Robotisation et logistique - Enjeux et perspectives Livre blanc - GS1
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Livre blanc Robotisation et logistique Enjeux et perspectives
Remerciements GS1 France tient à exprimer ses remerciements aux personnes suivantes : Abder Aggoun (KLS Optim), Pierre Audic (FIMEC Technologies), Christian Bens (Franprix – Leader Price), Roff Beyer (BSL-Logistique), Michel Bouillet (Scacentre), Jérôme Cavelier (Scapest), Guy Caverot (BA. Systems), Jean- Yves Costa (Hardis Group), Max Da Silva Simoes (CEA List), Martial Deschamps (Scacentre), Lionel Fourny (Stime – Intermarché), Jean-Marc Heilig (Witron), Patrick Jourdan (Stime – Intermarché), Odile Laborie (EOS Innovation), Michel Le Grouyère (Système U Ouest), Rémy Leveque (Ulma Handling Systems), Baptiste Mauget (Balyo), Fleur Mawrot (Symop) Laurent Picot (CETIM), Olivier Rochet (Scallog), Yannick Schultz (Leclerc - Scapalsace), Bruno Siri (Conseil National de l’emballage), Paola Tullio (Dalmec). Si malgré toutes nos précautions, des erreurs persistaient dans ce document, merci de bien vouloir nous les signaler. 2
Sommaire
Executive Summary����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������5
Définitions : De la mécanisation à la robotisation����������������������������������������������������������������������������������������������6
07 Pourquoi GS1 et la robotique ?
09 Enjeux et opportunités
S’inspirer des chaînes de production����������������������������������������������������������������������������������������������������������������11
Enjeux stratégiques���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������12
La logistique à l’ère du commerce digital����������������������������������������������������������������������������������������������������12
Réduire les coûts logistiques�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������12
Un cadre réglementaire de plus en plus strict���������������������������������������������������������������������������������������������12
Enjeux opérationnels : de nombreux gains attendus���������������������������������������������������������������������������������������13
17 Les robots dans les entrepôts : Etat de l’Art
Des AGV pour déplacer les produits�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������19
Des bras robotisés pour une palettisation optimisée��������������������������������������������������������������������������������������21
Les bras robotisés������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������21
Des palettes optimisées���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������22
Les systèmes « Goods to man »�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������23
Les systèmes intégrés�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������26
Les robots de surveillance����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������28
La Cobotique pour l’aide à la manipulation������������������������������������������������������������������������������������������������������28
Les drones������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������29
Robots du futur : les perspectives���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������31
33 Pour une logistique robotisée efficace : les défis à relever
Robotiser de bout en bout���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������35
Repenser le rôle de l’homme������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������35
L’interopérabilité des organisations�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������36
Des bonnes pratiques à définir���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������36
La nécessaire communication entre les partenaires�����������������������������������������������������������������������������������36
L’importance de la qualité des données�������������������������������������������������������������������������������������������������������37
L’interopérabilité des unités logistiques������������������������������������������������������������������������������������������������������������38
Une identification sans faille��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������38
Vers une homogénéisation des unités logistiques��������������������������������������������������������������������������������������39
L’interopérabilité des solutions��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������40
Conclusion������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������43
Références�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������45
3
Executive Summary
Longtemps les robots ont été l’apanage des qui répondent aux besoins des différentes
industriels, mais depuis quelques années, entreprises et à leurs organisations.
ils font leur apparition dans le monde de la
Les entreprises qui se lancent dans la
logistique. Cette robotisation de la chaîne
robotisation de leur logistique doivent
d’approvisionnement représente sans
cependant intégrer un certain nombre de
doute un des moyens efficaces de répon-
paramètres afin de rentabiliser et pérenniser
dre aux défis de la digitalisation du com-
leurs investissements. Outre la nécessité
merce et de ses conséquences sur la chaîne
évidente de penser son organisation interne
d’approvisionnement. L’intérêt grandissant
en fonction de ses besoins, la robotisation
d’Amazon, Leclerc, Système U ou Google,
demande également de revoir l’interface
est sans doute une bonne illustration de
avec la logistique de ses partenaires.
l’importance du sujet.
L’interopérabilité est alors essentielle à
D’un point de vue opérationnel, la roboti- 3 niveaux :
sation constitue une réponse aux objectifs
qqInteropérabilité des organisations : la ro-
de réduction des coûts et à la nécessité
botisation nécessite une rigueur accrue car
pour les acteurs de la logistique de s’in-
ces machines ont une capacité d’adaptation
scrire dans un cadre réglementaire de plus
limitée. Il est donc nécessaire d’établir des
en plus strict. Les premières implantations
bonnes pratiques entre partenaires afin
permettent de constater notamment des
d’optimiser le fonctionnement des robots et
réductions des cycles de commande et de
de limiter les erreurs ou blocages liés à des
livraison, des gains de productivité, une ré-
situations inconnues ou jugées incohérentes
duction de la démarque ou encore une lutte
par les machines (comme par exemple, un
plus efficace contre la pénibilité du travail.
intercalaire mal disposé sur une palette).
L’introduction de ces robots conçus pour
qqInteropérabilité des marchandises : les
des opérations logistiques, peut aussi bien
robots sont conçus pour fonctionner avec
s’envisager dans une logique de refon-
certains types de conditionnement et cer-
te complète des entrepôts que dans une
taines contraintes de préhension. Souvent
logique d’optimisation de certains postes.
les marchandises d’un format atypique ne
Véhicules automatisés, bras robotisés,
peuvent pas être traitées automatiquement
« goods to man », systèmes intégrés, drones,
par des systèmes robotisés et nécessitent
cobots (la collaboration entre l’opérateur et
une intervention humaine.
robots d’assistance),… autant de solutions
5
qqInteropérabilité des solutions : comme DÉFINITIONS :
pour l’informatique, dépendre d’un seul
De la mécanisation
fournisseur de solutions pour concevoir
et optimiser le coût de fonctionnement et à la robotisation
les performances de son système robotisé
est souvent illusoire. La compatibilité des
Depuis la révolution industrielle, les machines n’ont
machines et des systèmes informatiques est
cessé de se perfectionner pour pouvoir réaliser
donc indispensable à la bonne optimisation des tâches répétitives, difficiles, dangereuses,
globale du système. voire impossibles pour des humains. De nouvelles
générations d’outils offrant d’importants gains
Avec la livraison par drones de ses com- de productivité et de qualité se sont largement
mandes, le consommateur final ne verra implantés dans l’industrie et font depuis quelques
années leur apparition dans la logistique. Il est dé-
qu’une partie infime de la robotisation de la
sormais question de mécanisation, automatisation
logistique. Expérimenter, évaluer et déployer ou robotisation de la chaîne d’approvisionnement,
la robotique tout au long de la supply chain ce qui nécessite de bien comprendre la nuance
permettra aux entreprises les plus dynam- entre ces différents concepts (1).
iques et innovantes dans ce domaine de La mécanisation est l’utilisation généralisée de
disposer d’un avantage significatif dans un la machine pour remplacer l’usage de la force
humaine. La mise en place de convoyeurs ou de
contexte où le client accepte de moins en
transpalettes sont des exemples de mécanisation.
moins de ne pas trouver, ou d’attendre, les
produits qu’il souhaite acquérir. L’automatisation est l’utilisation de machines pour
effectuer de manière autonome les tâches pour
lesquelles elles ont été programmées. Entraînant
une redéfinition des processus, une suppression
totale ou partielle de l’intervention humaine, en
particulier pour les tâches physiques les plus
difficiles et répétitives. Une filmeuse, ou un bras
collant une étiquette, permettent par exemple
d’automatiser une partie de la préparation d’une
palette.
La robotisation est l’utilisation d’appareils auto-
matiques capables de manipuler des objets ou
d’exécuter des opérations selon un programme fixe,
modifiable ou adaptable. C’est cette adaptabilité
qui confère au robot sa spécificité par rapport aux
autres machines. Les robots peuvent agir seuls,
ou être les constituants de systèmes complexes
mécanisés ou automatisés. Un robot sera, par
exemple, capable de constituer une palette en
tenant compte des différents types colis qu’il
doit y positionner
(1) Définitions données à partir du Larousse.
6
Pourquoi GS1
et la robotique ?
D
epuis 40 ans, l’organisation de standardisation GS1 travaille avec les
distributeurs, les industriels et les offreurs de solutions, à la dématériali-
sation et l’automatisation des points de ventes et des échanges commerciaux.
Pour cela, différents standards au premier rang desquels le code à barres et
l’EDI (2) ont été développés et mis en œuvre en concertation pour les acteurs
de la distribution. L’interopérabilité de la chaîne d’approvisionnement se
base sur ce système défini par GS1. Aujourd’hui encore, GS1 accompagne
les différents acteurs de la supply chain dans le déploiement de nouveaux
standards comme l’identification par radiofréquence (RFID) ou les catalo-
gues électroniques.
Pour la chaîne logistique, l’automatisation et la robotisation sont le prolon-
gement de son informatisation et de sa mécanisation. Le défi de l’intégration
des robots dans une supply chain interconnectée et ouverte se pose donc
aux entreprises. GS1 continue à accompagner tous les acteurs concernés
dans l’élaboration de standards d’interopérabilité et la définition de bonnes
pratiques collaboratives. Ces travaux permettront à tous de tirer pleinement
parti de cette robotisation optimisée de la chaîne logistique.
(2) EDI pour Echange de Données Informatisé
Enjeux et
opportunités
I
mplantés depuis les années 60 dans l’industrie, les robots s’installent
désormais tout au long de la chaine d’approvisionnement pour répondre
aux nouveaux besoins de la logistique. Ces outils permettent de satisfaire
aux différents enjeux stratégiques et opérationnels qui se présentent aux
logisticiens de l’ère digitale. Ils peuvent également, s’ils sont bien utilisés,
respecter les différentes contraintes règlementaires de plus en plus strictes
et générer de nombreux types de gains.
9
S’inspirer des chaînes de production
Depuis l’apparition en 1961 du pre-
mier robot industriel, puis celle du
Selon le Boston Consulting Group,
la combinaison des différents outils
120 millions
premier bras robotisé en 1973, les
usines ont progressivement ouvert
technologiques à disposition permet,
en moyenne, de réduire les coûts de
de dollars
leurs portes aux différents robots. production de 20 à 40%. En termes DE GAIN DE PRODUCTIVITÉ
Les industriels ont implanté, en par- de qualité et de productivité, les CHEZ FORD
ticulier, des bras robotisés (80% du gains potentiels de la robotisation
marché de la robotique en France) sont donc très importants. C’est COÛT HORAIRE
sur leurs chaînes de production ou logiquement que l’automatisation et
D’UN ROBOT DE SOUDURE :
de conditionnement et se sont ainsi la robotisation suivent les produits
8 DOLLARS DE L’HEURE
familiarisés avec ces technologies. après leur production et s’installent
Certaines filières traditionnellement désormais tout le long de la chaîne D’UN OUVRIER :
moins industrialisées, comme la d’approvisionnement. 25 DOLLARS DE L’HEURE
boucherie, prennent aujourd’hui
conscience des gains pouvant être Pour un investissement
apportés par la mise en place de
de 15 millions de dollars réalisé
robots pour leur production. Les ro-
bots industriels ne sont d’ailleurs plus sur 5 ans, Ford estime avoir gagné
le privilège des grands groupes, ils plus de 120 millions de dollars sur
s’implantent peu à peu dans les PME. cette période.
1,5 %
par an
de croissance
du marché prévu d’ici
2020
en France par Xerfi
Le secteur automobile constitue encore 40% du marché des bras robotisés
11Enjeux stratégiques
Les professionnels de la logistique évolué en multipliant les magasins Réduire les coûts
doivent s’adapter à de nouveaux be- de proximité de petit format ou en logistiques
soins, en faisant également face à de développant les drives. Le commerce
nouvelles contraintes. La robotisation devient omni-canal : les canaux Les entreprises sont à la recherche
et l’automatisation des opérations de distribution se multiplient et se de leviers d’économie et de réduction
apparaissent comme des réponses diversifient. des coûts. Dans l’ensemble, la pro-
fortes à ces enjeux stratégiques. duction a été rationalisée grâce à la
Les stocks tampons des magasins
robotisation des usines, à la mise en
ont disparu, nécessitant des livraisons
place de projets de type LEAN ou à
La logistique à l’ère de plus en plus fréquentes, mieux
la délocalisation.
du commerce digital structurées et mieux organisées pour
tenir compte de la taille des points de La logistique doit aussi optimiser
Aujourd’hui, le consommateur attend vente et de la rotation des produits. son fonctionnement, c’est-à-dire
de la grande distribution qu’elle Parallèlement, pour répondre aux être plus efficace en coûtant moins
prenne en compte ses besoins spé- demandes des clients, les industriels cher. Compte tenu de la nécessité
cifiques, tout en gardant les particu- ont développé de nouveaux produits de rester relativement proche des
larités qui ont fait son succès : prix et les références se sont multipliées zones de livraison, il est difficile de
bas, choix, qualité et disponibilité des dans les entrepôts. délocaliser les opérations logistiques
produits. Les distributeurs, sensibles pour bénéficier de main d’œuvre
aux désirs des consommateurs, ont moins chère ou de règlementations
moins strictes. Les deux leviers qui
s’offrent aujourd’hui aux logisticiens
pour rationaliser leurs activités sont
donc l’organisation (qui a déjà été
largement optimisée ces dernières
années) et l’automatisation. Bien
adaptés aux entreprises, les robots
doivent en effet permettre de faire
baisser les coûts de la logistique tout
en améliorant la qualité du service.
Un cadre réglementaire
93 %
de plus en plus strict
80 % L’organisation a été optimisée pour
permettre aux opérateurs d’être le
plus efficace possible, mais les ma-
nutentionnaires sont limités dans les
tâches simples et répétitives par leurs
DES REVENUS SONT LE SERONT contraintes physiques et leurs consé-
AUJOURD’HUI GÉNÉRÉS PAR LA D’ICI 5 ANS. quences (Troubles Musculo-Squelet-
tiques, charge mentale, accidents
VENTE EN MAGASIN
du travail). Parallèlement, les limites
règlementaires de pénibilité sont de
plus en plus strictes et difficiles à
respecter pour les préparateurs de
commandes. La mise en place des
Source EY Omni-chanel value chain survey comptes individuels de pénibilité
12Enjeux opérationnels
risquent également de complexifier De nombreux gains sont ainsi atten- pérature, d’éclairage ou du poids
la gestion des opérations. dus grâce à la mise en œuvre des total soulevé dans la journée. Si les
différents types de systèmes auto- processus sont pensés pour les robots
matisés et robotisés. (et non pour une machine mimant
les opérateurs) la productivité, la
Actuellement, les normes en régularité et la qualité de la réalisa-
De nombreux gains
vigueur (NF X35-109) limitent tion des tâches sont supérieures à
attendus
les opérateurs à la manipulation celle de l’homme. Alstef qui installe
quotidienne cumulée de 7,5 des solutions robotisées de picking
Répondre aux nouveaux besoins des
tonnes, ce qui affecte la pro-
consommateurs a un réel impact sur
ductivité des manutentionnaires
la logistique car les palettes prépa-
dans les entrepôts. La grande
rées pour les points de vente doivent
distribution est d’ailleurs l’un
contenir de plus en plus de produits
des secteurs d’activité les plus
différents et donc de plus en plus de GAIN DE PRODUCTIVITÉ
impactés par les TMS et les ac-
colis qu’il faut préparer dans des délais POUR LE PICKING EN CHAMBRE
cidents du travail.
toujours plus serrés. Pour répondre FROIDE :
En 2010, l’assurance maladie à cette nécessité, les professionnels
dénombrait dans les magasins de la logistique ont déjà optimisé les
29 000 accidents et 2,27 millions
de journées perdues.
organisations, segmentant et auto-
matisant les tâches à l’extrême. Avec
90 à 100
Dans le même temps, les ré-
la préparation vocale, les opérateurs
sont équipés d’une oreillette dans
références
glementations environnemen- PAR HEURE ET PAR OPÉRATEUR
laquelle une voix de synthèse émise
tales évoluent également. Dans
par le WMS les guide pour chacun AVEC UN SYSTÈME ROBOTISÉ
le cadre de la loi de transition
de leurs déplacements et chacune de
énergétique, l’utilisation des
leurs opérations. L’homme a atteint
camions sera de plus en plus
contraignante. L’optimisation
son point ultime de « robotisation »
et le pas technologique de la roboti-
30 à 60
de leur taux de remplissage et la
limitation des tournées devient
donc stratégique.
sation véritable doit maintenant être
franchi pour répondre aux besoins. références
PAR HEURE ET
Cette robotisation a d’ailleurs déjà
commencé : chez les industriels en PAR OPÉRATEUR
bout de chaîne de production pour SANS L’AIDE DE LA
la mise en cartons et la palettisation, ROBOTISATION
mais aussi chez les distributeurs et
leurs prestataires à travers la mé- Source :
canisation et l’automatisation des Alstef, installateur
plateformes de distribution (trieurs, de système
filmeuses, palettiseurs,…). de picking robotisé
Mais si la mécanisation est déjà très
présente, l’introduction de robots
et de systèmes automatisés doit
permettre d’accroître la flexibilité et
l’agilité des processus logistiques.
Le robot peut en effet travailler sur
une plage horaire de 24h par jour ; il
s’affranchit des conditions de tem-
13en chambre froide annonce, par qqGain de temps dans le cycle de LE BOSTON CONSULTING
exemple, traiter de 90 à 100 réfé- livraison GROUP ESTIME QUE GRÂCE
rences par heure et par opérateur Les commandes passées par les
À LA ROBOTISATION DES OUTILS
avec son système, contre 30 à 60 magasins en fin d’après-midi peu-
DE PRODUCTION,
références sans l’aide des robots. vent plus facilement être livrées
dès le lendemain matin grâce aux LE COÛT DU TRAVAIL BAISSERA
qqOptimisation des outils logistiques opérations menées par les robots POUR LES ENTREPRISES DE
et de leur utilisation, pendant la nuit. Ce gain de temps
(taux de remplissage des palettes
et des camions, taux de rotation
et cette meilleure réactivité des
entrepôts permettent de diminuer
16 %
des supports). le stock en magasin et de diminuer DANS LE MONDE
Avec la mise en place début 2015 le nombre et la durée des ruptures
9%
de son entrepôt 100% automa- en linéaire.
tisé, Scapalsace annonce une
« La réactivité est un facteur à
diminution de 30 % du nombre
prendre en compte pour expliquer EN FRANCE D’ICI À 2025.
de rotations des camions. Cette
le développement de la prépara-
diminution est due au regroupe-
tion automatique, car le processus
ment des activités sur un seul site,
manuel avec ses longs chemins
mais aussi à une optimisation du
de picking, prend beaucoup plus
taux de remplissage des palettes.
Le plan de palettisation est en
de temps que l’installation au- qqGain sur les charges de personnel
tomatisée pour préparer une ou La robotisation permet d’opti-
effet optimisé par des logiciels de
deux palettes. Cela permet donc miser les ressources humaines
construction 3D. Cette diminution
de repousser l’heure du cutt-off nécessaires, mais surtout de faire
du nombre de tournées a un im-
des commandes. » baisser sensiblement le nombre
pact sur les coûts mais aussi sur
Sylvain Cerise, d’arrêts maladie et d’accidents du
l’environnement.
Directeur Département travail qui représentent des coûts
Automatisation SSI Schaefer significatifs pour les employeurs.
France Par ailleurs, les robots offrent
plus de flexibilité car ils peuvent
qqGain de productivité fonctionner en permanence et ne
Pour les opérations de picking, les s’arrêtant que pour des contraintes
systèmes « goods to man » évitent de maintenance.
au préparateur de se déplacer, ce
qui lui permet de préparer plus
de commandes. De même, les
systèmes d’assistance robotisée
permettent aux opérateurs de
réaliser plus facilement et plus
rapidement un certain nombre
de tâches répétitives et pénibles
comme lors des opérations de
chargement.
14qqGains de place qqEnregistrement systématique des qqPréparation du travail des opé-
La largeur de l’allée entre les rayon- informations de traçabilité rateurs
nages est limitée à l’encombrement Equipé de lecteurs de codes à Les robots peuvent également
de l’appareil de manutention, les barres, d’un lien direct à un logiciel préparer certaines tâches pour
transstockeurs et autres systèmes de WMS, les robots enregistrent en que les opérateurs puissent se
intégrés permettent donc de stoc- temps réel tous les mouvements concentrer sur des opérations
ker plus de marchandises sur la qu’ils effectuent et permettent de spécifiques nécessitant un certain
même surface au sol. suivre, sans erreur, les produits sur savoir-faire. Par exemple, lors
les entrepôts depuis leur livraison des opérations de cross-docking,
qqDiminution de la démarque jusqu’à leur expédition. les AGV (3) peuvent préparer la
Les robots permettent de limiter dalle de ventilation en disposant
la démarque due au personnel qqContrôles qualité systématiques les palettes aux bons endroits.
mal intentionné. Il existe égale- et automatisés Les opérateurs n’auront plus que
ment des robots conçus pour Les contrôles sont intégrés aux l’éclatement à faire sans devoir
surveiller les entrepôts et prévenir programmes des robots. Ils sont déplacer les palettes.
les cambriolages. Par ailleurs, les donc effectués de manière systé-
systèmes automatisés optimisés matique, et non plus par échantil-
permettent de réduire la casse. lonnage comme cela pouvait être
le cas auparavant.
LE CABINET DELOITTE
qqMeilleure connaissance des pro-
A CONSTATÉ UN GAIN DE
duits et de leur localisation qqLutte contre la pénibilité, les TMS
Les robots sont équipés de lecteurs et les accidents du travail PLACE DE
qui leur permettent d’enregistrer Les tâches les plus pénibles sont
tous les mouvements de mar-
chandises. Ils peuvent également
effectuées par les robots. Les
systèmes de type «Goods to man »
80 à 100 %
effectuer des inventaires en temps permettent, par exemple, aux ma- CHEZ SES CLIENTS ÉQUIPÉS
réel et donner ainsi au WMS une nutentionnaires de parcourir moins DE CES OUTILS QUI DOUBLENT
visibilité précise de l’entrepôt. de distance pour le picking et de PRESQUE AINSI LA CAPACITÉ DE
saisir la marchandise sans avoir à
LEURS ENTREPÔTS.
se pencher. D’autres outils comme
les cobots assistent les opérateurs
pour soulever des charges. Quant
à eux, les systèmes totalement
automatisés permettent aux opé-
rateurs de se limiter aux opérations
de contrôle, au traitement des cas
particuliers.
(3) AGV pour Automatic Guided Vehicle – Véhicule automatisé
15Les robots
dans les entrepôts :
Etat de l’Art
D
ifférents types d’outils automatisés et robotisés ont déjà fait leur
apparition tout au long de la supply chain. Des véhicules automatisés
à la cobotique, ils offrent un panel de fonctionnalités et de bénéfices très
variés permettant de répondre à de grandes diversités de besoins et de
contextes opérationnels.
17Des AGV pour déplacer les produits
Le principe : le chariot élévateur obstacles, dangers ou opérateurs
automatique déplaçant les palettes pour éviter les accidents. Plus ils
dans les entrepôts sont sophistiqués, plus le véhicule
peut se déplacer rapidement et DEUX TYPES DE TECHNOLOGIES
Les AGV ou Automatic Guided Vehicle
composer avec les obstacles et les DÉVELOPPÉES PAR LES CONSTRUCTEURS
sont des véhicules automatiques qui
individus qui travaillent sur le même
circulent dans un environnement don- FRANÇAIS :
espace. Les systèmes de géolocali-
né. Ils disposent de la cartographie
sation constituent donc un élément
des circuits qu’ils empruntent. Quel
que soit leur système de guidage
essentiel pour la productivité et le BA Systemes
bon fonctionnement des AGV. Ils
(laser, optique, magnétique, filoguidé, PROPOSE DES VÉHICULES AUTOMATIQUES
leur permettent d’évoluer de manière
caméra 3D,…), ils gèrent leurs missions INTÉGRANT LES SYSTÈMES AUTOMATISÉS
autonome dans leur milieu. Ces sys-
de façon autonome sous le pilotage
tèmes sont d’ailleurs de plus en plus DÈS LEUR CONCEPTION.
automatique d’un logiciel relié à l’ERP
performants et permettent aux robots
ou au WMS de l’entreprise.
Les AGV sont d’abord apparus chez
mobiles de prendre plus rapidement
les bonnes décisions. Balyo
les industriels, essentiellement pour DÉVELOPPE DES BOÎTIERS POUVANT ÊTRE
Les applications des AGV sont di-
alimenter à la bonne cadence les AJOUTÉS À DES CHARIOTS ÉLÉVATEURS
verses :
lignes de production. Depuis quelques
CONVENTIONNELS POUR LES RENDRE
années, ils ont évolué pour traiter qqChargement et déchargement
AUTONOMES. CES DERNIERS PEUVENT
des flux moins réguliers et moins des camions,
prévisibles répondant ainsi aux be- qqLors de l’expédition, lecture DONC ÊTRE GUIDÉS AUTOMATIQUEMENT
soins de la logistique. Ces véhicules automatique de l’étiquette pour OU PAR UN OPÉRATEUR.
sont le plus souvent des chariots acheminer la palette sur le quai,
élévateurs capables de déplacer les qqPréparation d’une dalle de
palettes pleines ou vides sur un quai ventilation (dépôt des palettes
ou dans un entrepôt. Ces AGV savent vides avant les opérations de
s’adapter à la présence d’autres véhi- cross-docking),
cules et d’opérateurs à proximité. Ils qqTransport d’une palette vers un
sont programmés pour connaître leur convoyeur ou une filmeuse,
périmètre d’évolution et les différents qqMise en stock d’une palette,
emplacements où ils doivent prélever qqOptimisation du stockage pendant
ou déposer les palettes. la nuit,
qqEnregistrement des données de
Ces véhicules sont également équipés
traçabilité,
de différents types de capteurs (lec-
qqDéplacement des palettes vides,
teurs de codes à barres, caméras 3D,
qqEtc…
scanner laser à rideaux, GPS…). Ces
outils leur permettent de se localiser
par rapport à leur environnement
avec précision mais également de
remonter au système central de
nombreuses informations sur l’état
ou la configuration des stocks par
exemple. Les systèmes de localisation
s’appuient sur un « apprentissage » de
la géographie de la zone d’évolution.
Ces systèmes doivent également être Chariot élévateur équipé d’un boitier Balyo
le rendant autonome
capables de détecter d’éventuels
19Les ventes d’AGV représentent au- RETOUR SUR INVESTISSEMENT
jourd’hui en France 1 % des ventes de PARTICULIÈREMENT RAPIDE DES
chariots élévateurs. Le coût d’un AGV
AGV
est aujourd’hui d’environ 100 000 €.
Grâce à des économies d’échelle et
INVESTISSEMENT INITIAL,
à des paramétrages moins longs et
ACHAT D’UN AGV :
moins complexes, ce prix pourrait, se-
100 000 €
lon le constructeur de robots mobiles
Bluebotics, rapidement descendre
autour de 60 000€. Compte tenu de
ECONOMIES RÉALISÉES
cette baisse de prix, certains fabri-
GRACE À UN AGV (LOCATION
cants d’AGV estiment que le marché
des chariots élévateurs automatiques D’UN CHARIOT ÉLÉVATEUR
pourrait croître de 400% dans les ET COÛT D’UN CARISTE) :
années à venir.
45 000€/an
SOIT UN ROI SUR 2 ANS ET 3 MOIS
AGV développé par BA Systemes
chargeant un camion
Les AGV se substituent à l’opérateur
et à son chariot élévateur, ils s’in-
tègrent ainsi parfaitement dans une
organisation classique d’entrepôt.
C’est ce qui constitue également leur
principale limite puisqu’ils évoluent le
plus souvent dans un environnement
pensé pour les opérateurs et non pour
eux. Par exemple, et contrairement
aux navettes des transstockeurs, ils
sont la plupart du temps limités à une
évolution au sol et sur un ou deux
niveaux de stockage.
AGV sur Rail développé par Ulma pour déplacer les bacs plastiques vers
les différentes lignes de préparation automatisée des commandes fruits
et légumes chez Eroski en Espagne
20Des bras robotisés
pour une palettisation optimisée
Le principe : des bras mécanisés
et automatisés permettant, grâce
à un système de préhension, de
manipuler des objets, en particulier
pour les opérations de palettisation
et dépalettisation.
Les bras robotisés
Les bras robotisés, développés depuis
quatre décennies pour l’industrie,
permettent aujourd’hui de manipuler
toutes sortes de produits avec une
grande dextérité. Pour les tâches ré-
pétitives, leur apport est considérable,
tant en termes de rapidité d’exécution
que de précision des gestes (jusqu’à
200 mouvements par minute pour
les technologies les plus rapides). La
grande flexibilité de ces outils per-
met également au robot de réaliser,
durant son cycle de fonctionnement,
d’autres opérations en temps masqué
comme des contrôles de conformité
du produit ou des inventaires.
Bras robotisés lors d’opérations de palettisation
Ces technologies matures sont ca- en bout de ligne de production
pables d’évoluer dans des environne-
ments très divers : chambres stériles,
qu’à celle de leur préhenseur : l’extré- fruits et légumes placées dans des
entrepôts frigorifiques, milieux à forte
mité du bras qui permet grâce à des bacs plastiques similaires.
humidité et peuvent donc se subs-
systèmes de pinces ou de ventouses
tituer aux opérateurs, en particulier En manipulant jusqu’à plus de 800
d’attraper des unités logistiques plus
lorsque les conditions de picking colis par heure, ils peuvent même,
ou moins grandes, plus ou moins
sont particulièrement éprouvantes. selon la configuration de l’entrepôt,
rigides et surtout plus ou moins stan-
constituer plusieurs palettes en pa-
En logistique, ces bras robotisés sont dards. Il sera difficile pour le même
rallèle. Leurs installations pour des
déjà installés depuis plusieurs années préhenseur de manipuler à la fois des
opérations de picking et de paletti-
sur les chaînes de conditionnement petits cartons et des bacs plastiques.
sation en entrepôts surgelés (ou le
et pour la palettisation en sortie Les changements de préhenseurs
format des cartons est relativement
d’usine. Ils sont désormais également restent encore difficiles en temps
homogène) se multiplient également,
utilisés en entrepôt pour trier des réel et il n’existe pas, aujourd’hui, de
évitant ainsi aux opérateurs de tra-
colis (cartons, bacs, plastiques) ou préhenseur universel pour le picking
vailler dans un environnement trop
les positionner sur des palettes. de détail des unités de vente.
contraignant.
Aujourd’hui, des systèmes logiciels Ces bras articulés restent cependant
de construction 3D permettent à ces parfaitement adaptés pour constituer
robots de reconstituer des palettes par exemple, comme chez Système U
hétérogènes. Leur limite n’est liée Ouest, des palettes hétérogènes de
21tous les détails sur le positionnement
Des palettes
du colis dans la palette : la position
optimisées
de la couche, les coordonnées {x,y,z}
du colis dans la couche, l’orientation,
Les règlementations environne-
le poids et des instructions de place-
mentales dans le transport, l’intérêt
ment. Les informations d’un plan de
du citoyen consommateur pour un
pré-colisage et de palettisation sont
meilleur respect de son cadre de
de l’ordre de un à deux kilo-octets,
vie et l’optimisation des ressources
facilement échangeables par les dif-
poussent les éditeurs de systèmes
férents outils interconnectés.
informatiques pour la logistique (ERP,
WMS, WCS, TMS) à investir dans les Pour fonctionner, un robot dépalet-
technologies d’innovation comme la tiseur ou palettiseur piloté par un
robotique, l’intelligence artificielle ou WMS /WCS gagne en efficacité s’il
la réalité virtuelle. dispose en amont des détails du plan
de palettisation. Les informations
La chasse au vide dans le carton, la
traditionnellement fournies par le
palette ou le camion en est un bel
fabriquant du produit (le poids, les
exemple. Les avancées dans la pré-
dimensions et le nombre de colis)
paration de commande robotisée se
peuvent ne pas suffire. Un contenu
font grâce à des robots alliant agilité
riche fourni par un ERP / WMS
et intelligence. Cette intelligence
Système de palettisation hétérogène comme : le nombre de couches, le
automatisée avec bras robotisé développé repose sur des développements
contenu de la couche et la position
par Ulma logiciels innovants qui s’appuient
de chaque carton dans la couche
sur les avancées en Mathématiques
sont des informations utiles pour
Appliquées, en vision et reconnais-
la mécanisation et la robotique.
sance des formes.
Ces contenus riches favorisent le
Ces outils d’optimisation du préco- développement de robots moins
lisage et de la palettisation sont les sophistiqués paramétrables pour
alliés du succès de la robotique. Cer- d’autres besoins et en conséquence
tains logiciels fournissent par exemple moins chers.
Exemple de plan de
palettisation généré
optimisé à 99 % généré
par Optim Pallet, et
permettant au robot
palettiseur de travailler
avec une précision de
l’ordre du millimètre.
22LES LOGICIELS D’ENTREPÔT
ERP ou progiciel de gestion L’ERP est un progiciel d’entreprise permettant d’interconnecter des
intégré applications informatiques modulaires (indépendantes mais cohérentes) à
partir d’une base de données unique.
WMS – Warehouse Progiciel dédié à la gestion et à l’optimisation des entrepôts et des stocks.
Management System
WCS – Warehouse Control Progiciel permettant de contrôler et suivre en temps réel les opérations
System dans un entrepôt.
TMS – Transport Management Progiciel dédié à la gestion et à l’optimisation des opérations de transport.
System
Les systèmes « Goods to man »
Le principe : une organisation bâtie
autour de systèmes automatisés
apportant directement les produits
à l’opérateur en charge du picking
afin de lui éviter de se déplacer
Les systèmes de « goods to man »
apportent automatiquement la mar-
chandise nécessaire à l’opérateur
pour lui permettre de préparer une
commande sans quitter son poste
de préparation. Ces organisations
sont généralement utilisées pour le
e-commerce ou la répartition pharma-
ceutique. Elles offrent un important
gain de place puisque la largeur de
l’allée entre les rayonnages est limitée
à l’encombrement de l’appareil de
manutention.
Ces solutions peuvent également
représenter un avenir pour des maga-
Système de Picking “goods to man” développé par Ulma pour les magasins ICA en Suède
sins « drive » dédiés où les conditions
de picking sont particulièrement
difficiles pour les opérateurs.
23Plusieurs technologies sont utilisées. préparation drive, permettant à qqDes armoires classiques peuvent
Elles sont désormais capables de 3 salariés de traiter jusqu’à 4 000 également être déplacées par des
séquencer les colis dans un ordre références. petits AGV mobiles qui circulent
prédéterminé, en fonction des spé- sous les étagères et les soulèvent
cificités de la préparation.
qqLes carrousels horizontaux fonc- pour les apporter au poste de
tionnent de la même manière en
picking. C’est l’option retenue par
qqLes magasins de stockage rotatifs utilisant la surface au sol plutôt que
Amazon qui a investi en 2014 dans
verticaux sont des grandes la hauteur. Ils sont souvent utilisés
10 000 robots de ce type pour
armoires équipées de plateaux pour les opérations de cross-dock-
ses entrepôts de préparation de
qui, dans un mouvement rotatif, ing. Les cartons sont chargés sur le
commandes.
présentent le produit à l’opérateur. carrousel puis présenter au prépa-
rateur de commande qui en a
qqLeclerc utilise ce type d’installation
besoin sans avoir à passer par un
dans certains de ses entrepôts de
quelconque stock.
4 TYPES DE SYSTÈME «GOODS TO MAN»
TYPES DE SYSTÈME CAS D’UTILISATION AVANTAGES INCONVÉNIENTS
Magasin Préparation Toutes les Petite capacité
de stockage rotatif de commande références sont de stockage
à l’unité rapidement
consommateur accessibles au
(drive) poste de picking
Carrousels Cross docking Les références Demande
horizontaux (Unité logistique) n’ont pas besoin une grande surface
d’être stockées, au sol
elles attendent sur
le carrousel
Armoires Préparation de Permet de stocker Beaucoup de
mobiles commande à l’unité un grand nombre produits bougent
consommateur de références. pour chaque
(e-commerce) Flexibilité du opération.
système Le stockage en
hauteur est difficile
Tours de stockage Préparation de Très grande Investissement
et transstockeur commande à capacité de lourd qui demande
l’unité logistique stockage une certaine
(commande adaptation
magasin) du bâtiment
(en particulier en
hauteur)
24Tour de stockage Exemple de robots développés par Scallog se déplaçant le long des lignes au sol
et transstockeur pour apporter les étagères à l’opérateur chargé du picking
qqLes tours de stockage sont des LE PREMIER DRIVE AUTOMATISÉ
silos qui permettent de stocker les DE LECLERC OUVERT EN 2013 À ST NAZAIRE
produits qui sont par la suite livrés
(LOIRE ATLANTIQUE)
automatiquement à l’opérateur
par des transstockeurs, des
convoyeurs ou des navettes. Ce 6 500 références
dernier système est plus lourd et
DONT 4 000 MÉCANISÉES
plus coûteux à mettre en place. Il
est en revanche plus évolutif que
les deux premiers. C’est ce type
de système qui est par exemple
2 400 commandes
mis en place par Intermarché dans HEBDOMADAIRES
son entrepôt de Montbartier (Tarn
et Garonne)
24 salariés
Avec les solutions « goods to man »
DONT 3 SUR L’AUTOMATE
le rôle de l’opérateur dans les entre-
(AU LIEU DE 40 SANS AUTOMATISATION)
pôts est conservé. L’avantage est
de limiter les déplacements et les
situations de picking, garantissant
ainsi une certaine ergonomie du
2 km (AU LIEU DE 12)
poste de travail (les opérations se DISTANCE PARCOURUE QUOTIDIENNEMENT
déroulant à hauteur d’homme). PAR LES SALARIÉS
Comme il est possible de préparer
plusieurs commandes en parallèle,
les cadences et la productivité aug- 3,4 millions
d’Euros
mentent également. Par ailleurs, ces
solutions offrent un important gain
de place puisqu’il n’y a plus d’allées D’INVESTISSEMENT DONT 1,7 MILLION
entre les rayonnages.
POUR L’AUTOMATE
25Les systèmes intégrés
Le principe : des systèmes totale- mande, la palettisation, le filmage,
ment automatisés, traitant la mar- le marquage et le chargement des
chandise depuis son entrée dans marchandises,… Ces entrepôts s’ap-
l’entrepôt jusqu’à sa sortie. Les puient à la fois sur des systèmes
opérateurs n’interviennent plus que d’AGV, de convoyeurs, de nacelles et
pour les contrôles et le traitement des transstockeurs pour déplacer les
des cas particuliers produits. La palette est constituée,
selon les solutions, par des bras
Allant plus loin que les systèmes
robotisés ou par des systèmes de
« goods to man », plusieurs distribu-
poussoirs.
teurs en France se sont récemment
équipés de systèmes totalement C’est principalement l’évolution des
automatisés et intégrés. C’est le cas systèmes de construction 3D qui
de Système U Ouest à Ploufragan permet désormais de séquencer des
(Côtes d’Armor), de Leclerc Scapal- colis différents pour constituer une
sace à Niederheirgheim (Haut Rhin) palette hétérogène en tenant compte
et Scacentre à Yzeure (Allier). de l’ordre de mise en rayon au point
de vente, mais aussi du poids et
Ces systèmes intègrent à la fois le
de la rigidité des colis qui a permis
déchargement, la dé-palettisation,
d’automatiser l’étape critique qu’est
le stockage, le convoyage, le picking
la palettisation.
automatisé, la préparation de com-
Système de palettisation hétérogène automatisée avec bras pousseur
développé par Witron
26SCAPALSACE A OUVERT DÉBUT 2015 À NIEDERHERGHEIM
PRÈS DE COLMAR UN ENTREPÔT DE 32 000 M2 TOTALEMENT
AUTOMATISÉ 21H /24
Ce type de solution répond ainsi
à trois des principaux besoins des
plateformes de distribution :
98 magasins
qqLa mise en place d’un concept approvisionnés
global,
(HYPER, SUPER ET DRIVES) SUR 10 DÉPARTEMENTS
qqLa réduction du temps de cycle
et la possibilité de traiter des CET ENTREPÔT DE NOUVELLE GÉNÉRATION EST ÉQUIPÉ
commandes plus tard dans la DE DIFFÉRENTS MODULES AUTOMATISÉS CONÇUS PAR
journée, L’ALLEMAND WITRON :
qqLa réduction de la pénibilité,
Ces plateformes sont organisées 5 dépalettiseurs
autour de l’outil et de leur système
informatique central. Les opérateurs UN STOCKAGE DE
ne sont présents que pour traiter les
cas particuliers non pris en charge
par le système.
41 000 emplacements
Pour l’instant, ces systèmes néces- palettes HAUT DE 32 M
sitent un investissement conséquent
10 postes automatiques
(60 millions d’euros, bâtiment com-
pris pour Scapalsace) et ne peuvent
s’adapter qu’à certains types d’en- DE PALETTISATION
trepôts de grande taille. Les para-
métrages sont longs et la mise en
production de tels systèmes prend 11 000 références
plusieurs mois.
SONT GÉRÉES À TEMPÉRATURE AMBIANTE
Aujourd’hui, les systèmes intégrés PAR 80 SALARIÉS.
ne fonctionnent qu’avec des unités
logistiques de regroupement pour CETTE NOUVELLE STRUCTURE POURRA TRAITER JUSQU’À
la préparation de commande maga-
sins. Pour pouvoir traiter les unités 200 000 colis par jour
consommateur et les commandes
(CONTRE 110 000 MAXIMUM AVEC L’ANCIEN ENTREPÔT LORS
de détail, il faudra que ces systèmes
DES PÉRIODES DE NOËL).
puissent gérer à l’avenir encore plus
de références et de formats parti-
culiers. De telles solutions pourront
alors être mises en place dans les
entrepôts des e-commerçants ou
dans les drives dédiés.
Entrepôt automatisé de Scapalsace à Niederhergheim
27Les robots La Cobotique
de surveillance pour l’aide à la manipulation
Le principe : des robots équipés de Le principe : la cobotique est la fonctionnement d’un bras robotisé
capteurs effectuent des rondes de collaboration entre l’opérateur et peut représenter jusqu’à 30% du coût
surveillance sur un site, en lien avec « cobot » ou robot d’assistance. de la cellule robotisée.
les agents de sécurité.
Ces systèmes d’assistance permettent De plus en plus, ce type de sys-
Outre les drones, de petits robots notamment de manipuler des objets tème est également développé pour
de surveillance sont également dis- lourds. Dans les entrepôts, des bras les manipulations fines de charges
ponibles. Equipés de caméras, cap- robotisés fixés en hauteur et com- moyennes (de quelques kilos) car
teurs thermiques et micros, ils se mandés par un manutentionnaire, dans ce cas la répétition du mouve-
déplacent dans les allées, suivant permettent à un homme de charger, ment nuit autant à l’opérateur que la
un parcours aléatoire et alertent le sans effort, des sacs de farine ou des charge elle-même. Certaines solutions
centre de surveillance à la moindre fûts de bières. C’est l’homme qui cobotiques de type « exo-squelette »
détection d’anomalie ou d’intrusion. définit le mouvement, mais le robot prennent aujourd’hui la forme d’un
Les opérateurs, derrière leurs écrans qui porte la charge améliorant ainsi bras mécatronique qui soutient avec
de surveillance, peuvent ensuite l’ergonomie des postes de travail. une grande fluidité le bras et le dos
prendre le contrôle du robot et même de l’opérateur.
Ces outils sont particulièrement
communiquer oralement avec les
souples car, contrairement aux bras Cette tendance permet une plus
individus détectés dans l’entrepôt
robotisés, ils ne nécessitent pas d’im- grande collaboration entre l’homme
grâce à des systèmes de micros et
portants coûts de paramétrage. De et la machine, en toute sécurité et
haut-parleurs.
plus, comme ils sont commandés par dans le respect de la règlementation
En embarquant des capteurs spé- l’homme, ils permettent de s’affran- en vigueur. Ces solutions rendent
cifiques, de tels engins permettent chir, sans risque, de la mise en place l’utilisation des robots encore plus
également de prévenir les incendies, d’îlots de sécurité (zone dans laquelle souple et facile.
les dégâts des eaux ou les émanations un robot fonctionne et se met en
de produits toxiques à toutes les arrêt dès qu’un opérateur pénètre).
heures du jour et de la nuit. Ce confinement indispensable au
IL EST AUJOURD’HUI POSSIBLE
D’ÉQUIPER UN POSTE DE TRAVAIL
AVEC UN «COBOT» POUR UN
INVESTISSEMENT ALLANT DE
30 000 €
à 40 000 €
Robot de surveillance E-vigilante
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