L’IA en appui aux robots autonomes pour augmenter la productivité et améliorer les conditions de travail dans les entrepôts

Article publié dans L'Officiel des Transporteurs - Le 22 avril 2024

En réponse à la pénurie des mètres carrés d’entreposage, les entrepôts se densifient et les cadences de préparation s’accélèrent. Et ce, grâce au déploiement des robots mobiles autonomes et à l’arrivée attendue des humanoïdes.

Demain, y aura-t-il encore des opérateurs dans les entrepôts ? La question mérite d’être posée aux vues des tâches exécutées par les robots humanoïdes dédiés à l’industrie, la logistique ou la distribution. Bardés de caméras, lidars (caméras laser) et autres capteurs dont les données alimentent en temps réel leur puissante IA, ces opérateurs du futur sont déjà à l’œuvre dans les usines ou les entrepôts de certains constructeurs automobiles. Campés sur leurs deux jambes mécatroniques, ces opérateurs d’acier savent se saisir de caisses ou autres charges lourdes (une vingtaine de kilos) et les acheminer jusqu’à un tapis de convoyage. Certains savent même prélever des objets et les déposer dans une caisse. Parmi les robots les plus en vue, citons Dig, l’humanoïde d’Agility Robotics, puis Figure 01 du constructeur éponyme qui a été choisi par BMW pour transporter des charges lourdes tandis que Mercedes a fait, pour sa part, le choix d’Apollo d’Apptronik.

1,4 million de robots humanoïdes prévus pour 2035

Avec leurs robots aux apparences vaguement humaines, ces startups américaines souhaitent conquérir les secteurs de l’industrie, du transport et de la logistique. Créée en 2022, FigureAI a levé cette année auprès de différents investisseurs (dont Jeff Bezos, OpenAI, Nvidia et Microsoft) 675 millions de dollars. Ce qui valorise Figure AI, à 2,6 milliards de dollars. Idem pour Agility Robotics dont les robots humanoïdes sont en tests depuis quelques mois dans les centres de recherche et de développement en robotique d’Amazon, au sud de Seattle (ÉtatUnis). Source de productivité et de réduction de la pénibilité des tâches, les robots humanoïdes devraient générer 38 milliards de chiffre d’affaires d’ici 2035 avec 1,4 million d’unités livrées selon les analyses de Goldman Sachs Research.

Infatigables, ces humanoïdes sont appelés à travailler de concert avec les robots de picking. Pourvus de roues et bardés de capteurs, ces derniers approvisionnent les opérateurs en allant chercher les étagères, bacs ou palettes dans lesquels sont entreposés les produits dont ils ont besoin pour préparer les commandes. Grâce à leur IA embarquée, ces robots mobiles autonomes (AMR) savent naviguer de manière indépendante dans l’entrepôt, calculer leur itinéraire pour aller chercher les produits demandés, visualiser des obstacles et les contourner, sans avoir à faire appel à un téléopérateur.

Grosso modo, il existe deux types d’AMR. A commencer par les robots collaboratifs ou cobots. Ces engins se déplacent dans les allées, au milieu des opérateurs à vitesse réduite (quelques mètres par secondes). Ils sont conçus pour aller chercher des palettes et autres bacs demandés par les préparateurs avec lesquels ils collaborent. C’est le cas notamment des robots fournis par l’allemand Still, les français Mecalux et Robocc. Ce dernier fournit des chariots robotisés portant 100 kilos de marchandises. Point fort, ces robots sont déployables en moins d’une heure et sans besoin d’infrastructure WiFi.

Densifier les surfaces des stockage

Ensuite, les robots de picking ou Goods-to-Man sont les plus nombreux sur le terrain. Contrairement aux cobots, ils se déplacent à vitesse élevée, à l’intérieur d’enceintes fermées. Ces AMR sont proposés notamment par Exotec, Knapp, Mecalux, MiR, Robocc, Scallog ou Still. En 2022, il s’en est vendu dans le monde plus de 30 000 exemplaires et plus de 40 000 en 2023 selon le cabinet Interact Analysis. D’après un autre analyste, Allied Market Research, ce marché devrait passer de 2,2 milliards de dollars en 2021 à 18,2 milliards de dollars en 2032. Principaux moteurs de croissance, la pénurie des surfaces disponibles, du fait notamment de la loi ZAN (Zéro artificialisation nette des sols). Une contrainte qui oblige les opérateurs à densifier et verticaliser les entrepôts existants. Certains culminent à plus d’une dizaine de mètres. Autre facteur de développement, le besoin de gagner en productivité en automatisant la préparation de commande. Ce qui évite aux opérateurs de parcourir jusqu’à 15 km par jour en portant des charges lourdes. « En traitant plus de volumes, ces AMR multiplient par deux ou par trois la productivité des entrepôts » , fait valoir Jean-Daniel Cohen, directeur des ventes en France de Geek+. Lequel fournit des robots Shelf-to-Person, conçus pour se glisser sous des étagères de picking qu’ils acheminent jusqu’au poste de l’opérateur.

Parmi les autres leader du marché des AMR, le français Exotec (157 millions d’euros de chiffre d’affaires en 2022 et 900 collaborateurs) se distingue de ses concurrents avec des robots capables de travailler en hauteur. Fabriqués en France, ses « Skypod » transportent jusqu’à 30 kg de marchandises non pas sur des étagères mais dans des bacs qu’ils vont rechercher jusqu’à douze mètres de hauteur. « Depuis notre création en 2015, nous avons produit et déployé 7 000 Skypods dans une centaine d’entrepôts situés en France et à l’étranger », fait valoir Renaud Heitz, cofondateur et directeur général d’Exotec. On s’en doute, les robots de picking travaillent sous la supervision d’un logiciel de contrôle. Intégrant des algorithmes d’IA, ce dernier est lui-même interfacé avec le WMS (logiciel de gestion d’entrepôt) afin de recevoir les tâches à exécuter et les confier aux robots les mieux situés ou les mieux adaptés.

Prometteurs, les AMR gagnent du terrain. « La moitié des entrepôts que nous installons sont aujourd’hui équipés de robots, principalement de type Goods-to-Man ou de cobots, plus agiles et plus adaptables », explique Florent Boizard, directeur Business Unit Reflex Logistics Solutions chez Hardis Group, entreprise spécialisée dans le conseil et l’édition de logiciels. Cet acteur contribue à automatiser les entrepôts en concevant des logiciels de gestion des entrepôts (WMS) qui orchestrent et pilotent les équipements mécanisés et les robots.

© Eliane Kan et Erick Haehnsen / Agence TCA

Un robot autonome pour tracter les remorques sur les sites logistiques

La startup EX9 propose un robot intelligent qui se charge de déplacer les remorques, caisses et autres charges lourdes en remplacement des tracteurs diesel.

Un véhicule autonome électrique pour remplacer les tracteurs diesel sur les sites logistiques, augmenter leur productivité tout en réduisant la pénibilité des tâches et les émissions de polluants et de CO2… autant d’avantages apportés par le robot-tracteur déployé par la startup EX9. Conçu pour tracter des remorques, conteneurs et autres charges lourdes, cet engin a déjà fait ses preuves l’an dernier auprès de DHL. L’opérateur l’a déployé et testé en conditions réelles sur son site de Mitry-Mory (77) qui gère 100 mouvements de remorques par jour. Dont près de 30 % en pré-chargement.

Grâce au robot-tracteur qui se glisse sous les remorques pour les véhiculer, du parking au quai de déchargement, les opérations se fluidifient de 20 %. Tandis que les conducteurs de camions, qui les réacheminent ensuite, voient leur temps d’attente diminuer d’environ une heure par tournée. Cerise sur le gâteau, le remplacement du traditionnel tracteur diesel par ce robot-tracteur électrique contribue à diminuer de 94 % les émissions de polluants et de CO2.

« Surtout, le conducteur de tracteur voit ses conditions de travail s’améliorer puisqu’il n’a plus à monter et descendre de son tracteur pour atteler les remorques et faire des micro-déplacements à l’intérieur du site », fait valoir Ksenia Duarte, cofondatrice et pédégère d’EX9.

Pour piloter les véhicules fournis par ses partenaires, l’entreprise intègre sa solution Autopilot basée sur de l’IA et de la vision par ordinateur. Grâce aux algorithmes embarqués, le robot-tracteur sait planifier des trajectoires en temps réel, identifier les remorques et les portes de quai pour les y déposer, détecter des obstacles, communiquer avec la tour de contrôle, etc. L’utilisation de ce robot-tracteur se fait encore sous la surveillance d’un téléopérateur qui devra intervenir si, par exemple, le robot doit contourner un obstacle. Pour l’heure, l’IA est surtout utilisée pour faire du traitement d’images mais pas encore pour prendre des décisions. « L’IA reste très difficile à déployer dans des cas industriels car elle n’est pas encore certifiable », explique Ksenia Duarte d’EX9 dont l’offre est commercialisée en mode Unmanned Transport as a Service (UTaaS).

© Eliane Kan / Agence TCA