6 applications de la réalité augmentée pour la fabrication dans tous les secteurs d'activité

La réalité augmentée (RA) transforme la manière dont nous nous connectons et interagissons dans le secteur manufacturier. Version améliorée du monde qui nous entoure, la réalité augmentée est une combinaison d'éléments numériques et audiovisuels qui relie les mondes réel et numérique.

Contrairement à la réalité virtuelle (RV), la RA permet une interaction entre les informations générées par ordinateur et le monde qui vous entoure. La RV déconnecte l'utilisateur du monde réel, bloquant son sens de la réalité véritable avec des casques. La RA, en revanche, juxtapose les deux. Qu'il s'agisse de placer un Pokémon sur le trottoir, de visualiser une nouvelle chaise dans votre bureau ou de guider des modes opératoires sur votre poste de travail, ces affichages intègrent une nouvelle réalité à notre réalité actuelle. Ensemble, la RA améliore les capacités de fabrication, en faisant un outil parfait pour l'Industrie 4.0.

La réalité augmentée dans l'industrie manufacturière

Les fabricants investissent davantage dans l'interaction homme-machine. Pour rester compétitifs, les principaux fabricants continuent d'intégrer l'automatisation pour gérer les tâches simples et répétitives et suivre les données. Cependant, les processus manuels restent extrêmement pertinents. Les fabricants confient des tâches plus complexes à leurs travailleurs et augmentent leur agilité face à la variation. En dépassant ces silos et en renforçant les usines par l'augmentation, les données et la résolution de problèmes complexes augmentent l'efficacité et la productivité globales.

La réalité augmentée fournit cette connexion. Elle guide et suit les processus manuels, menant à une nouvelle compréhension de nos opérations. Des recherches menées sur la collaboration homme-machine avec l'aide de la RA à l'Université de Patras ont révélé que « les interfaces de RA peuvent s'intégrer à l'environnement de travail et l'enrichir, rendant l'interaction avec [les robots] naturelle et intuitive. »

Des recherches comme celles-ci montrent que la connexion homme-machine via la RA aide les principaux fabricants à identifier les défis. Des moindres mouvements détectés par les capteurs 3D et les caméras de vision industrielle, les meilleures solutions de RA pour la fabrication peuvent identifier des points de données infimes. L'agrégation de ces données permet aux fabricants de repérer les moments précis où des inefficacités au niveau de l'entreprise se produisent et leur montre comment optimiser les opérations pour une productivité accrue.

Explorons quelques-uns des principaux avantages de l'utilisation de la réalité augmentée dans le secteur manufacturier.

6 cas d'utilisation de la RA dans la fabrication qui stimulent l'efficacité opérationnelle

1. Formation et perfectionnement des compétences

L'exploitation des solutions de RA pour résoudre les défis de formation et de perfectionnement des compétences dans le secteur manufacturier profite aux entreprises et aux travailleurs à tous les niveaux. Les instructions de travail numériques en RA s'adaptent aux besoins des entreprises, qu'elles aient besoin de former au niveau individuel, de l'usine ou de l'entreprise. Un simple clic permet de changer facilement de programme, offrant une formation à la production pour des individus ou de grands groupes. Ces programmes s'adaptent facilement à tous les niveaux de compétence, restant inclusifs pour une personne ayant peu d'expérience en fabrication ou quelqu'un avec plus de 30 ans d'expérience.

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Avant tout, les modes opératoires numériques standardisent la formation. Les instructions orales peuvent varier en fonction de la personne qui vous forme. Les instructions papier peuvent varier en fonction de la date de leur dernière mise à jour. Les modes opératoires en réalité augmentée sont mis à jour dans toute l'entreprise en un seul clic. Les systèmes connectés se mettent à jour simultanément, garantissant l'absence de lacune dans l'information. De plus, les modes opératoires numériques garantissent que l'information est la même à chaque poste de travail.

2. Instructions de travail numériques

De même, les instructions de travail en RA guident les opérateurs à travers des processus standardisés. Plutôt que de lire simultanément trois actions illustrées par une seule image, la RA projette les instructions directement sur la surface de travail, guidant les opérateurs étape par étape. Ainsi, toute l'attention est portée sur la qualité de chaque action, ce qui réduit considérablement le temps, les erreurs et la charge cognitive de l'opérateur.

De plus, la RA facilite la rédaction des instructions de travail numériques. En intégrant des repères visuels et sonores aux étapes, le besoin en texte est réduit. Dans des systèmes comme le logiciel de RA de LightGuide, il existe des fonctionnalités sensorielles supplémentaires telles que des signaux audio, des lumières clignotantes, des animations et des vidéos pour attirer l'attention sur les instructions. Toutes ces fonctionnalités peuvent être programmées via une interface glisser-déposer, ce qui réduit le temps nécessaire à la création d'instructions de travail pour les processus de fabrication et d'assemblage.

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3. Variabilité des produits

Une fois les instructions de travail rédigées, elles sont ajoutées à un index de programmes disponibles sur chaque système de RA. Avec plusieurs processus disponibles par système, les opérateurs peuvent s'adapter rapidement et facilement à la variabilité des produits. Un simple scan de code-barres permet au logiciel de RA, connecté à un système MES ou PLC d'entreprise, de reconnaître une nouvelle pièce et d'appeler automatiquement les instructions de travail appropriées.

4. Assurance qualité

L'inspection et la vérification sont extrêmement importantes pour garantir la qualité. Cependant, il est encore courant que les inspections n'aient lieu qu'à la fin d'un processus. Avec les solutions de RA guidée, les instructions de travail peuvent intégrer des inspections rapides à n'importe quelle étape sans nuire au temps de cycle.

Le logiciel de RA de LightGuide s'intègre même aux caméras de vision 3D et à l'apprentissage automatique pour identifier les erreurs telles que le couple correct, le bon placement des fils et le comptage basé sur le type de pièce. Il stocke toutes les informations d'inspection — ainsi que toutes les données de processus — et ajoute même des instantanés pour une assurance accrue. De plus, le logiciel de RA LightGuide intègre une structure d'étapes sans progression en cas d'erreur. Cela signifie qu'un opérateur ne peut passer à l'étape suivante tant qu'il n'est pas absolument certain que l'étape actuelle est correcte.

5. Ergonomie

Parce que la réalité augmentée affiche des superpositions numériques sur les surfaces qui vous entourent, elle peut s'adapter à vos besoins. Tout le monde ne travaille pas dans le même environnement. Des ajustements sont nécessaires en fonction du type de travail que vous effectuez, de l'endroit où vous le faites et de la quantité de travail que vous réalisez à la fois. En ergonomie, ceux-ci sont définis comme des besoins physiques, cognitifs et organisationnels. Ensemble, l'ergonomie impacte considérablement la manière dont vos travailleurs interagissent avec leurs tâches.

Les modes opératoires numériques en RA sont personnalisables. Lorsque des modifications doivent être apportées pour s'adapter aux travailleurs, cela peut être fait en quelques minutes. De plus, les modes opératoires numériques peuvent proposer du texte en plusieurs langues. Bien que les éléments visuels et auditifs rendent peu de texte nécessaire — réduisant automatiquement les barrières linguistiques — des boutons supplémentaires peuvent rendre le changement d'options linguistiques instantané.

ARTICLE CONNEXE : Qu'est-ce que l'ergonomie ?

6. Données et analyses des processus manuels

L'essor de l'automatisation a également entraîné une augmentation des données de processus disponibles. Cependant, les processus manuels restent pertinents et les fabricants agrègent rarement de nouvelles données à partir de ceux-ci. L'augmentation fait travailler les deux processus ensemble.

La technologie de RA permet aux fabricants d'accéder simultanément aux données des processus manuels et automatisés. Elle continue de collecter les temps de cycle et les défauts, mais ajoute des points de référence plus précis. Par exemple, les modes opératoires augmentés suivent les temps d'étape, les actions exactes qui ont conduit à un défaut et les métriques opérationnelles en temps réel. Globalement, ces données manuelles ajoutées offrent une image plus complète de la fonctionnalité de l'usine, montrant exactement quand et où les problèmes surviennent.

ARTICLE CONNEXE : L'outil d'analyse de RA rendant les données de fabrication plus accessibles

Industries manufacturières bénéficiant de la réalité augmentée

Les fabricants de diverses industries du monde entier investissent dans des solutions de RA. Bien qu'ils soient confrontés à des défis différents, la RA est suffisamment polyvalente pour résoudre chacun d'entre eux et offrir des avantages supplémentaires.

Voici un aperçu de la manière dont les principaux fabricants utilisent la réalité augmentée pour stimuler l'efficacité opérationnelle.

1. Fabrication automobile

La variabilité est un euphémisme dans la fabrication automobile. Ford, à elle seule, propose 41 modèles de véhicules différents dans le monde. Et cela n'inclut pas les variantes de certains modèles, ce qui peut représenter jusqu'à 15 styles différents pour des modèles comme le Ford Ranger. Ajoutez à cela toutes les options de couleur disponibles pour chaque modèle et les personnalisations individuelles…

Toutes ces options impliquent des changements rapides dans la production. En une heure, les opérateurs peuvent assembler une poignée pour le Ford Ranger, puis l'heure suivante, pour la Mustang. La réalité augmentée s'applique à la fabrication automobile en rendant ces changements instantanés et efficaces, compte tenu de l'extrême variabilité que les équipementiers (OEM) et les fournisseurs de rangs successifs doivent gérer.

Un excellent cas d'usage à visualiser avec la RA dans la fabrication automobile est l'assemblage des garnitures de pavillon. Lorsqu'une pièce de cette taille arrive sur la ligne de production, un opérateur doit savoir précisément où placer le rembourrage, la colle, le faisceau de câbles et/ou d'autres composants. Souvent, pour correspondre au modèle sur lequel ils travaillent, ces placements doivent être précis au millimètre près.

En ajoutant des instructions de travail numériques, l'opérateur dispose d'un modèle exact de ce qu'il doit produire. Les emplacements sont projetés sur la pièce, éliminant toute incertitude quant au positionnement. Les erreurs sont considérablement réduites, et la productivité et l'efficacité montent en flèche.

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2. Fabrication Aérospatiale et Défense

Dans l'aérospatiale et la défense, la qualité est primordiale. Les produits doivent être garantis à 100 % comme étant correctement assemblés, même si cela réduit le débit. Pensez-y, vous seriez prêt à attendre pour monter dans un avion dont vous seriez certain qu'il ne manque aucune vis.

Et ironiquement, malgré la technologie innovante présente dans les produits aérospatiaux et de défense, l'industrie elle-même est en retard. Souvent, ces usines fonctionnent encore avec des instructions de travail orales et écrites. La connaissance tacite est un atout. Cependant, la montée en puissance de la grande démission accroît considérablement le déficit de compétences dans ce secteur.

Les applications de réalité augmentée s'étendent à la fabrication aérospatiale et de défense en garantissant la qualité et en standardisant et numérisant les instructions de travail. Les étapes sans erreur (no-fault-forward) du logiciel RA LightGuide offrent une méthode de confirmation supplémentaire, garantissant que l'opérateur ne peut pas avancer tant que les étapes ne sont pas correctement exécutées.

De plus, l'utilisation d'instructions de travail numérisées améliore le flux de processus. L'aérospatiale et la défense gèrent une forte variabilité et des temps de cycle standard longs, et bénéficient d'un processus de flux pièce par pièce (single-piece flow). Cela signifie que les sous-ensembles sont construits à chaque station et sont transmis jusqu'à ce que la pièce soit achevée. Avec les instructions de travail en RA, les opérateurs visualisent les étapes là où ils en ont besoin et sont confirmés à chaque étape du processus, prévenant et éliminant les erreurs.

Les instructions de travail en RA offrent également un avantage supplémentaire et surprenant. Lorsque le logiciel de RA suit les données des processus manuels, il capture des instantanés et des points de données normalement perdus. Dans l'aérospatiale et la défense, ce « certificat de naissance numérique » de la conception de la pièce constitue une assurance responsabilité civile supplémentaire.

ARTICLE CONNEXE : Comment adopter la réalité augmentée pour le contrôle qualité dans la fabrication aérospatiale

3. Fabrication électronique

Dans la fabrication électronique, la quantité et la qualité sont toutes deux essentielles. La majeure partie de la fabrication électronique n'est pas réellement effectuée par les marques que l'on voit sur les ordinateurs portables et les smartphones. En réalité, elle est réalisée par des fabricants sous contrat.

Étant donné qu'une grande partie du travail est sous-traitée, les entreprises d'électronique de marque exigent des marges d'erreur extrêmement faibles pour maintenir leurs relations commerciales (aussi basses que 1 à 2 %). Par conséquent, les sous-traitants doivent employer des opérateurs capables d'apprendre rapidement et de travailler sans erreur. Cependant, les taux de rotation du personnel sont immenses dans cette industrie. Il est difficile de retenir les opérateurs une fois embauchés et de leur faire maintenir les standards de l'usine.

De plus, l'industrie électronique innove constamment. Pensez au nombre de nouveaux modèles de smartphones lancés chaque année. Maintenant, imaginez le nombre de fois où les instructions de travail doivent être mises à jour au cours de cette même période.

La rétention et la reconversion des opérateurs maintiennent les fabricants sous contrat dans un état chronique de faible productivité. Heureusement, les instructions de travail guidées par la RA forment et reforment de manière simple et agile. Des systèmes comme LightGuide AR offrent une double fonction à cet effet, agissant comme une unité de formation qui peut être intégrée à la production en atelier. Il visualise les instructions de travail, les rendant plus faciles et plus rapides à comprendre. Ainsi, les opérateurs en formation acquièrent les processus plus rapidement et sans erreur. De plus, comme mentionné précédemment, plusieurs programmes peuvent coexister sur un seul système, le rendant adaptable à la variabilité.

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4. Fabrication médicale

Pour obtenir l'approbation de la FDA, les fabricants de dispositifs médicaux et pharmaceutiques doivent suivre des procédures standard strictes et des méthodes de vérification rigoureuses. L'intégrité est essentielle. Que ce soit pour le kitting, le comptage de pilules ou la préparation pour le développement de médicaments, chaque processus doit garantir la sécurité de l'opérateur et de l'utilisateur final.

Pour garantir la sécurité, les fabricants de dispositifs médicaux se tournent vers la vérification par réalité augmentée. En ajoutant des capteurs 3D au logiciel RA LightGuide, les fabricants confirment qu'une étape de processus – comme le bac d'où un composant doit être prélevé, l'outil à utiliser et l'emplacement où le composant doit être placé – est exécutée correctement. La validation du produit peut être réalisée avec des caméras de vision industrielle de haute précision et d'autres technologies de capteurs pour confirmer que le produit est correctement assemblé, jusqu'à la dernière vis ou boulon.

ARTICLE CONNEXE : Guide complet de la réalité augmentée pour la fabrication médicale

Types de réalité augmentée pour la fabrication

Actuellement, trois principaux types de RA sont utilisés pour soutenir les opérations de fabrication et d'assemblage. Chacun d'eux offre une expérience immersive qui améliore les opérations. Cependant, en fonction de l'environnement et des besoins d'une usine, savoir quel type de RA correspond le mieux à une application mènera au plus grand succès opérationnel.

Réalité augmentée sur tablette pour la fabrication

La technologie de RA sur tablette combine des tablettes et d'autres appareils portables (comme les smartphones) qui présentent des instructions de travail via des applications de RA. La plupart des gens connaissent les applications de RA sur les réseaux sociaux, comme les filtres Snapchat. Cependant, les tablettes et les téléphones se sont de plus en plus intégrés dans l'industrie au cours des dernières années.

La RA sur tablette est particulièrement facile à utiliser. La plupart des gens sont familiers avec la technologie des tablettes, ce qui simplifie la formation et réduit le temps de démarrage.

Réalité augmentée portable dans la fabrication

La technologie de RA portable projette une superposition de graphiques sur l'environnement qui vous entoure via des lunettes de RA ou un casque. La plupart des gens connaissent les lunettes intelligentes de RA comme Google Glass et Microsoft HoloLens. Celles-ci agissent comme des ordinateurs légers et mains libres pour afficher et stocker des informations.

Comparée à la RA sur tablette, la RA portable est un choix populaire dans les usines en raison de sa mobilité et de ses graphiques dynamiques.

Solutions de RA projetée pour la fabrication

La RA projetée utilise une combinaison de projecteurs et de capteurs de vision pour afficher des graphiques interactifs virtuels étape par étape sur n'importe quelle surface de travail. Elle est utilisable dans un large éventail de solutions de fabrication, y compris l'assemblage, le prélèvement et le kitting de pièces, les tests et l'inspection, la formation et la maintenance.

La réalité augmentée basée sur la projection est le plus polyvalent de tous les types de réalité augmentée. C'est la meilleure solution de RA pour toutes les industries manufacturières et elle offre les plus grands avantages pour l'entreprise.

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L'avenir de la réalité augmentée dans la fabrication

La réalité augmentée est déjà une technologie de pointe pour la fabrication à l'échelle mondiale. Et les investissements ne feront que croître. On estime que “D'ici 2025… la RA industrielle atteindra une valeur marchande de 70 milliards de dollars.”

L'expansion de la collaboration homme-machine ouvre de nouvelles méthodes pour connecter nos usines et interagir avec les données. Les entreprises de tous les secteurs bénéficient de solutions pour la formation manufacturière, la standardisation, l'optimisation et le bien-être général des travailleurs.