seule fois et respectées par tous. Si chaque fournisseur avait sa propre compréhension, incompatible, des trajets, vous reviendriez au point de départ : le chaos et le lock-in. Un langage commun des zones ne fonctionne que s'il existe une carte unique et cohérente des règles de circulation, à laquelle viennent se raccorder les robots successifs. Cette carte, c'est la conception de votre atelier, pas une fonction achetée avec le premier véhicule.

Avant d'envoyer votre demande de devis : la check-list des zones AMR

La liste ci-dessous aide à établir le bon ordre : les zones d'abord, les robots ensuite. Il est utile de la parcourir avant l'échange avec le fournisseur, car ce sont des questions qui se poseront de toute façon lors de la configuration de la flotte.

• Disposez-vous d'une carte des zones à accès restreint, c'est-à-dire des endroits où le robot n'entre pas ou n'entre que sous conditions ?
• Avez-vous désigné des trajets à sens unique là où les passages sont trop étroits pour une circulation à double sens ?
• Avez-vous défini les zones soumises à autorisation : portes, sas, passages entre ateliers ?
• Avec le path sharing activé, tous les trajets alternatifs sont-ils lisibles physiquement, et pas seulement dans le système ?
• Les limites des zones au sol concordent-elles avec les limites dans la configuration de la flotte ?
• Le plan des zones est-il indépendant du fournisseur, de sorte que l'ajout d'un robot d'un autre fabricant n'exige pas de reconcevoir l'ensemble ?
• Le marquage et les clôtures peuvent-ils être déplacés lorsque le layout change, sans casser le sol ?

Si vous répondez « pas encore » à la plupart des questions, c'est le signe que vous prenez le travail par le bon bout. Le concept logiciel de zones fonctionne au mieux lorsqu'il dispose d'un appui physique dans l'atelier : le robot doit « voir » la zone dans le système, mais la personne doit la comprendre au premier coup d'œil. Ces deux niveaux se conçoivent ensemble, avant la commande, et non après le premier incident.

La VDA 5050 v3 oblige-t-elle à remplacer la flotte existante ?

Non. Le standard conserve la rétrocompatibilité avec l'approche antérieure fondée sur des trajectoires et des couloirs définis ; les nouvelles fonctions, comme le concept de zones, peuvent donc être introduites progressivement. L'essentiel est que la carte des zones de l'atelier soit prête et cohérente : les véhicules suivants se raccordent alors aux règles existantes.

Qui doit définir les zones : le fournisseur des robots ou l'usine ?

La décision de savoir quelles zones sont fermées, à sens unique ou soumises à autorisation revient à l'usine, car elle découle de l'organisation du travail et des flux, et non des paramètres du véhicule. L'intégrateur traduit ces décisions dans la configuration de la flotte. L'idéal est que le plan des zones soit élaboré conjointement avec le projet de marquage et de clôtures, afin que la version dans le logiciel et la version au sol forment une seule solution cohérente.

Sources

• The Robot Report, « VDMA version 3.0 of VDA 5050 will help mobile robot fleets scale » : présentation des changements de la VDA 5050 v3 (zone concept, path sharing, power-saving mode, flottes hétérogènes) : therobotreport.com