Les transformateurs de viande accélèrent les plans de mise en œuvre de la robotique

Dans une pièce, un tapis roulant doté d’un bras robotisé avec des caméras de vision industrielle et des pinces bleues descend pour ramasser le poulet et le place dans un plateau. Dans un autre, un chariot élévateur robot mobile automatisé roule en se guidant et une grue robotique jaune géante prend les colis et les enroule pour être expédiés.

Cet équipement new-age se trouve dans l’usine de 26 000 pieds carrés du Tyson Manufacturing Automation Center à Springdale, Arkansas, qui a ouvert ses portes il y a plus d’un an. Avec des masques, les directeurs de l’ingénierie Doug Foreman et Marty Linn ont dirigé Food Dive lors d’une visite du centre à travers l’objectif d’un appel Facetime.

Tiré de fooddive.com – par Lillianna Byington – Publié le 2 novembre 2020
| Traduction et adaptation libre par la rédaction |

Tyson Foods est l’une des nombreuses entreprises de viande à intensifier sa stratégie d’automatisation alors que la pandémie a mis l’accent sur les problèmes de sécurité de sa main-d’œuvre.

L’automatisation des usines de viande a longtemps été un exploit difficile car elle est coûteuse et les carcasses sont de tailles différentes, de sorte qu’il peut être difficile pour les robots de couper et de travailler avec tous les types avec précision. Mais alors que le coronavirus ravageait les usines de transformation de viande, obligeant de nombreuses personnes à fermer temporairement alors que des milliers de travailleurs tombaient malades, de plus en plus d’entreprises ont accéléré leurs plans d’automatisation.

La pandémie a augmenté la pression sur l’équipe d’automatisation de Tyson, ont déclaré ses meilleurs ingénieurs.

«Le sentiment d’urgence est plus élevé… Je pense que l’on sait depuis un certain temps que Tyson avait besoin d’un moyen de faire de plus en plus d’automatisation, en particulier d’automatisation robotique. Mais oui, comme tout le monde, la pandémie a ouvert les yeux de tout le monde», a déclaré Marty Linn.

Malgré les défis, Tyson, Smithfield, Cargill et JBS cherchent tous des moyens d’intégrer davantage d’automatisation à mesure qu’ils modernisent leurs usines. Food Dive a effectué des tournées, interrogé des entreprises et parlé à des experts de la position de ces entreprises de viande dans ce processus et de ce à quoi pourrait ressembler un avenir plus robotisé pour les usines de viande aux États-Unis.

À l’intérieur du centre d’automatisation de Tyson

Dans l’un des laboratoires d’innovation de Tyson se trouve une démonstration d’un robot qui utilise une caméra pour trier différentes perles par couleur. Dans une boîte en verre, des perles rouges, jaunes et vertes sont dispersées partout. En moins de 30 secondes, une grue robotisée avec une caméra est capable de séparer ces perles par couleur dans différentes coupelles.

Doug Foreman, qui travaille chez Tyson depuis 20 ans, a déclaré que la démonstration compacte montre ce qu’ils tentent d’intégrer dans leurs processus, où les caméras voient non seulement les formes mais aussi la couleur. Ce type de caméra robotique pourrait aider à détecter les défauts sur leurs produits, comme une coloration différente qui ne devrait pas être là, a-t-il déclaré.

Doug Foreman a déclaré que TMAC travaillait à développer davantage la technologie de vision pour ses robots «parce que si vous ne pouvez pas le voir, vous ne pourrez rien faire avec.» Les technologies de la vision se développent à un rythme rapide, a-t-il déclaré.

«Le coût a évidemment baissé de manière significative au cours des dernières années; il commence à devenir un point où cela commence à avoir un sens. Peut-être qu’il y a 10 ans, ce serait tout simplement trop cher, la technologie n’aurait pas été suffisamment développée. Mais je dirais que tout le côté vision des choses est vraiment là où une grande partie de notre attention doit aller de l’avant», a déclaré M. Foreman.

MM. Foreman et Linn se dirigent ensuite vers une autre pièce de l’installation, qui simule un environnement de production alimentaire où la température peut chuter de 35 à 40 degrés.

«L’une des clés pour nous de réussir dans l’automatisation est de pouvoir tester complètement, vérifier complètement l’automatisation dans l’environnement et le type de conditions auxquelles nous allons la soumettre», a déclaré Marty Linn, qui travaillait auparavant. en tant qu’ingénieur principal en robotique chez General Motors. «Nous pouvons apporter le produit ici car nous devons le traiter. Cela nous donne vraiment un avantage de pouvoir utiliser certaines des technologies avancées, de les essayer dans l’environnement sans avoir à les apporter à l’usine.»

Il y a aussi un petit atelier où ils peuvent couper, percer et souder. Et dans un laboratoire d’innovation, des fenêtres opaques protègent sa propriété intellectuelle, mais d’un simple clic sur un bouton, les fenêtres se dégagent.

Le fait d’avoir une installation dédiée à l’automatisation a également aidé Tyson à s’adapter aux besoins pendant la pandémie. Dans une pièce du centre de robotique se trouve un scanner infrarouge que l’on trouve dans les usines Tyson à travers le pays. Alors que les entreprises de viande se battaient pour trouver des moyens de protéger leur main-d’œuvre pendant que le coronavirus se propageait, Tyson a mis en place une installation de test à TMAC pour évaluer la technologie nécessaire et le meilleur système pour obtenir des températures précises des travailleurs. Par la suite, Tyson a installé des scanners infrarouges de température corporelle dans toutes ses usines.

«De San Francisco au New Jersey, des techniciens ont été envoyés pour installer ces systèmes et nous avons fait tout cela en huit semaines environ», a indiqué M. Foreman.

Mais même en utilisant ses ingénieurs et experts, c’était une course folle pour terminer le processus.

«C’était beaucoup de brouillage. Nous sautions à travers des cerceaux pour essayer d’obtenir ces systèmes et les comprendre, comprendre comment les installer, quelles étaient les limites, et essayer de les faire entrer dans les usines le plus tôt possible, juste pour être capable d’aider les membres de l’équipe», a affirmé Marty Linn.

Les travailleurs de Tyson se promènent dans le centre et s’entraînent et se familiarisent avec la robotique. Les employés peuvent venir à TMAC et en apprendre davantage sur les développements en cours et comment les faire fonctionner, ont déclaré les ingénieurs.

«Il y a un peu un facteur de peur avec la robotique lorsque vous commencez à les introduire dans les installations. Et donc tout ce que nous pouvons faire pour essayer de nous familiariser avec ce niveau de confort avec les membres de notre équipe, gérer la robotique et ne pas être préoccupé par ces choses, et avoir confiance en leur capacité à gérer ces systèmes dans notre usine est un élément important pour démarrer dans ce type d’automatisation », a noté Doug Foreman.

Il existe encore des limites à l’automatisation. M. Foreman a ajouté qu’il fallait «beaucoup d’essais et d’erreurs» pour développer cette robotique. Mais les ingénieurs ont déclaré qu’ils cherchaient à mettre en œuvre des outils qui aident les travailleurs à faire leur travail plus efficacement.

«Laissez les gens faire le type d’activités à plus forte valeur ajoutée dans notre processus», a-t-il précisé. «Utilisez la robotique pour effectuer ces tâches difficiles, ennuyeuses et très répétitives. Le robot peut le faire toute la journée et ne pas se fatiguer, se laisser distraire ou avoir du mal à traverser ce processus.»

Marty Linn a déclaré que dans une usine, par exemple, des robots au lieu de personnes installaient des corn dogs en ligne droite afin qu’ils puissent être correctement placés dans l’emballage.

«C’est un très bon exemple où une certaine automatisation, l’automatisation robotique dans ce cas, peut aider à éliminer ce type de stress pour que le membre de l’équipe reste là et le fasse. Honnêtement, ce sont les types d’emplois que les gens ne veulent vraiment pas à faire», a soutenu M. Linn.

Tyson a investi au moins 500 millions de dollars dans la technologie et l’automatisation au cours des trois dernières années et a élevé son leadership avec une expérience dans ce domaine. Dean Banks, qui a une formation en technologie, est devenu PDG de Tyson le mois dernier.

«Tyson Foods et en fait de nombreuses entreprises du Fortune 500 sont effectivement en pole position pour tirer parti de ces développements technologiques que nous voyons très peu utilisés dans les entreprises américaines», a déclaré Dean Banks lors d’un récent sommet technologique du nord-ouest de l’Arkansas.

Comment d’autres entreprises envisagent un avenir robotique

Le plus grand transformateur de viande au monde, JBS, a expérimenté davantage d’apprentissage automatique au fil des ans et a précédemment déclaré qu’il consacrait une partie de ses dépenses en capital d’un milliard de dollars à l’automatisation cette année.

«Il ne fait aucun doute que l’automatisation est à venir», a déclaré le PDG de JBS, Andre Nogueira, lors du Global Food Forum du Wall Street Journal le mois dernier.

En 2015, JBS a acheté une participation majoritaire dans Scott Technology, une société de robotique basée en Nouvelle-Zélande. Andrew Arnold, directeur de la transformation de la viande chez Scott Technology, a déclaré qu’il travaillait en étroite collaboration avec JBS sur la façon dont la société de technologie pourrait être en mesure d’aider le transformateur de viande à automatiser davantage à l’avenir.

«JBS est un actionnaire de notre société et nous avons donc une relation très forte avec JBS et c’est une partie importante de notre activité», a déclaré Andrew Arnold.

Même avant le coronavirus, l’industrie de la viande a été aux prises avec des pénuries de travailleurs ces dernières années et l’épidémie n’a fait qu’exaspérer ces problèmes. Andrew Arnold a déclaré que Scott avait constaté un intérêt accru en raison de la pandémie.

«Je dirais que probablement les deux ou trois dernières années, nous avons vu beaucoup d’intérêt venant du monde entier», a explioqué M. Arnold. «Il y a certainement des gens qui cherchent à résoudre le problème de la pénurie de main-d’œuvre.»

Andrew Arnold a indiqué que Scott développait une technologie dans l’industrie de la viande depuis 20 ans. Scott a commencé par automatiser le processus de désossage de l’agneau et possède actuellement un certain nombre de systèmes sur le marché. Il est actuellement en train d’étendre davantage son automatisation au bœuf, au porc et à la volaille, a-t-il déclaré.

Pour être en mesure d’automatiser le processus, Andrew Arnold a précisé que la société devait scanner chaque animal car ils avaient des caractéristiques différentes comme leur nombre de côtes.

«Les défis sont vraiment liés à la variabilité des produits. Chaque animal est différent. Vous devez concevoir un système qui peut répondre à cette variation», a soutenu M. Arnold. «Nous utilisons une technologie de pointe pour comprendre où nous devons couper, puis couper en conséquence et nous assurer que nous coupons avec précision.»

Pendant ce temps, Daniel Sullivan, directeur des relations avec les médias chez Cargill Protein and Animal Health, a déclaré dans un e-mail que la société «adopte la technologie» dans ses chaînes d’approvisionnement. Il a déclaré que la société avait participé à des réunions dans la Silicon Valley avec des innovateurs presque tous les mois pour s’assurer qu’ils disposaient des dernières informations.

«L’avenir des protéines inclura absolument l’automatisation. Nous avons déjà vu ces progrès dans le classement, le conditionnement et la logistique des usines», a noté Daniel Sullivan.»  La réalité est que produire des protéines animales signifie gérer des animaux vivants dont la taille, le poids et d’autres dimensions varient, ce qui rend complexe l’automatisation de la partie initiale de la chaîne d’approvisionnement. À mesure que nous nous rapprochons des produits finis, les possibilités d’automatisation augmentent.»

Le rapport de développement durable 2019 de Smithfield Foods indiquait qu’il prévoyait d’investir des dizaines de millions de dollars dans la robotique pour automatiser les processus de production dans ses usines.

Howard Anderson, vice-président senior et ingénieur mondial en chef chez Smithfield, a déclaré dans un e-mail que d’ici 2050, Smithfield s’attend à ce que la robotique avancée, l’IA et l’analyse des données soient à la pointe de la fabrication moderne.

Déjà, M. Anderson a déclaré que Smithfield a déployé une variété d’automatisation dans ses usines, comme des équipements automatiques de traction et de coupe de côtes qui utilisent un modèle 3D avec os avant de faire des coupes spécialisées basées sur la longueur, la largeur et l’épaisseur. Les installations de Smithfield utilisent également de nouveaux systèmes de convoyeurs pour déplacer la viande dans l’ensemble de l’installation, ce qui réduit de plus de 50% le trafic des chariots élévateurs.

«L’équipement de pointe répond à la sécurité des employés en éliminant les tâches ergonomiquement dangereuses et en réduisant le trafic au sol. Il répond également à des directives strictes en matière de sécurité alimentaire, tout en augmentant l’efficacité pour de meilleurs rendements de produits», a indiqué Howard Anderson.

Un rapport de 2018 de Deloitte et du Manufacturing Institute a révélé que les États-Unis pourraient voir une pénurie de main-d’œuvre dans le secteur de la fabrication qui laisserait jusqu’à 2,4 millions de postes vacants d’ici 2028. Pour se préparer à cela, M. Anderson a déclaré que Smithfield a mis en place un groupe de travail pour accélérer la mise en œuvre de l’automatisation et investit dans des programmes pour attirer les talents axés sur les compétences.

«Nous envisageons un avenir où l’automatisation aura un impact sur la majorité des tâches au profit de nos employés, clients et consommateurs, mais les facettes manuelles des opérations des installations continueront d’être nécessaires», a précisé M. Anderson.

Des défis subsistent, mais certains pays ont une longueur d’avance

Il existe déjà plus de solutions mécaniques et de technologies intégrées dans les usines. Wired a rapporté que la production de volaille aux États-Unis est passée de 3 000 poulets transformés par heure en 1970 à 15 000 aujourd’hui en utilisant plus de technologie.

Mais la prochaine génération aura plus de robotique, a déclaré Shai Barbut, professeur au Département des sciences alimentaires de l’Université de Guelph en Ontario, au Canada. L’automatisation avancée peut utiliser une caméra, une vision industrielle ou des rayons X pour localiser où se trouve l’articulation et envoyer un couteau pour la couper, a expliqué Shai Barbut.

De plus en plus de robotique ont trouvé différentes applications dans l’industrie de la viande au fil des ans, comme Robo Batcher, qui utilise un bras de levage et déplace les coupes de viande d’un tapis roulant pour les disposer sur des plateaux, Shai Barbut a écrit dans son livre «The Science of Poultry and Meat Processing».

Cependant, il peut être difficile de développer une technologie robotique avancée. Shai Barbut a déclaré que dans l’industrie automobile, il y avait des pièces identiques — toutes les vis sont exactement de la même taille, par exemple — il est donc plus facile pour les robots de traiter avec des tailles égales. Cependant, les variations biologiques comme les grandes ailes et les petites ailes peuvent causer des problèmes, et il peut être difficile de développer des machines plus intelligentes pour y faire face.

Mais des innovations plus avancées existent déjà et sont utilisées dans d’autres parties du monde.

Par exemple, au Danemark, les robots effectuent la majeure partie du travail, comme mesurer les porcs avec un robot laser infrarouge, dans l’installation de Danish Crown à Horsens, l’un des plus grands abattoirs de porcs internationaux. La société a déclaré à Wired que son automatisation les avait aidés à éviter toute épidémie majeure de coronavirus au début de la pandémie, mais l’usine a constaté une augmentation des cas positifs le mois dernier.

Et plus est en préparation. Lors d’un salon en Allemagne, Shai Barbut a regardé une présentation de carcasses de bœuf suspendues à l’envers avec six caméras autour d’elle, prenant des photos pour cartographier son corps et construire une structure 3D, similaire à un appareil IRM. En faisant cela, Barbut a déclaré pouvoir optimiser la découpe de la viande pour savoir où se trouvent les os et envoyer des couteaux robotiques avec une très grande précision.

«J’ai visité des usines en Europe où elles sont presque entièrement automatisées en termes de transformation de la volaille. Ici en Amérique du Nord, la plupart ne le sont pas, mais c’est juste une question d’investissement. De nombreux équipements sont déjà sur le marché, mais évidemment c’est cher. Mais je pense que nous verrons de plus en plus d’entreprises se diriger vers cela», a-t-il déclaré.

Même avant la pandémie, la transformation de la viande a longtemps été considérée comme un travail dangereux . Mais comme certaines usines de conditionnement de viande ont temporairement fermé leurs portes car de nombreux travailleurs étaient infectés par le coronavirus, Barbut a déclaré qu’il y avait «une impulsion supplémentaire très significative pour passer à plus d’automatisation».

«L’avenir consiste essentiellement à remplacer davantage de personnes sur la chaîne de transformation. Donc, dans le passé, des personnes procédaient à l’éviscération de volailles ou d’animaux à viande rouge. capteurs», a déclaré Barbut.

L’automatisation signifiera-t-elle moins d’emplois? Une recherche du Massachusetts Institute of Technology a révélé que de 1990 à 2007, un robot pour 1000 travailleurs a réduit le ratio national emploi-population d’environ 0,2%, ce qui signifie qu’en moyenne chaque robot a remplacé environ 3,3 travailleurs à l’échelle nationale.

D’autres études ont montré que l’automatisation a le potentiel de réduire les coûts. Les analystes de Technavio ont prédit que le remplacement des humains par des robots pourrait entraîner une augmentation de 22% des économies de coûts d’ici 2025. Ces économies pourraient être reportées sur les paiements. Certains emballeurs de viande comme Tyson ont augmenté leurs salaires ces dernières années pour aider à attirer et à retenir les travailleurs. Le département américain du Travail a rapporté que les ouvriers du conditionnement et de la transformation de la viande gagnent en moyenne entre 13,50 $ et 14,70 $ l’heure.

Shai Barbut a déclaré qu’il y aura probablement moins de personnes dans les usines de transformation de la viande, mais que les travailleurs devront être hautement qualifiés pour travailler avec les robots, ce qui signifierait le remplacement de certains des emplois les moins bien rémunérés par des emplois mieux rémunérés.

«Si vous construisez une nouvelle usine qui coûte 50 millions de dollars, vous voulez qu’elle fonctionne la plupart du temps ou tout le temps, mais trouver des gens pour travailler trois quarts de travail, des quarts de nuit et des jours fériés est une tâche difficile», a déclaré Barbut. «Les robots peuvent travailler sept fois. jours par semaine, pas de pause-café, pas de problèmes sociaux.»

Source : https://www.fooddive.com/news/meat-processors-expedite-automation-as-pandemic-increases/588166/