Identification en laboratoire des éléments essentiels au processus d’intégration sécuritaire de cellules cobotiques
Authors: Jocelyn Sabrina , Ledoux Élise , Burlet-Vienney Damien , Berger Isabelle , Armas Marrero Isvieysys , Law Chun Hong , Chinniah Yuvin , Ben Mosbah Abdallah , Bonev Ilian , Denis Denys , Giraud Laurent 
Published: August 2024

Les cobots sont apparus vers 2010 en industrie et les accidents sont très peu documentés. La gestion des risques en cobotique représente un réel défi. La littérature scientifique montre l’existence de divers modèles, méthodes et outils pour gérer les risques en cobotique, en mettant l’opérateur humain au cœur de l’intégration des applications collaboratives. Cependant, un autre humain clé de la mise en œuvre de ces applications est négligé la plupart du temps. Il s’agit de l’intégrateur, celui qui doit concevoir la cellule cobotique. À notre connaissance, deux études portant sur un même projet de conception d’un logiciel aidant à mettre en œuvre des cellules cobotiques sont les seules mettant l’intégrateur au cœur de leur invention. Cependant, cette prise en compte de l’intégrateur se base sur un retour d’expérience relatif à leurs intégrations passées. Le présent rapport se démarque en plaçant l’intégrateur au cœur de sa méthodologie et en exploitant l’analyse de l’entièreté du processus d’intégration au fur et à mesure qu’il se déroule. En effet, l’objectif de ce rapport est d’identifier, en laboratoire, les éléments essentiels au processus d’intégration sécuritaire de cellules cobotiques, en considérant les variabilités inhérentes à la tâche à cobotiser et à l’intégrateur. Pour y parvenir, l’étude passe par trois étapes principales : 1) la caractérisation des tâches cobotisées en industrie et des interactions humain-cobot à partir de matériels visuels issus d’études de cas et de visites en entreprise ; 2) l’intégration, en laboratoire, de quatre cellules cobotiques, à savoir deux tâches industrielles implantées chacune par deux intégrateurs (chaque intégrateur doit mettre en œuvre les cellules cobotiques relatives aux deux tâches industrielles) ; 3) l’analyse des éléments de prises de décisions des intégrateurs pour chacun des quatre processus d’intégration. La caractérisation à l’étape 1 du projet permet de proposer cinq classes d’applications collaboratives : 1) la collaboration directe en alternance ; 2) la collaboration directe d’assistance ; 3) la collaboration indirecte séquentielle ; 4) la collaboration indirecte parallèle ; 5) le partage d’espace occasionnel sans collaboration. La définition de ces classes est utile à tout intégrateur voulant démarrer son analyse des risques d’une installation cobotique. L’analyse des risques commence avec la détermination des limites de l’installation à mettre en œuvre, au sens de la norme en robotique ISO 10218 et, plus généralement, au sens de la norme ISO 12100 en sécurité des machines. À la lumière des résultats des trois étapes de l’étude, ce rapport propose un outil de détermination des limites d’une installation cobotique. Ces limites sont les variabilités inhérentes à la tâche à cobotiser, notées au fil de la réalisation des intégrations et des différentes étapes de la méthodologie. Nous avons constaté que, parmi tous les éléments de variabilité influençant les quatre processus d’intégration étudiés, les trois premiers éléments suivants liés à la tâche à cobotiser et les deux derniers éléments suivants associés à l’intégrateur étaient essentiels dans ces processus : 1) le choix du cobot ; 2) le type de pièce à manipuler et le type d’outil robotique ; 3) les contraintes de temps de cycle et de productivité ; 4) la formation de l’intégrateur en sécurité des machines en général et en sécurité en cobotique plus précisément ; 5) les informations, relatives à la sécurité ou la productivité, qu’il reçoit de son entourage, puisqu’elles le poussent à remettre en question ses choix initiaux et les corriger s’il y a lieu (il s’agit de rétroactions). Des pistes de réflexion relatives à ces éléments de variabilité sont énoncées à la fin du rapport.