Veille technologique
L'autonomie dans la construction vient de franchir un grand pas
Fort du succès de ses équipements autonomes et commandés à distance pour l'exploitation minière, Caterpillar est désormais bien engagé sur la voie de l'autonomie pour les équipements de construction. Dans cet article, Joe Forcash de Cat® Robotics décrit le développement d'une chargeuse à chaînes compacte (CTL) semi-autonome qui a récemment été présentée pour la première fois.
Par Joe Forcash, directeur technique, Cat Robotics
Le Cat Trial 12, une présentation de machines sur le terrain d'essai de Caterpillar à Tinaja Hills (Arizona), a pu donner un aperçu de ce que l’avenir nous réserve. Le public et la presse spécialisée ont pu découvrir une petite machine qui pourrait bien changer la donne dans le secteur de la construction.
À l’exception des lampes de signalisation colorées sur le toit, cette chargeuse à chaînes compacte 299D3 Cat ressemble à une machine de série. Et c'est un peu ce qu'elle est, à une différence près : elle peut être commandée à distance et utilisée de manière semi-autonome (sans intervention humaine) pendant la majeure partie de son temps de travail. La lumière bleue sur la cabine indique qu'elle fonctionne en mode autonome, sans personne à l'intérieur.
Le projet a démarré il y a deux ans lorsque Caterpillar a racheté la société Marble Robotics de San Francisco. Cette société avait développé de petits robots de livraison destinés à être utilisés dans des environnements dynamiques et complexes. En combinant cette technologie agile avec des éléments des systèmes d'autonomie et de commande à distance Cat Command, Caterpillar a pu lancer le développement d'un équipement autonome léger et rentable.
Console De Commande À Distance Sur Site
L'objectif du projet est de fournir les bonnes solutions d'autonomie aux clients du secteur de la construction. Cela signifie fournir des équipements semi-autonomes et autonomes qui peuvent:
· Être produits à un coût bien inférieur à ce que permet la technologie minière Cat actuelle
· Fonctionner dans l'environnement complexe et dynamique d'un chantier de construction.
· Travailler sur des chantiers sans infrastructure de communication de données existante.
Ce dernier point est crucial. Alors que les projets miniers s'étendent sur des années, les travaux sur les chantiers ne durent généralement que quelques mois ou un an. C'est pourquoi les entreprises de construction ont du mal à justifier des investissements dans une infrastructure coûteuse sur site. Elles doivent plutôt se rendre rapidement sur place, effectuer leurs tâches de manière efficace et passer ensuite à autre chose.
Cat Robotics résout ce problème en permettant à la machine de lire et de suivre le fichier de conception du plan du site du client. La technologie utilisée dans la nouvelle chargeuse à chaînes compacte semi-autonome transfère ce fichier de conception dans un système de back-office et l'envoie à une simple console de commande. La console se connecte directement à la chargeuse, qui dispose en fait de son propre point d'accès Wi-Fi. Ce système permet de mettre en place un chantier très rapidement, sans avoir besoin d'un réseau de données dédié.
Combinaison De La Commande À Distance Et De L'autonomie
En tant que machine semi-autonome, la chargeuse à chaînes compacte de démonstration combine la commande à distance et le fonctionnement semi-autonome. Elle permet à un opérateur de contrôler la machine via l'interface de la console pendant le collecte des matériaux, une tâche qui exige un haut niveau de précision. Une fois le matériel chargé, l'opérateur assigne un point de chute et la machine s'y rend toute seule. Le chargement y est ensuite déposé et la machine retourne à la zone de chargement. L'opérateur reprend alors le relais.
Un seul opérateur peut ainsi contrôler jusqu'à quatre machines à la fois. En prenant en charge la partie monotone et répétitive de l'opération — les allers-retours entre la zone de chargement et de dépose — le travail devient beaucoup plus intéressant. De plus, il permet d'utiliser au mieux la présence de l'opérateur, en éliminant les temps morts.
Exploitation Des Technologies Intégrées
Les chargeuses à chaînes compacte Cat de série D, comme la 299D3, sont déjà conçues pour être commandées à distance, ce qui facilite leur automatisation. Les fonctions d'automatisation déjà utilisées par les opérateurs, telles que l'auto-nivellement des fourches et le retour en position d'excavation ou de retour au levage, peuvent être intégrées efficacement dans les processus de commande à distance et autonomes.
La nouvelle couche d'autonomie tire parti de cet capacité d’automatisation intégrée dès la conception. De plus, elle utilise la capacité de navigation d'une carte de conception. Grâce à la technologie LiDAR, aux caméras et à d'autres capteurs, les manœuvres sûres sur les chantiers à forte activité ne sont plus un problème. S'appuyer sur une machine de production existante, plutôt que de créer une toute nouvelle machine, simplifie le développement d'un équipement autonome.
Gérer Les Chantiers Dynamiques
Cette couche d'autonomie a une lourde charge sur ses épaules. Ses systèmes de capteurs et d'intelligence embarqués doivent recevoir de nombreuses informations en provenance du chantier, puis les traiter rapidement pour garantir un fonctionnement sûr et efficace.
Par exemple, la machine doit être capable de distinguer les obstacles fixes des personnes en mouvement. En utilisant ce que l'on appelle le « Dynamic Path Planning », le système calcule rapidement son itinéraire autour des obstacles.
En outre, le système est suffisamment intelligent pour détecter les personnes qui se trouvent sur son chemin. Dans ce cas, le système prévoit plus de place lors de la planification du nouvel itinéraire, ou bien le système ralentit ou s'arrête. Il en sera de même pour les véhicules légers tels que les camionnettes.
Mais il reste encore une étape à franchir pour intégrer la technologie autonome dans un chantier de construction. Si la machine peut être programmée pour fonctionner de la manière la plus sûre possible, les processus du chantier doivent également être revus pour maximiser à la fois la production et la sécurité.
Les gens doivent se tenir un peu plus à l'écart des équipements autonomes. S'ils essaient de travailler aussi près qu'avec un équipement conduit par une personne, ils obligeront la machine à limiter sa vitesse, ce qui réduira l'efficacité de la production.
Façonner Les Chantiers Du Futur
Caterpillar mène actuellement des essais sur le terrain sur les chantiers de ses clients pour résoudre ces problèmes. Nous apprenons comment intégrer au mieux l'autonomie dans des applications spécifiques et nous tiendrons compte des commentaires des clients et des chantiers pour de la commercialisation éventuelle d'équipements de construction autonomes.
L'un des facteurs que nous étudions est l'élargissement de l'éventail des compétences que les opérateurs doivent apporter sur les chantiers automatisés. Dans la mesure où les équipements autonomes effectuent des tâches simples et répétitives ainsi que des tâches dans des environnements potentiellement dangereux, elles contribuent à résoudre la pénurie de main-d'œuvre qualifiée.
Mieux encore, ils permettront aux opérateurs d'équipement de renforcer leurs compétences afin d'assumer davantage de tâches. Les opérateurs de machines commandées à distance devront être capables de passer d'une machine à l'autre, voire d'un site à l'autre, et devront donc savoir comment faire fonctionner différentes machines dans différentes applications. Avec le développement des équipements autonomes commandés à distance, ils devront pouvoir travailler davantage comme des gestionnaires d'équipements, plutôt que comme des conducteurs de machines, en supervisant un certain nombre de machines travaillant en même temps.
Ces compétences élargies ne rendront pas seulement le travail de construction plus attrayant pour une nouvelle génération d'employés, mais elles les rendront aussi encore plus précieux pour leurs employeurs.
Il Est Payant De Regarder Vers L'avenir
La technologie appliquée à la construction évolue tous les jours. Il vaut la peine d'anticiper et de se tenir informé des derniers développements, même si vous ne vous ne prévoyez pas encore d’adopter des équipements commandés à distance ou autonomes. Plus vous serez au courant des développements futurs, plus vous serez en mesure de vous adapter à ces changements lorsque vous serez prêt.
CAT COMMAND POUR LA CONSTRUCTION
Pour plus d'informations sur les autres développements en matière de technologies autonomes et commandés à distance pour la construction:
Si vous êtes prêt à vous plonger dans ces technologies passionnantes, contactez votre concessionnaire Cat local, qui pourra vous montrer ce qui est disponible aujourd'hui et vous aider à vous lancer dans les technologies qui conviennent à votre activité.
