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Projet CoRoT – Conception de systèmes impliquant des robots autonomes et collaboratifs

Qu’est-ce que le projet CoRoT ?

Le projet CoRoT a permis de développer un robot manipulateur mobile collaboratif pour assurer les tâches de transport de produits finis ou semi-finis dans les ateliers de production flexible. Ce robot peut définir automatiquement et de manière optimale sa prochaine mission, communiquer avec les autres dispositifs de l’atelier et exécuter la totalité de la tâche de transport, c’est-à-dire les opérations de chargement, de déchargement et de déplacement.

La solution CoRoT comprend le robot et tous les logiciels définissant son intelligence et son exploitation optimale; ses aspects innovants sont liés au robot lui-même et à la manière dont il est supervisé et contrôlé. Le robot est composé de deux éléments, le bras robotique et le robot mobile qui sont complètement indépendants mais travaillent ensemble dans une synchronisation parfaite. Cela facilite l’utilisation du système et permet d’avoir un véritable outil de transport reconfigurable capable de s’adapter aux besoins de la production.
Le robot proposé est équipé d’un système de localisation et de détection précis, afin de pouvoir travailler en collaboration avec des humains dans le même espace, ce qui permet de gagner de l’espace dans l’atelier et d’assurer la sécurité des opérateurs.

Le projet a été lancé en décembre 2016 et s’est terminé en avril 2022.

La genèse du projet

Dans le cadre de l’Usine du Futur, le projet CoRoT visait à améliorer la compétitivité des entreprises manufacturières, notamment les PMEs, en leur fournissant des solutions technologiques innovantes (robots de service) et des outils numériques pour un système de production flexible, ainsi que les connaissances associés. Un autre objectif de CoRoT était de renforcer le transfert entre les universités et l’industrie dans la zone France-Manche-Angleterre (FMA). Pour atteindre ces objectifs, des instituts de recherche (LINEACT CESI, IRSEEM-ESIGELEC, GREAH-Université du Havre, Université d’Exeter, Université de Greenwich) ont souhaité innover avec des PMEs fournisseurs de technologies (Alstef Group, Autofina, et ESRI) pour répondre aux besoins des utilisateurs finaux.

Depuis 2008, la productivité moyenne des PMEs a baissé de 2 % en France et 12 % au Royaume-Uni. Ceci est dû notamment à la concurrence importante sur les coûts de la part des économies émergentes. De récents rapports sur les tendances de la fabrication en Europe montrent que les outils numériques et les systèmes de fabrication flexibles impliquant des robots autonomes sont des technologies clés pour des usines reconfigurables et réactives et pour accroître la productivité (jusqu’à 30 % attendu). Pour les PMEs, en raison de la variabilité importante en volume, de petites séries et de délais réduits, le EU Business Innovation Observatory prescrit l’automatisation et les plateformes de robots mobiles connectées et collaboratives dans un système de production flexible (FMS) comme solution innovante pour relever ce défi.

Ces solutions représentent le cœur du projet CoRoT, à savoir :

  • Développer des briques logicielles pour des bras robotisés et manipulateurs mobiles
  • Intégrer ces briques logicielles dans 2 plateformes mobiles (plateforme industrielle et plateforme ouverte bas coût)
  • Développer une plateforme logicielle de supervision et de simulation de système de production flexible avec ou sans robotisation
  • Tester et valider ces technologies au travers des cas d’usages industriels.

Qui sont les acteurs principaux de CoRoT ?

Le consortium regroupe des acteurs académiques et industriels :

  • Académiques : CESI (LINEACT) – porteur du projet, ESIGELEC (IRSEEM), Université du havre (GREAH), Université de Greenwich, Université d’Exeter
  • Industriels : BA Systèmes/Alstef Group (PME fabricant d’AGV), Autofina (Startup fabricant de bras robotisé), CERI (Intégrateur de solution robotique et utilisateur final)

Quels sont les principaux objectifs du projet CoRoT ?

Les principaux objectifs de ce projet de Recherche peuvent être résumés au travers des éléments suivants :

  • Analyse approfondie des besoins industriels
  • Développement d’un robot mobile, utilisant des technologies matérielles abordables et existantes, ainsi qu’un ensemble de briques logicielles
  • Evaluation des solutions développées et amélioration des performances attendues (productivité, flexibilité) dans au moins 5 systèmes industriels pilotes
  • Renforcer la collaboration entre les PME manufacturières, les fournisseurs de technologie et les universitaires sur l’innovation en matière de fabrication flexible
  • Renforcer les compétences et la diffusion des connaissances en robotique industrielle au sein de la zone FMA
  • Stimuler l’innovation et le transfert des résultats de la recherche aux PME, fournisseurs techniques et intégrateurs

Quelles sont les retombées du projet ?

Le projet a généré de nombreux impacts positifs.

En ce qui concerne les entreprises industrielles (PMEs et grandes entreprises), plus de 50 d’entre-elles ont été contactées directement lors d’ateliers industriels, de réunions interentreprises, et durant les enquêtes. Certaines se sont montrées très intéressées soit par l’ensemble de la solution soit par seulement certains de ses aspects, tels que le système de supervision, le contrôle du bras robotique et la simulation. En fait, CoRoT démontre qu’il est possible pour les PMEs d’utiliser des solutions robotiques avancées abordables sans avoir besoin d’une qualification élevée ni d’une adaptation considérable de la configuration du système de production.

De nombreux MOOCS, manuels et études de cas ont été développés pendant le projet pour permettre de former les entreprises ou étudiants intéressés.

Des acteurs d’autres régions ont porté grand intérêt à la solution CoRoT et proposé de collaborer avec les partenaires du projet. Par exemple, la société eXent basée près de Toulouse a monté un projet de doctorat CIFRE avec CESI pour poursuivre ces travaux de recherche en prenant en compte leurs problématiques.

Plus de 10 articles de conférences et de journaux scientifiques ont été publiés.

Quelle est l’utilisation finale de CoRoT ?

Le partenariat de CoRot est composé de 5 institutions académiques françaises et britanniques aux expertises complémentaires collaborant avec 3 entreprises spécialisées dans la production de bras robotiques, de robots mobiles et de machines de production intelligentes. Le bras robotique fourni par Autofina (partenaire britannique) a été transféré au Havre, où son système de contrôle est développé et testé. En parallèle, une pince a été conçue par l’ensemble les partenaires et produite à CERI. Ce préhenseur a également été transféré au Havre pour être intégré au bras robotique. Enfin, ce bras robotique a été transporté à Alstef Group pour être intégré sur le robot mobile qu’ils ont conçu et produit en parallèle. Le robot intégré a ensuite été transféré à l’entreprise CERI pour implémenter le cas d’utilisation industrielle. Les équipes des universités de Greenwich et Exeter, de CESI, et de l’ESIGELEC ont travaillé ensemble sur ce cas d’utilisation pour mettre en œuvre tous leurs développements en termes de supervision et de coordination entre les deux robots et la mise en place du système de contrôle par vision. Lors de l’évènement final le robot a été transféré pour montrer une partie du cas d’usage dans le démonstrateur de l’usine du futur de CESI. Plusieurs phases de co-développement ont été définies, telles que le développement du préhenseur, le développement du système de supervision et l’intégration du système de localisation et le contrôle par vision.

Les résultats du projet ont été présentés lors de plusieurs événements grand public : journées portes ouvertes de différents partenaires universitaires, festivals scientifiques et événements industriels généraux comme le SiTL (salon professionnel annuel pour l’industrie du transport de marchandises et des services logistiques). Lors de ces événements, les participants ont été intéressés par l’introduction de la robotique dans l’industrie, et ont posé beaucoup de questions sur le remplacement des opérateurs par des robots. Notre rôle est devenu important pour l’accompagnement au changement en expliquant les aspects positifs de la robotique en termes de création d’emplois et d’amélioration des conditions de travail. L’intérêt du grand public pour la robotique collaborative augmente ainsi que son acceptation et sa compréhension de son rôle important. D’autres actions ont été menées pour le jeune public lors d’évènements organisés par CESI dans le cadre des « Cordés de la réussite » ou « Elles Bougent » durant lesquels à CESI les élèves des collèges et lycées ont été invités à visiter le démonstrateur Usine du Futur de CESI et à manipuler des robots.

Remerciements :
Ces travaux de recherche ont été rendus possibles grâce à un soutien financier de 2,6 millions d’euros du Fonds Européen de Développement Régional (FEDER) fourni par le programme Interreg V France Manche Angleterre, dans le cadre du projet CoRoT.

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