La robotique dans l'industrie alimentaire : Résoudre les problèmes de fabrication avec l'automatisation

1. Pénuries de main-d'œuvre et fiabilité : 

Un des problèmes les plus pressants est de trouver une main-d'œuvre capable et fiable. La pandémie a mis en évidence la vulnérabilité du travail humain, car les confinements et les préoccupations sanitaires ont rendu difficile le maintien de niveaux de personnel constants. Même avant la pandémie, l'industrie des aliments et des boissons luttait contre des taux de rotation élevés et la charge physique sur les travailleurs due aux tâches répétitives.

2. Adaptabilité aux changements du marché : 

Le secteur des aliments et des boissons est très dynamique, avec des changements constants dans l'emballage des produits et les stratégies de marketing. Les préférences des consommateurs peuvent changer rapidement, nécessitant des ajustements fréquents sur les lignes de production. Cela nécessite un niveau de flexibilité que les processus de fabrication traditionnels ont du mal à atteindre.

3. Sécurité et précision : 

Garantir la sécurité alimentaire et maintenir une haute précision dans le traitement et l'emballage sont essentiels. L'erreur humaine peut conduire à une contamination ou à une incohérence, ce qui est inacceptable dans une industrie où les normes de sécurité sont strictement réglementées.
 

La robotique et l'automatisation offrent des avantages significatifs pour répondre à ces points douloureux dans l'industrie des aliments et des boissons :

1. Main-d'œuvre cohérente et fiable
Les robots fournissent une alternative fiable au travail humain, capable de travailler 24 heures sur 24 sans fatigue. Cela assure une productivité constante et réduit le risque de blessures au travail associées aux tâches répétitives.

2. Précision et sécurité accrues
Les systèmes automatisés peuvent effectuer des tâches avec une grande précision et constance, réduisant ainsi la probabilité d'erreurs pouvant compromettre la sécurité alimentaire. Cela est crucial pour maintenir les normes d'hygiène strictes requises dans le traitement des aliments.

3. Flexibilité et adaptabilité
Bien que les robots aient traditionnellement eu du mal à s'adapter par rapport aux travailleurs humains, les avancées technologiques comblent cet écart. Les systèmes de fabrication et de contrôle adaptatifs permettent aux robots de passer rapidement d'une tâche à l'autre et de gérer différents formats d'emballage. Cette flexibilité est encore renforcée par l'intégration de l'intelligence artificielle (IA) et de l'apprentissage machine basé sur le cloud, permettant aux systèmes d'apprendre et de s'adapter au fil du temps.

Malgré les nombreux avantages de cette nouvelle technologie, il existe des préoccupations notables concernant l'adoption de l'automatisation et de la robotique dans l'industrie alimentaire. Une préoccupation majeure est le déplacement des travailleurs humains ; cependant, la nouvelle technologie nécessite encore un changement de formation plutôt qu'une perte totale d'emplois, car une main-d'œuvre qualifiée est nécessaire pour faire fonctionner, surveiller et entretenir ces machines avancées. 

De plus, l'investissement initial requis pour automatiser une ligne de production peut être substantiel, constituant une barrière financière significative pour de nombreuses entreprises. Enfin, il y a le défi de la maintenance de ces machines. Bien que les robots et les systèmes automatisés soient conçus pour être adaptables, garantir qu'ils peuvent s'ajuster en continu à de nouvelles tâches et produits nécessite une ingénierie sophistiquée et un support continu, soulevant des questions sur la faisabilité et la flexibilité à long terme de ces technologies.

L'émergence de la nouvelle technologie d'impression 3D a répondu à bon nombre de ces préoccupations pour les entreprises prêtes à adopter des approches modernes. 
 

L'impression 3D, également connue sous le nom de fabrication additive, devient un outil essentiel pour améliorer les capacités de la robotique et de l'automatisation dans l'industrie alimentaire et peut répondre à certains des principaux défis de l'automatisation de la chaîne de production des aliments et des boissons. 

1. Production rapide de pièces de rechange/mise à jour sur mesure
L'impression 3D permet la production rapide de pièces et d'outils sur mesure, qui peuvent être adaptés à des tâches spécifiques sur la chaîne de production. Cela est particulièrement utile pour la création de composants tels que des pinces, des poussoirs et des diviseurs qui doivent être adaptés à différentes tailles et formes de produits. L'Australian Meat Process Corporation (AMPC) utilise la technologie d'impression 3D pour fabriquer des charnières de remplacement pour les imprimantes d'étiquettes qui faisaient partie intégrante de la chaîne de production, économisant ainsi des milliers de dollars en coûts de remplacement. Réduire le temps de production des pièces avec la fabrication additive aide à alléger le fardeau financier initial de l'achat et de la modernisation d'une ligne pour l'automatisation. 
 

2. Solutions économiques
La capacité d'imprimer des pièces à la demande réduit le besoin de grands stocks de pièces de rechange. Cet inventaire numérique permet de gagner de la place et de réduire les coûts associés au stockage de composants rarement utilisés. De plus, les pièces imprimées en 3D peuvent être produites à une fraction du coût et du temps nécessaires pour les méthodes de fabrication traditionnelles. Les plaques de poussée imprimées en 3D aident à améliorer l'efficacité des éléments critiques des lignes d'emballage qui nécessitent souvent des réparations et des remplacements. 

3. Avancées matérielles
Les matériaux d'impression 3D modernes, tels que les plastiques renforcés de fibres de carbone, offrent la résistance et la durabilité nécessaires pour les applications d'emballage. Bien que certains matériaux ne soient pas encore adaptés au contact direct avec les aliments, les avancées continues élargissent la gamme de matériaux sûrs et de qualité alimentaire disponibles pour une utilisation dans les environnements de production. Les matériaux ont la précision et la fiabilité nécessaires pour créer des composants solides nécessaires au fonctionnement des systèmes robotiques avancés.  

Des entreprises comme Danone ont utilisé avec succès des pinces à vide imprimées en 3D dans leurs usines laitières, démontrant ainsi des économies de coûts significatives et une efficacité accrue. Ces applications montrent comment l'impression 3D peut fournir des solutions pratiques et réelles qui améliorent la flexibilité et l'adaptabilité des systèmes automatisés.
 

En savoir plus sur le rôle essentiel de l'impression 3D dans la production alimentaire 

À mesure que les capacités matérielles et les technologies d'impression 3D continuent d'évoluer, leur intégration avec la robotique et l'automatisation deviendra plus fluide. Nous pouvons envisager un avenir où une partie importante des composants de la ligne de production est imprimée en 3D, améliorant l'adaptabilité et l'efficacité globales du processus de fabrication.

Transformation numérique
Le passage aux inventaires numériques et à la connectivité basée sur le cloud rationalisera encore plus les opérations, permettant une gestion à distance et un déploiement rapide des pièces. Cela permettra aux fabricants de maintenir une haute disponibilité et de répondre rapidement à tout problème qui se pose. Il peut être difficile de concevoir de nouvelles pièces lorsque la chaîne de production est loin des équipes d'ingénierie et de conception qui créeraient la pièce. Cependant, avec des technologies comme Digital Source, vous pouvez envoyer des pièces en production de n'importe où. L'équipe de conception peut être à Francfort et envoyer les informations sur les pièces à l'usine pour les imprimer à Boston. 

 
Innovation pilotée par l'IA
L'intégration de l'IA rendra les systèmes de fabrication additive plus intelligents et plus efficaces. Les imprimantes équipées de l'IA peuvent optimiser le processus d'impression, garantissant la meilleure qualité et performance des pièces produites. Ce cycle d'amélioration continue stimulera de nouvelles avancées dans la robotique et l'impression 3D. Les systèmes intelligents avec collecte de données basée sur le cloud pourront optimiser les performances de l'imprimante et la production des pièces. 
 

En conclusion, la convergence de la robotique, de l'automatisation et de l'impression 3D est prête à révolutionner l'industrie des aliments et des boissons. En répondant aux principaux défis tels que la fiabilité de la main-d'œuvre, la sécurité et l'adaptabilité, ces technologies ouvrent la voie à un avenir plus efficace et résilient dans la production alimentaire. À mesure que ces outils deviennent plus avancés et accessibles, leur adoption ne sera pas une question de savoir si, mais plutôt dans quelle mesure ils seront utilisés pour transformer l'industrie.