Révolutionner l'automatisation des laboratoires grâce aux robots mobiles
Bonjour Julien, et merci d'avoir pris le temps de nous rencontrer aujourd'hui pour discuter de l'automatisation des laboratoires et des robots mobiles. Commençons par un bref aperçu de la façon dont vous, JAG, voyez l'industrie aujourd'hui.
Comment les robots mobiles sont-ils utilisés aujourd'hui dans les sciences de la vie et l'industrie pharmaceutique ?
Aujourd'hui, les robots mobiles font vraiment leur entrée dans les laboratoires, dans l'industrie pharmaceutique, dans la biotechnologie, dans les soins de santé et dans l'industrie chimique. Ces robots mobiles sont utilisés pour effectuer des activités inter-laboratoires - comme le transport d'échantillons et de matériel de laboratoire - et pour certaines activités intra-laboratoires, où des solutions telles que les robots "manipulateurs mobiles" sont en interface directe avec les équipements de formulation et d'analyse.
Chez JAG, nous constatons une forte augmentation de l'utilisation des robots mobiles dans l'industrie pharmaceutique, par exemple. C'est vrai aussi bien pour les grands noms que pour les petites entreprises. Les uns comme les autres veulent en faire plus avec leurs équipes existantes, ce qui implique de leur fournir de nouveaux outils, de nouveaux flux de travail. L'idée est d'améliorer la qualité, l'efficacité et la traçabilité dans les laboratoires.
Pourquoi les entreprises cherchent-elles à automatiser les transports de laboratoires à l'aide de robots mobiles ?
Dans les laboratoires, on travaille traditionnellement avec des plaques SBS. Celles-ci sont remplies de tubes ou de flacons de différents formats. Une fois le remplissage terminé, les plaques sont généralement placées sur un chariot, puis elles sont transportées manuellement, par le laborantin lui-même ou par un autre collègue, jusqu'à l'étape suivante, qu'il s'agisse d'un autre laboratoire, du contrôle de la qualité, d'un stockage temporaire, etc.
Ces bâtiments peuvent être très grands, de sorte que des personnes peuvent voyager presque toute la journée avec ce type d'échantillons. C'est pourquoi nous avons développé ce que nous appelons nos manipulateurs mobiles, afin que le personnel puisse se concentrer sur ses tâches principales - réfléchir aux résultats, concevoir la prochaine expérience - au lieu d'avoir à marcher jusqu'à la zone suivante.
Un autre avantage de l'utilisation de robots mobiles autonomes (AMR) est que les transports qu'ils effectuent peuvent se faire en dehors des heures de travail normales. Ainsi, les échantillons ou le matériel de laboratoire peuvent être déjà en place - lorsqu'ils arrivent le matin ou juste après le déjeuner - ce qui améliore l'efficacité.
Quels sont les robots mobiles proposés par JAG ?
Nous avons développé deux solutions différentes de robots mobiles pour l'industrie pharmaceutique.
Le premier est un transporteur de chariots ou AMR transporteur. Il est conçu pour déplacer une large gamme de matériel de laboratoire, comme des béchers, des seringues, des bouteilles, des matières premières, des gants, etc. Il peut également être utilisé pour déplacer du matériel usagé, par exemple pour le transporter automatiquement vers des machines à laver ou des stérilisateurs, et de là retour aux utilisateurs .
Le Transporter de chariots de JAG est conçu pour déplacer le matériel de laboratoire et d'autres matériaux dans et entre les laboratoires et les zones logistiques.
L'autre robot mobile que nous avons développé est ce que nous appelons un "manipulateur mobile" ou MoMa. Il est conçu pour déplacer et transporter des matériaux qui sont maintenus sur des plaques SBS, ce qui est très courant dans les industries pharmaceutiques, biologiques et chimiques.
Pour entrer un peu plus dans les détails, le MoMa est en fait un robot mobile autonome compact, ou AMR, à la base. Cependant, nous l'avons adapté en ajoutant des batteries plus grandes et des ordinateurs embarqués, ainsi qu'un système de stockage fermé dédié et un bras robotisé collaboratif équipé d'un préhenseur de plaques.
Le bras standard est un modèle à 4 axes, mais nous disposons également de versions à 6 axes pour des opérations et des manipulations plus complexes. S'y ajoutent des systèmes de vision 2D ou 3D, un éclairage embarqué et un compartiment de stockage pouvant contenir jusqu'à 40 plaques SBS, qui peuvent être réfrigérées ou chauffées pour des applications spécifiques.
Bien que le format SBS soit le format par défaut, ce système de stockage peut également être personnalisé pour s'adapter au format préféré du client. Par exemple, en dehors des sciences de la vie, il existe des cas d'utilisation intéressants dans les secteurs de l'horlogerie et du plastique, qui utilisent d'autres formats de plaques généralement deux à quatre fois plus grands.
Enfin, le MoMa peut travailler seul ou faire partie d'une flotte de robots qui couvre différents étages et zones du bâtiment ; cela dépend vraiment des échantillons et des exigences du client.
Le robot Mobile Manipulator (ou MoMa) de JAG est conçu pour transporter des plaques d'échantillons et des flacons au format SBS. Il est doté d'une unité de stockage pouvant contenir jusqu'à 40 plaques de ce type et d'un bras robotique à quatre ou six axes.
Comment ces robots sont-ils intégrés sur site et gérés ?
Tous nos robots mobiles sont gérés par le serveur ANT de BlueBotics et, plus globalement, ils utilisent la technologie de navigation ANT de l'entreprise. Nous connectons ensuite ces systèmes à notre système d'exécution de la fabrication (Manufacturing Execusion System - MES) JAG. Cela nous permet de coordonner l'ensemble de l'écosystème avec les opérateurs, les superviseurs, les machines de production, les systèmes de stockage et d'autres outils logiciels tels que le WMS, l'ERP ou, dans l'industrie pharmaceutique, le LIMS et les systèmes de planification opérationnelle.
Pourquoi avez-vous choisi de faire fonctionner ces robots avec la technologie BlueBotics ?
Nous avons choisi de nous associer exclusivement à BlueBotics. Nous utilisons leur logiciel pour cartographier les sites où les robots travailleront, pour planifier les missions et pour gérer les flottes de tous les robots. En travaillant avec BlueBotics, nous avons également accès à de nombreuses autres marques d'AMR et d'AGV, ce qui signifie que lorsque nous travaillons avec un client, s'il a des besoins plus larges en matière de robots mobiles, il existe une multitude de robots différents "pilotés par ANT" disponibles auprès de différents fabricants, que nous pouvons choisir et installer en fonction des besoins du client. Ces robots peuvent ensuite être gérés via le même projet de gestion de flotte du serveur ANT et reliés par le serveur ANT au système MES de l'entreprise pour les interfaces et les procédures.
Comment les projets de robots mobiles fonctionnent-ils en pratique ?
Dans l'industrie pharmaceutique, nous aimons commencer les projets en discutant beaucoup avec les clients et en montrant des exemples de ce qui peut être fait, parfois dans des secteurs différents. L'idée est de proposer quelques idées et d'ouvrir la réflexion du client, ainsi que d'obtenir un certain engagement de la part de ses équipes opérationnelles. Cet engagement est très important pour concevoir un écosystème robotique efficace, confortable et fiable.
À partir de là, un projet passera d'une idée initiale à des pré-concepts, à une phase de conception plus détaillée, puis à un produit réel doté de fonctionnalités réelles qui pourront être améliorées par la suite. Il s'agit en fin de compte d'un processus très flexible, en particulier dans l'industrie pharmaceutique, qui est aujourd'hui à la traîne par rapport à beaucoup d'autres en termes de robotique et d'automatisation.
Parfois, nous menons également des projets de démonstration de faisabilité avec nos clients. Cela peut être nécessaire pour prouver qu'un aspect technique fonctionne, comme l'interaction avec un équipement particulier ou la navigation sûre et précise dans un environnement restreint, ou comme un moyen d'obtenir plus d'engagement, plus d'implication, plus de motivation de la part de l'équipe opérationnelle du client.
Que doivent savoir les entreprises avant d'envisager l'automatisation avec les AMR ?
Il est très important que la relation d'une entreprise pharmaceutique avec son intégrateur robotique soit une collaboration à long terme, non seulement entre l'intégrateur et le chef d'équipe interne de l'entreprise, mais aussi avec l'ensemble du personnel des laboratoires, et ceux qui travaillent entre les laboratoires, afin de mettre en œuvre les bons concepts et les bonnes procédures pour que l'installation fonctionne exactement comme elle le devrait.
Quelles sont les erreurs à éviter ?
La principale chose à garder à l'esprit est que les projets de robotique sont très souvent évolutifs, en particulier dans l'industrie pharmaceutique. Il est donc important de garder à l'esprit que la forme initiale d'un projet peut devoir être modifiée au fur et à mesure de son avancement. Ce type d'optimisation nécessite un dialogue constant et transparent entre l'intégrateur robotique et le client. Cela prend souvent la forme d'ateliers dédiés, qui impliquent non seulement les chefs de projet de part et d'autre, mais aussi des équipes élargies.
Pouvez-vous nous donner des exemples de projets actuels de robots mobiles ?
Chez un client, nous avons des robots transporteurs qui parcourent plus de 2 000 kilomètres par an. En fait, l'entreprise en possède trois, ce qui représente au total plus de 6 000 kilomètres par an.
Chez un autre client, nous avons un robot plus grand qui effectue des missions de 1,5 kilomètre de long, en transportant des palettes européennes.
Enfin, dans l'industrie pharmaceutique, nous disposons d'un manipulateur mobile JAG qui transporte jusqu'à trois millions d'échantillons chaque année.
Quelles sont les prochaines étapes de l'automatisation des laboratoires ?
Outre l'utilisation de robots pour le transport de matériel de laboratoire et d'échantillons, et l'interaction avec les équipements de formulation et d'analyse , les principaux acteurs de l'industrie pharmaceutique s'intéressent désormais de très près à l'introduction de robots mobiles directement dans les zones de production. Il peut s'agir de verser et de mélanger automatiquement des liquides et des poudres, de transférer automatiquement des réservoirs - parfois très grands - et d'automatiser l'étalonnage des sondes et des capteurs. Comme je l'ai dit, les robots mobiles font vraiment leur entrée dans les laboratoires !