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Tout savoir sur YuMi, le robot collaboratif de demain

Ce dossier complet a été proposé par 5 étudiants de l’EMLYON (Victor Bouin, Violette Lepercq, Flavien Chervet, Pierre Marionneau et Claire Gautier) qui ont travaillé sur la robotique pour leur mémoire de 2015. 3 autres articles écrits par ces étudiants passionnés par le domaine seront publiés dans les prochains jours sur « les enjeux du secteur de la robotique ». Merci à eux pour leur travail !

Qu’est-ce que le YuMi ? Pourquoi a-t-il été développé ? Qui est ABB ?

Le 13 Avril 2015 au Salon d’Hanovre en Allemagne, le plus grand salon au monde de la technologie industrielle, ABB (leader mondial dans les technologies de l’énergie et de l’automation) présente au monde son nouveau robot, le YuMi.

YuMi, forme abrégée de « Toi (you) et moi (me) travaillons ensemble », est le premier vrai robot collaboratif à deux bras du monde. A la différence des robots industriels commercialisés depuis des années, le YuMi peut travailler avec l’homme sans cage autour de lui. Il a la capacité de voir et de ressentir, ce qui lui permet d’une part de travailler en collaboration avec l’homme et d’autre part de manipuler avec une très grande précision n’importe quel objet de petite taille (ex : pièces délicates et précises d’une montre mécanique), et ceci en toute sécurité pour l’homme.

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ABB, leader mondial dans les technologies de l’énergie et de l’automation, permet à ses clients dans l’industrie, le transport, les infrastructures et les utilités d’améliorer leurs performances tout en diminuant l’impact de leurs activités sur l’environnement. Le Groupe ABB est présent dans environ 100 pays et emploie quelques 145 000 personnes. Sa branche ABB Robots commercialise déjà une trentaine de robots industriels dans le monde entier, Le YuMi est lancé commercialement le 13 avril 2015.

ABB a conçu le YuMi pour plusieurs raisons, la plus importante étant celle de répondre aux besoins de flexibilité et de maniabilité de la production dans l’industrie de l’électronique grand public. Plus généralement, les robots collaboratifs sont nés pour libérer l’homme de tâches pénibles et répétitives.

1. Présentation technique du robot

A. Une description technique du YuMi

Le YuMi est un robot bi-bras collaboratif. Collaboratif car il peut travailler aux cotés de l’homme en toute sécurité. Ses bras sont rembourrés, moelleux, sans points d’achoppement ou de pointes et combinés à une technologie novatrice de détection de la force, ce qui assure la sécurité des collègues humains du YuMi. Il s’arrête en quelques millisecondes avec un contact réel et non à la moindre secousse. Il est aussi capable de gérer un arrêt et de retourner à son travail. Plusieurs caméras (caméras COGNEX) sont disposées sur le YuMi. Le nombre de clichés pris par les caméras donne de l’intelligence au robot et accroît sa capacité à collaborer avec l’homme.

Concernant son poids, le YuMi est un robot léger. Dans son ensemble il pèse seulement 35kg, ce qui limite le risque de chutes dangereuses. Il peut soulever uniquement des charges très légères. Les éléments que peut manipuler le YuMi ne peuvent dépasser les 500 grammes.

Enfin, une autre particularité de ce robot collaboratif, ou cobot, est sa programmation simplifiée grâce au « Lead Through Programming » (le robot enregistre les positions dans lequel l’opérateur le place manuellement), ce qui permet à n’importe qui, même sans notion de programmation, d’apprendre des gestes au YuMi.


Propos recueillis auprès de Mme Catherine Simon, présidente d’Innorobo :

Le YuMi présente plusieurs avantages concurrentiels : précision (il peut enfiler un fil dans une aiguille), sécurité « intrinsèque », programmation facile, pièces modulables (notamment ses « mains »). D’après vous, laquelle de ces quatre caractéristiques est la plus importante pour un robot ?

« Je dirais la programmation facile et les pièces modulables.

On ne vit plus dans un système standardisé ; aujourd’hui on cherche toujours plus de personnalisation. Il faut donc qu’on puisse programmer facilement les robots pour choisir nos propres usages. C’est le même raisonnement pour les pièces modulables dans la mesure où elles permettent les petites séries.

Backster était le premier cobot (fabriqué par le créateur du premier robot aspirateur, Rodney Brooks, aussi inventeur de la behaviour robotic). Franchement, il était peu précis, pas rapide… Par contre il avait une interface ultra simplifiée. Ça a ouvert la voie, ensuite beaucoup d’autres acteurs ont suivi. »

B. Les autres cobots du marché

Voici un tableau récapitulatif des principaux cobots concurrents au YuMi :

comparatif cobot robot collaboratif

Les points forts du YuMi comparé à ses concurrents :

  • Extrêmement rapide : gestes effectués à raison de 1500mm par seconde.
  • Très précis : Caméras Cognex disposés sur tout le YUMI.
  • Très peu imposant : Une portée de 500mm.
  • Léger : 35 kg.
  • Peu cher : 40 000 €

C. En quoi le YuMi est-il innovant ?

Tout d’abord, c’est le premier robot collaboratif à deux bras. Son usage est ainsi essentiellement cantonné à l’assemblage dans le domaine de la petite électronique, ce qui limite son besoin en puissance par rapport aux autres bras mécaniques. De plus, le robot apporte une grande flexibilité de mouvement.

Le YuMi a été étudié pour être capable de reproduire la complexités des mouvements humains

De plus son prix est très abordable (40 000 euros par machine).

Enfin son mode de programmation « Lead Through Programming » permet à n’importe quel opérateur de programmer le YuMi sans compétences techniques.

Pekka Tiitinen, responsable de la division Discrete Automation and Motion explique que le « YuMi va considérablement changer la vision humaine sur les procédés de fabrication et les procédés industriels », le « YuMi ouvre un champ infini de possibles. Nous sommes au début d’une nouvelle ère passionnante dans le domaine de l’automatisation industrielle ».

D. Les marchés visés

Le YuMi pouvant uniquement manipuler des objets de petite taille ne dépassant pas les 500 grammes, sa place la plus pertinente aujourd’hui se trouve dans l’environnement d’assemblage de petites pièces grâce à ses deux bras, ses mains flexibles, son système universel d’alimentation de pièces, sa capacité à localiser des pièces grâce à une caméra, sa capacité d’apprentissage par un dispositif de commande manuelle et sa technologie de contrôle du mouvement de pointe. Concrètement les industries les plus intéressées par un tel robot sont les industries de l’électronique (production de petits appareils électroniques grand public comme des tablettes, des téléphones mobiles) et de l’horlogerie. La demande provenant de l’alimentation va crescendo.

E. Ce qu’il va apporter aux industries visées

La raison principale d’achat d’un tel robot est avant tout d’améliorer la productivité et de diminuer les coûts sociaux d’une industrie. C’est bien ce que souligne le cabinet de conseil BCG (Boston Consulting Group) en expliquant que « les investissements dans les systèmes robotiques doivent permettre d’accélérer la productivité de 10% à 25% dans la plupart des industries, et de diminuer les coûts sociaux jusqu’à 30% d’ici 2025 ».

Un autre argument est évoqué par les grands groupes de la cobotique comme ABB pour favoriser l’installation de robots collaboratifs dans les industries : relocaliser les usines d’assemblage en France. En effet l’avantage de la robotique c’est qu’elle représente une main d’œuvre moins cher.

Avec la démocratisation de la cobotique dans les usines françaises, il y aura de moins en moins de délocalisation des usines d’assemblages et donc une production davantage française.

2. La France et les robots, le début d’une histoire compliquée

A. Une peur infondée

Il est vrai (mais heureusement de moins en moins) que les Français et notamment les employés des filières industrielles ont peur des robots car ils seraient un frein à l’emploi des humains. Cette peur a pu se développer notamment avec l’arrivée des robots humanoïdes de services ou certains robots industriels dotés d’un visage, voulut rassurants et dotés de traits humains. Néanmoins, il faut souligner que statistiquement parlant cette peur est infondée. En effet, les pays les plus robotisés sont des pays qui se portent bien et qui ont su conserver une grande partie de leur industrie malgré la concurrence internationale et un contexte économique défavorable. On pensera à l’Allemagne ou à la Corée du Sud notamment.

yumi peur emploi

source

Les chiffres sont moins cléments avec le Japon qui a subi la crise de plein fouet mais qui a su maintenir malgré tout ses activités de robotique et conquérir les marchés. Non content d’augmenter les cadences et la qualité, les robots permettent une montée en gamme qui permet aux entreprises de relocaliser !

B. Les robots un danger pour l’homme ?

Un autre frein majeur à l’installation des robots a longtemps été la sécurité et le coût important de l’installation de chaines de montage robotiques. Sans compter le manque d’initiatives existantes et de main d’œuvre qualifiée pour conseiller les entreprises dans l’aménagement de leurs ateliers.

Ceci étant, les experts, et notamment Bruno Bonnell, s’accordent à dire que les robots, que ce soit pour leur conception ou leur entretien, constituent une filière d’avenir pour les jeunes Français.

Cependant, si des offres plus universelles que les lourds robots industriels se développent de plus en plus pour tous les types d’entreprises (comme le YuMi d’ABB), le gouvernement Français a lui aussi su réagir et aider nos entreprises à s’équiper pour la « robolution ». Les programmes Robot Start PME doté d’un budget de 38 millions d’euros et soutenu par la BPI ou CAPME’UP sont sur la bonne voie pour éduquer et accompagner nos entreprises dans la transition robotique. Robot Start PME ayant par exemple permis l’installation de robots dans 190 entreprises à ce jour, 70% d’entre elles étant des entreprises de moins de 50 personnes.

robot start pme

C. La France un pays qui fait de la robotique une priorité

Dernier frein, et pas des moindres, à la robolution en France, il s’avère que l’appareil français souffre d’une double maladie : des investissements industriels rapportés au PIB parmi les plus faibles de l’OCDE mais aussi des décisions d’investissement centrées sur le renouvellement plutôt que sur l’innovation. Cette démarche conduit à l’obsolescence des outils de production. Ceci a amené Bruno Bonnell à assener que « La France est en retard dans la robotique parce qu’on est en retard dans l’industrie tout court ! »(source: lesechos.fr)

En effet la France ne fait pas partie des 10 nations avec la plus grande densité robotique malgré le fait que la France soit la 3ème nation en termes de nombre de publications scientifiques sur le sujet.

Nombre de robot pour 10 000 opérateurs industriels par pays
Nombre de robot pour 10 000 opérateurs industriels par pays

 3. Yumi, le robot tant attendu

A. La simplicité avant tout

Nous l’avons vu, les entreprises françaises ne sont pas nécessairement capables (ni volontaires) de s’équiper de robots car l’offre actuelle leur semble, entre autres, étrangère à leurs besoins très spécifiques. Cependant, en plus de représenter une innovation en soit, nous avons pu constater que le YuMi était capable de répondre à cette demande. Demande qui, bien qu’encore incertaine, aura tôt fait de se transformer en urgence si la France et ses acteurs veulent rester dans la course industrielle.

Nous avons en effet eu l’occasion de tester le YuMi au Salon Innorobo à Lyon sur le stand ABB robotics. A la suite de cette découverte nous avons conclus que ce robot se prête parfaitement à la résolution des problèmes de la robophobie française.

S’inscrivant dans la vague de simplification de la robotique lancée il y a quelques années par Rodney Bruce le YuMi s’est doté d’une interface ultra simple qui ne demande qu’à être utilisée par tous les acteurs de la chaine de production, même les moins qualifiés. Rappelons cependant que peu qualifié ne rime pas nécessairement avec inexpérimenté !

En effet, le robot, qui est autant prompt à servir d’automate que de partenaire, aura besoin du savoir-faire de ses collègues humains pour apprendre les gestes très spécifiques à chaque produit fabriqué dans un atelier ou une usine. Les employés dans les chaînes de productions pourront eux-mêmes et sans recours à la programmation lui apprendre le One Best Way (Taylor) de leurs propres mains. En effet, en quelques clics sur une tablette et quelques mouvements, le robot devient le partenaire idéal de tout travailleur.

Cette simplicité de programmation permettra l’implantation du robot sur tous les types d’espace de travail, d’autant plus que sa capacité de collaboration valorise le travail des employés qui deviendront des mentors pour le robot. Ce type d’amélioration permet alors d’augmenter significativement les cadences et la productivité. En effet, Graetz et Michaels ont pu grâce aux données de la Fédération internationale de robotique estimer à 16% la part de l’augmentation des gains de productivité (selon hbr.org) liée à la robotique.

Bien entendu, on nous dira que la France ne fait pas confiance à nos amis les robots car ils risquent de nous voler nos emplois et de nous remplacer. Ceci n’est pas faux, mais pas non plus vrai. Pour la plus fervente défenseuse de la robotique française et organisatrice du salon Innorobo, Catherine Simon, les robots ne sont aujourd’hui capables que de réaliser des tâches répétitives et ne peuvent en aucun cas remplacer « la part d’irrationnel des humains ». Ceci nous conforte dans l’idée que les français, connus pour leur esprit retord ont tout intérêt à travailler avec les robots, s’épargnant ainsi une partie des tâches les plus répétitives.


Propos recueillis auprès de Mme Catherine Simon, présidente d’Innorobo :

Je vous cite : « Si un robot peut faire mon travail, c’est que je faisais un travail de machine. » Pensez-vous qu’à terme la robotisation permettra d’augmenter le niveau général des qualifications dans le monde ? Ou creusera-t-elle encore plus l’écart entre une élite qualifiée et un « peuple » qui ne trouvera plus d’emploi ? »

« Tout d’abord les robots ne peuvent pas remplacer la part d’irrationnel de l’homme. Ils ne peuvent pas le remplacer dans toutes les tâches. Mais dans les tâches répétitives, désagréables ou dangereuses, oui.Donc en effet les métiers peu qualifiés seront les plus touchés. Mais certains métiers qualifiés, reposant par exemple sur les maths – finance, assurance – vont aussi subir la robotique.On peut difficilement prédire à quel point le marché du travail va être modifié, et l’on va surement passer par une phase assez difficile en effet. Les générations suivantes, oui, j’espère qu’elles seront plus qualifiées et que les travaux de maintenance des machines remplaceront les travaux répétitifs et aliénants que les machines pourront faire. Mais je ne suis pas économiste ! »

B. Le YuMi, un robot rassurant

Dès lors que les robots d’ABB auront su convaincre tous les maillons de la chaine de leur simplicité d’utilisation et de leur efficacité nous sommes sûrs que les mentalités pourront changer, leur proximité avec les travailleurs renforçant les liens entre humains et robots. D’autant plus qu’avec le YuMi, il n’y a plus de raison d’avoir peur des robots ! En effet, sa capacité à rendre l’espace de travail sûr pour ses collègues humains, et même les autres robots, sera un facteur supplémentaire de sa réussite en France. En effet la sécurité n’est pas un sujet qu’il faut prendre à la légère sur notre sol gaulois.

Fini les cages qui rendent le robot menaçant. Le YuMi, premier robot qualifié « d’intrinsèquement sûr » par ses créateurs, la presse et nous-mêmes qui avons eu l’occasion de le tester en direct, s’arrête de bouger s’il rencontre de façon certaine un obstacle.

caractéristiques robot yumi

Sa proximité avec les humains sera absolue dans la mesure où sa petite taille et son agencement lui font occuper la même place qu’un être humain.Dès lors il n’est pas nécessaire de changer l’espace de travail des humains puisque le YuMi s’y adapte parfaitement; ce qui lui confère un autre avantage sur ses homologues plus puissants qui nécessitent de très gros investissements pour leur implantation. En effet pour un bras mécanique, rien que l’installation de la cage peut représenter jusqu’à 30% du coût du robot.

C. Un robot abordable

Un autre avantage majeur du robot pour le marché français est son coût. Pour 40 000 euros, le robot est prêt à déployer son art, et quelques heures (voire quelques minutes) seulement suffiront à lui apprendre les gestes qui le rendront opérationnel. Pour ce prix on comprend bien qu’il représente certes un investissement conséquent mais, selon les spécialistes, il peut être amorti en seulement un an ! Ce qui fait du YuMi le partenaire idéal de tous les acteurs français des secteurs requérant un montage de précision incluant des tâches répétitives, que cet acteur soit un industriel, une PME ou une startup. La gamme déjà bien étayé d’outil pour ses bras permet en effet de réaliser toutes sortes d’actions grâce à une très grande personnalisation des tâches (certaines mains incluent des caméras, des ventouses ou les deux).

pieces robot yumi
Il est donc utile autant pour les petites séries et l’assemblage de précision que pour les séries longues; du moment qu’elles ne mettent pas en jeu des composants dépassant le demi kilogramme.

D. Un besoin de la robotique qui tarde à se faire sentir malgré des signes avant-coureurs

Mais quand les entreprises françaises doivent-elles percevoir le besoin de la robotisation ? Selon DIRECCTE d’Ile-de-France, il est recommandé de robotiser “lorsque le gain de marge opérationnelle attendu a pour seule finalité une amélioration de la compétitivité hors coût”. Ceci inclut la montée en gamme, l’amélioration de la qualité des produits et services créés ou l’augmentation des cadences. Il existe aussi des signes avant-coureurs du besoin de la robotique comme l’anticipation d’une perte de savoir-faire spécifique en interne qui peut être transmis à la machine grâce à la programmation facile du YuMi, ou lorsque le “coût de la main d’œuvre [est] supérieur à 20% du prix de revient d’un bien corporel”. Ce dernier cas de figure apparaissant de plus en plus en France dans les filières qui n’ont pas assez monté en gamme pour concurrencer les marchés émergents dotés d’une main d’œuvre moins chère.

YuMi : Conclusion

Après une première phase d’évolution, la robotique industrielle a atteint sa phase de maturité. Les besoins fondamentaux étant assez bien comblés, les attentes se tournent vers des solutions innovantes, proposant ces « petits plus » dont le YuMi est bourré. De sa modularité à sa sécurité absolue en passant par sa simplicité d’utilisation, le nouveau cobot a de quoi ravir. En effet, les fonctionnalités du YuMi sont toutes tournés vers le même but – permettre à l’humain et au robot de travailler main dans la main. Outre les effets positifs sur l’esprit français un tantinet conservateur, cette direction est prometteuse car elle s’inscrit dans le développement général du numérique de nos jours. Quand les angoisses clament « les robots contre les humains ! », la réalité répond « les robots pour les humains ! », quand les fantasmes s’écrient « les robots à la place des humains », la réalité rétorque « les robots avec les humains ! ». Oui car aujourd’hui, et même si l’on parle avec un effroi mêlé de fascination d’humanoïde ou d’intelligence artificielle, c’est bien à côté des humains que les robots prennent place, pour les épauler dans les tâches difficiles, les remplacer dans les tâches dangereuses, et leur ouvrir de nouveaux horizons.La cobotique, et en particulier le YuMi, semblent représenter l’avenir d’un monde de coopération, de collaboration entre hommes et machines, semblent proposer un nouveau rapport de l’homme à son outil de travail, semblent définir, pour reprendre la terminologie heureuse d’Eric Sadin, une nouvelle « anthrobologie ».
Propos recueillis auprès de Mme Catherine Simon, présidente d’Innorobo :

Vous connaissez le YuMi ? La cobotique est-elle la solution robotique d’avenir ou à terme pensez-vous que TOUTES les tâches manuelles et répétitives seront réalisées par des robots ?

« Oui, tout à fait, la robotique est une solution d’avenir. »

robot yumi infographie

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