Avec la robotique et la production automatisée contre la pandémie de Corona

BoKa Automatisierung a développé une cellule robotique avec un robot Fanuc pour rendre les tests de dépistage du coronavirus plus rapides et plus sûrs dans le cadre d'une procédure en drive-through. (Fanuc) / BoKa Automation a développé une cellule robotisée avec un robot Fanuc pour accélérer et sécuriser les tests de dépistage du coronavirus en procédure drive-through. (Fanuc)

Robotec Solutions construit actuellement plusieurs systèmes robotisés pour des entreprises mondiales dans le secteur de la santé et du diagnostic. (Robotec Solutions PlasticMate)

L'hôpital universitaire d'Aalborg mise sur des solutions automatisées pour que des robots déchargent le personnel lors de la gestion des échantillons de sang. (Kuka) / L'hôpital universitaire d'Aalborg soulage le personnel du laboratoire de la gestion des échantillons de sang grâce à des solutions automatisées. (Kuka)

Teamtechnik met en service une installation de montage et de test complexe pour un produit de diagnostic du coronavirus. (Teamtechnik)

PIA Automation propose des lignes de montage entièrement automatiques pour la production à grande vitesse de masques faciaux. (PIA) / PIA Automation provides fully automatic assembly lines for high-speed production of face masks. (PIA)

Avec des approches innovantes, des spécialistes en robotique et automatisation soutiennent la lutte contre la pandémie de COVID-19. Ainsi, des robots aident à la réalisation des tests de dépistage et à leur analyse en laboratoire, ils automatisent la production de matériel médical ou d’équipements de protection. Et sur des lignes de montage automatisées, des centaines de milliers de masques de protection buccale sont produits chaque jour. Un regard sur la pratique.

Bien que certaines productions aient été arrêtées ou le soient encore pendant la pandémie de COVID-19, il existe aussi des entreprises qui doivent impérativement augmenter leur capacité de fabrication – notamment parce qu’elles produisent des matériaux pour les tests de dépistage ou les équipements de protection comme les masques. Ici, les procédés de production automatisés et les technologies d’automatisation aident à atteindre des quantités qui seraient impossibles à réaliser manuellement – d’autant plus avec les règles de distanciation et de limitation des contacts en vigueur actuellement.

Et même pour la mise en œuvre des tests de dépistage ou pour les travaux subséquents en laboratoire, des solutions automatisées peuvent décharger et protéger les personnes, car la technologie, et non l’humain, est en contact direct avec les personnes potentiellement infectées par le COVID-19. Les spécialistes de l’automatisation ont imaginé beaucoup de choses à ce sujet, ce qui réjouit Patrick Schwarzkopf, directeur général de la fédération professionnelle VDMA Robotique + Automatisation : « La solidarité et la créativité des entreprises nous ont impressionnés »», s’enthousiasme Schwarzkopf. « Des initiatives et de nouvelles idées émergent de toutes parts pour utiliser la technologie d’automatisation afin de faire face à la crise du coronavirus. Les entreprises montrent une rapidité impressionnante : c’est comme si un vent puissant de l’esprit d’entreprise soufflait sur nos oreilles. »

Drive-through robotisé pour les tests de masse du COVID-19

Une de ces idées, comment, en plus du « distanciement social », un « approche industrielle » peut aussi contribuer à freiner le virus du COVID-19, vient de Dorfprozelten en Basse-Franconie. Là, BoKa Automatisierung a développé une cellule robotisée pour accélérer et sécuriser la gestion automatisée des tests de dépistage dans un procédé de drive-through. Au lieu de personnel médical, un système vidéo ainsi qu’un robot Fanuc sont utilisés pour guider les tests et recueillir les échantillons.

Le conducteur s’identifie via une tablette en passant par la fenêtre latérale de son véhicule, et un robot Fanuc LR-Mate lui remet un tube à essai. Une instruction vidéo guide la prise d’échantillon. « Pour garantir que chaque test soit exploitable, la prise de l’échantillon par écouvillonnage peut être surveillée par transmission vidéo par une personne formée médicalement », explique Severin Bobon, co-propriétaire de BoKa Automatisierung. Enfin, le robot reprend le tube usagé – et le stocke jusqu’au transport vers le laboratoire.

La gestion des tests se fait via des codes-barres sur chaque tube. Chaque personne doit scanner sa pièce d’identité au début, pour que le robot puisse associer les données au test correspondant. Étant donné que le système est conçu pour deux personnes simultanément, environ 500 échantillons pourraient être recueillis chaque jour et par installation, sans contact, en fonctionnement 24h/24. À titre de comparaison : les stations de test en drive-in, avec du personnel médical, atteignent (en raison de leurs horaires limités) généralement seulement 200 tests de COVID-19 par jour.

Robots automatisent la production d’équipements de test

Outre ces tests de prélèvement, les tests sanguins pour la détection d’anticorps jouent un rôle important dans la lutte contre la pandémie. Mais d’où proviennent les matériaux pour ces nombreux tests de COVID-19 ? Entre autres, de lignes de production de Robotec Solutions. Les spécialistes suisses en robotique construisent actuellement plusieurs lignes robotisées pour des entreprises mondiales dans le domaine de la santé et du diagnostic.

Dans une telle installation, les robots déchargent dans une salle blanche des pièces moulées nécessaires pour les tests sanguins. Ces pièces sont notamment fabriquées par injection chez Flex Precision Plastics. Après déchargement réussi, elles sont contrôlées par des tests haute tension, des systèmes de vision et une technologie de capteurs sophistiquée pour leur qualité. Les pièces bonnes sont ensuite marquées au laser et sorties sur un tapis roulant ou directement emballées.

Car la demande pour ces produits jetables, qui doivent être remplacés après chaque test, a fortement augmenté en raison de la pandémie. Étant donné que le besoin d’automatisation des fabricants est conséquent, Robotec a rapidement mis en œuvre cinq de ces lignes, sous haute pression et dans le strict respect des mesures d’hygiène : « Notre équipe applique strictement les consignes des autorités sanitaires suisses – nos robots n’ont pas à le faire », indique le PDG Nick Koch.

Robots prennent en charge le tri monotone et la vérification des tests COVID-19

La gestion de nombreuses échantillons de sang et leur analyse sont très fastidieuses. Un exemple : le centre hospitalier universitaire d’Aalborg, au Danemark, qui utilisait déjà avant la pandémie une solution d’automatisation robotisée pour soulager le personnel du laboratoire. Jusqu’à 3 000 échantillons de sang y arrivaient quotidiennement. Ils doivent être vérifiés et triés – cette tâche est à la fois monotone, longue et exigeante en précision. Pour libérer le personnel hospitalier, notamment en cette période exceptionnelle, deux robots Kuka de la série KR Agilus, un KR 3 et un KR 10, prennent désormais en charge ces tâches de manière automatisée.

Dans le laboratoire, une employée place les boîtes de transport intelligentes sur le tapis d’alimentation de l’installation robotisée. Le premier robot ouvre la boîte, prélève les échantillons de sang et les dépose pour tri. Ensuite, le second robot Kuka trie les tubes en verre par couleur de leur bouchon. Les échantillons pré-triés sont ainsi sortis de l’installation, permettant au personnel de réaliser l’analyse sanguine. En moyenne, l’installation met 1,5 minute par boîte, pouvant ainsi traiter jusqu’à quarante boîtes par heure. Techniquement, cette solution peut être utilisée pour trier tout type de test – y compris ceux liés au COVID-19 – à condition que le matériel d’essai, qu’il s’agisse d’échantillons de sang ou de bâtonnets, soit dans les tubes en verre et qu’ils entrent dans l’installation via les boîtes de transport intelligentes.

Remontage robotisé : impression 3D de visières de protection

De plus, des robots Kuka sont actifs dans toute une série d’autres projets « anti-COVID » : par exemple dans le Nord de l’Italie, chez Caracol-AM, où ils impriment toutes les cinq minutes un support de tête pour visière de protection via impression 3D. Plus de 1 000 pièces sont ainsi produites chaque jour. Les supports imprimés par les robots Kuka sont ensuite complétés par une plaque en plexiglas, pour éviter la contamination par gouttelettes. Une partie de la production est donnée en don par l’entreprise italienne Caracol-AM à des hôpitaux et institutions locaux.

« Pendant l’état d’urgence lié au COVID-19, nous souhaitons apporter notre contribution avec nos procédés d’impression 3D. Grâce à notre expérience dans ce domaine, nous avons pu réagir rapidement et adapter notre production », explique Francesco De Stefano, PDG de Caracol-AM. L’exemple montre aussi à quelle vitesse les robots modernes peuvent être reconfigurés pour de nouvelles tâches.

Automatisation pour le laboratoire – pour soulager le personnel

À l’hôpital Bulovka de Prague, en République tchèque, un robot léger LBR iiwa de Kuka soutient le personnel hospitalier dans le test des échantillons de COVID-19. La « cellule de test COVID » y a été développée et mise en service par l’Institut tchèque d’informatique, robotique et cybernétique (CIIRC). La capacité de cette cellule robotisée est de 700 tests par jour. Elle peut également fonctionner la nuit si nécessaire.

Dans d’autres endroits, des spécialistes en robotique développent activement des solutions pour soulager le personnel de laboratoire. Par exemple, dans le groupe Hahn, l’équipe de Rethink Robotics, filiale de Hahn-Cobot, teste actuellement une solution cobot pour automatiser les tâches en laboratoire. Pour cela, Hahn utilise le robot collaboratif Sawyer. Avec l’aide de ce cobot, les employés de laboratoire sont déchargés de tâches répétitives et protégés contre les activités dangereuses. Grâce au soutien de Sawyer, il est également plus facile de respecter les règles de distanciation dans des espaces de travail plus petits. Les premières installations de cette technologie de cobot de laboratoire sont prévues pour l’été 2020.

De plus, d’autres entreprises du groupe Hahn souhaitent contribuer à augmenter le nombre de tests COVID-19 réalisés, en assurant la production automatisée de matériel consommable comme les pointes de pipette. En quatre semaines, les sociétés sœurs Hahn Robotics et Waldorf Technik ont conçu et mis en service une automatisation robotisée qui prélève ces pointes dans une machine d’injection de plastique.

Diagnostic COVID-19 : boom des lignes de montage pour la technologie médicale

Dans le domaine de la technologie médicale, on observe aussi une tendance à assembler directement sur place, par exemple dans les cabinets de médecins généralistes, pour éviter d’envoyer les échantillons dans des laboratoires centraux, ce qui prend du temps. Pour que ces appareils de test rapides soient produits en grande quantité, ils doivent être assemblés sur des lignes automatiques. Parmi les fabricants de machines, l’entreprise Teamtechnik construit notamment de telles lignes. Elle a récemment produit une première ligne automatique pour un produit de diagnostic COVID-19.

Et les fils de Freiberg am Neckar brillent : « La demande pour la mise à disposition de capacités pour ces lignes de montage et de test de produits de diagnostic est énorme et urgente. Nous recevons des demandes tant nationales qu’internationales », explique Frank Hack, directeur général en charge du secteur Medtech chez Teamtechnik. Le constructeur de machines Contexo, basé dans la région de Remstal, a également réagi immédiatement à la demande accrue pour des lignes de montage pour dispositifs médicaux, en augmentant ses capacités. Par le passé, Contexo a déjà conçu avec le spécialiste du diagnostic Curetis un mini-laboratoire automatisé et construit une ligne de montage correspondante pour décentraliser les tests de détection de pneumocoques.

Production de masse entièrement automatisée de masques de protection

Un autre aspect important pour freiner la pandémie, en plus des tests et du diagnostic, est la fabrication rapide et en grande quantité d’équipements de protection comme les masques. Le constructeur de lignes de montage PIA Automation propose donc des lignes entièrement automatiques pour la fabrication à grande vitesse de masques de protection. Depuis la propagation rapide du virus, plus de 100 demandes ont été reçues par PIA à Amberg, de partout dans le monde.

De nombreuses entreprises locales suivent également l’appel à établir une production nationale d’équipements de protection individuelle. Parmi elles, Zettl Automotive, qui, en partenariat avec PIA, met en place la production de masques. Avec la société Sandler AG, qui fabrique le tissu non tissé pour les masques jetables, PIA et Zettl ont créé le « Verbund Masken-Bayern ». Ce consortium vise à produire plusieurs centaines de milliers de masques par jour en quelques semaines. Chaque ligne de production entièrement automatique de PIA peut fournir jusqu’à 140 000 masques de protection (selon le type et le matériau) par jour, soit plusieurs fois plus que la production manuelle actuelle.

Bosch & Co : encore plus de lignes de production automatisées pour les masques

Et ce n’est pas seulement en Bavière que les lignes de production automatisées de masques sont en marche : l’Institut Fraunhofer pour la technologie de production IPT, d’Aix-la-Chapelle, construit également, en collaboration avec IBF Automation de Freudenberg, une ligne de production pour les masques, pour le compte de Moss de Lennestadt, dans la région de Sauerland. Les partenaires du projet ont pour objectif de mettre en place une installation capable de produire 50 000 masques par jour. Par la suite, trois autres lignes seront installées en Allemagne pour atteindre une capacité quotidienne de 200 000 masques.

Chez Bosch aussi, la fabrication de masques pour le visage et le nez a été lancée. 13 usines Bosch dans neuf pays fabriquent de leur propre initiative des masques pour leur besoin local. De plus, Bosch construit actuellement deux lignes de production entièrement automatiques à Stuttgart-Feuerbach, avec d’autres à Erbach (Odenwald), en Inde et au Mexique. « Notre bureau d’ingénierie a conçu une installation adaptée en quelques semaines », indique le chef de Bosch, Volkmar Denner. Bosch a également mis gratuitement à disposition d’autres entreprises ses plans de construction. Au total, plus de 500 000 masques peuvent ainsi être produits chaque jour.