L’évolution de l’automatisation

Au fil de l’histoire de l’automatisation, l’émergence de nouvelles techniques, de nouveaux procédés et de nouvelles machines a progressivement ouvert la voie à un rôle plus important de l’automatisation dans notre société. Les principaux objectifs de l’évolution de l’automatisation au quotidien ont été d’améliorer l’efficacité, la productivité, la sécurité et la commodité. Dans cet article, nous retraçons l’histoire de l’automatisation industrielle afin de mieux comprendre comment les différentes étapes de cette évolution ont conduit aux technologies que nous utilisons aujourd’hui.

Histoire de l’automatisation dans la fabrication

Depuis toujours, le grand public comme les propriétaires d’entreprises ont cherché des moyens d’améliorer l’efficacité des tâches quotidiennes. Dans l’Antiquité, nos ancêtres accomplissaient l’essentiel de leur travail manuellement, à l’aide de machines simples, de poulies, de leviers, d’outils manuels et parfois d’animaux de trait. Dans une optique de fabrication, les processus de production sont généralement classés en :

• Entièrement manuels
• Semi-automatisés
• Entièrement automatisés

En réduisant la part d’intervention humaine nécessaire pour réaliser une tâche, des processus comme la fabrication gagnent fortement en efficacité grâce à l’automatisation. La chronologie de l’automatisation retrace la manière dont la technologie a progressé au fil de cette évolution.

1^er siècle av. J.-C. : Roues à eau

La date d’origine exacte des roues à eau est difficile à confirmer ; toutefois, elles deviennent d’un usage plus courant chez les Grecs et les Romains pour moudre le grain en farine vers le 1^er siècle av. J.-C. D’autres machines plus simples, bien antérieures, nécessitaient toujours une part importante d’intervention humaine ou de travail animal pour fonctionner. L’exploitation de l’eau courante des moulins pour entraîner un processus mécanique peut être considérée comme le début de la « semi-automatisation » et les premières étapes de l’évolution de l’automatisation.

Premières roues à eau

9^e siècle : Progrès des machines de moulin

Les moulins à eau et les moulins à vent sont deux types de machines de moulin qui utilisent une énergie renouvelable pour entraîner un processus mécanique. Le plus ancien modèle documenté de moulin à vent à usage pratique remonte aux 7–9^e siècles et est attribué aux Perses. Ces moulins à vent servaient également à moudre le grain, puis ont été développés pour de nombreux autres processus mécaniques.

Bien que les moulins à eau puissent offrir davantage de puissance à taille égale, les moulins à vent étaient utilisables dans des régions dépourvues d’eau courante. Les deux technologies ont continué de s’améliorer et ont été adoptées à travers le monde pour réduire le travail manuel requis dans :

• Broyeurs à marteaux
• Scieries
• Papeteries
• Broyeurs de minerai
• Moulins d’affûtage

Premiers moulins à vent

Du 17^e au 18^e siècle : Révolution industrielle

Née en Europe occidentale, la révolution industrielle du 17^e siècle a marqué un tournant majeur dans l’évolution de l’automatisation industrielle. Durant cette période, l’invention des machines à vapeur, des moulins à vapeur et des moteurs à combustion interne a en grande partie remplacé les besoins en moulins à eau et à vent. En 1785, Oliver Evans a également mis au point un moulin à farine automatique, premier processus industriel entièrement automatisé de l’histoire, capable d’assurer une production continue sans intervention humaine.

Premières usines de fabrication

En 1867, James Clerk Maxwell a publié un article posant les bases théoriques de la compréhension de la théorie de la commande. Les usines industrialisées ont continué d’être adoptées pour produire en masse des matériaux tels que le coton, le papier, les plastiques, le verre et les métaux, en volumes bien plus élevés et avec une plus grande efficacité. À mesure que la technologie et les procédés de la révolution industrielle se diffusaient dans le monde, l’économie, les transports, la santé et les médicaments connaissaient tous une croissance exponentielle.

Machines à vapeur pour locomotives

1900 aux années 1950 : Électrification et contrôleurs industriels

Vers les années 1920, l’évolution de l’automatisation industrielle s’est accélérée rapidement à mesure que les usines se sont mises à utiliser la logique à relais et ont été électrifiées — le processus consistant à alimenter par l’électricité. L’expansion des centrales électriques centrales, combinée à l’exploitation de nouvelles chaudières à haute pression, de postes électriques et de turbines à vapeur, a entraîné une demande croissante d’instruments et de dispositifs de commande.

Distribution de l’énergie électrique

Les usines de fabrication ont commencé à passer aux moteurs électriques et moins d’installations ont continué à utiliser des arbres de transmission et des entraînements par courroie avec des machines à vapeur. Au cours de cette transition, les sites de fabrication ont enregistré une augmentation d’environ 30 % de leur production. Cela s’explique par le fait que les moteurs électriques étaient bien plus efficaces que les machines à vapeur, nécessitaient moins d’entretien et n’étaient pas sujets aux fortes pertes par frottement des arbres et des courroies.

Premiers moteurs électriques

Des voyants codés couleur depuis les salles de contrôle servaient à envoyer des signaux aux ouvriers pour qu’ils effectuent des changements manuels, comme ouvrir ou fermer des vannes et actionner des interrupteurs. Il s’agit d’un type de commande de procédé dit « tout ou rien ». Dans les années 1930, des contrôleurs ont été introduits dans l’industrie pour permettre des modifications calculées en réponse aux écarts par rapport à la consigne. Des modules logiques numériques à semi-conducteurs pour des contrôleurs logiques programmés câblés en dur ont été adoptés par les systèmes de contrôle industriels pour la commande des procédés et l’automatisation en 1958. Prédécesseurs des automates programmables (PLC) utilisés aujourd’hui, ils ont progressivement remplacé la plupart de nos besoins en logique à relais électromécaniques.

Premiers postes de contrôle

Du 20^e au 21^e siècle : Informatique et robotique

En 1971, l’invention des microprocesseurs a entraîné une forte baisse des prix du matériel informatique et permis la croissance rapide des commandes numériques dans l’industrie manufacturière. Nos progrès constants en informatique jusqu’à aujourd’hui continuent de faire avancer l’automatisation industrielle. Grâce aux ordinateurs numériques, les usines pouvaient désormais disposer de contrôleurs capables d’accomplir des tâches plus complexes, plus rapidement et avec une plus grande efficacité.

Introduction des ordinateurs

À mesure que la technologie progressait, l’évolution de l’automatisation des processus par la robotique devenait de plus en plus marquante dans les sites de fabrication. Victor Scheinman, pionnier américain de la robotique, a inventé en 1969 le « Stanford arm ». Il a été conçu comme une solution de bras robotisé : un robot articulé tout électrique à 6 axes. Cela a ouvert la voie à des robots capables d’accomplir des tâches plus complexes telles que le soudage et l’assemblage. En 1973, l’Europe a réalisé d’énormes progrès en robotique industrielle en commercialisant des robots via ABB Robotics et KUKA Robotics.

Les robots dans les usines d’aujourd’hui sont désormais utilisés pour presque tous les processus d’assemblage et de fabrication. Non seulement ils éloignent les humains des environnements dangereux, mais ils aident aussi les entreprises à rester compétitives en réduisant les coûts, tout en augmentant l’efficacité énergétique, la productivité, la précision et l’exactitude pour une meilleure qualité de production. Nous observons désormais l’évolution de l’automatisation robotisée des processus dans des domaines tels que :

• Fabrication du verre
• Pâtes et papeteries
• Transformation des aliments et des boissons
• Assemblage automobile
• Séparation du gaz naturel
• Production d’électricité
• Fabrication d’électronique
• Mise en conserve et embouteillage

Robotique dans les usines de fabrication

Évolution de la domotique

L’évolution de l’automatisation au quotidien se remarque surtout lorsque nous la vivons chaque jour à la maison. Avec l’essor de l’électrification au 19^e siècle, on estime qu’environ 70 % des foyers américains étaient électrifiés vers 1930. La distribution de l’énergie électrique a permis aux ménages d’alimenter les premiers appareils domestiques tels que :

• Chauffe-eau
• Sèche-linge
• Lave-vaisselle
• Réfrigérateurs
• Aspirateurs
• Machines à laver
• Machines à coudre

Chauffage de l’eau à domicile

Bien que nombre de ces appareils domestiques aient d’abord été trop coûteux pour la plupart des foyers, leur introduction progressive sur le marché, combinée à l’amélioration des technologies, les a finalement rendus plus abordables.

Dans les années 1970, la forte baisse du prix du matériel informatique a entraîné une diminution significative du prix de l’électronique. Cela a rendu les appareils domestiques plus accessibles. Dans les années 1990 et 2000, la technologie Internet a beaucoup progressé. Cela a permis aux maisons intelligentes de devenir plus abordables, entraînant un regain de popularité de la domotique. La domotique est aujourd’hui courante dans les foyers modernes avec des technologies intelligentes comme l’éclairage automatique, les commandes CVC, les systèmes de sécurité et de surveillance, les élévateurs TV et les commandes multimédias. Toutes ces technologies intelligentes sont désormais facilement accessibles depuis un smartphone via des applications domotiques compatibles. Avec la généralisation du travail à domicile, nous avons également constaté une hausse de la demande pour les bureaux assis-debout électriques.

Maison intelligente - éclairage et commandes multimédias

En résumé

L’évolution de l’automatisation au quotidien se poursuit à travers l’histoire et continuera de se développer pour les générations futures. À mesure que nos technologies progressent, nous pouvons nous attendre à ce que l’automatisation robotisée des processus ait un impact encore plus important sur notre secteur.

Nous espérons que vous avez trouvé cet article aussi instructif qu’intéressant, surtout si l’histoire de l’automatisation industrielle vous intéresse. Si vous avez des questions ou souhaitez discuter davantage de nos produits, n’hésitez pas à nous contacter ! Nous sommes experts dans notre domaine et serons ravis de vous aider de toutes les manières possibles.

sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123