Vermeer redefine la innovación en maquinaria pesada

Desarrollar, diseñar y fabricar maquinaria de equipos industriales y agrícolas de gran tamaño implica abordar los problemas que surjan en todos los niveles. Los ingenieros de equipos industriales deben integrar de manera impecable sistemas mecánicos de gran tamaño, como marcos de acero y sistemas de transmisión, sistemas hidráulicos de tolerancia precisa, componentes electrónicos avanzados y controles de software complejos, todo en una única máquina. Además, cada subsistema debe contar con una interfaz fluida que garantice un rendimiento óptimo y un control exacto. Asimismo, todos los sistemas y componentes, desde sensores hasta soldaduras estructurales, deben construirse para soportar condiciones extremas, como vibraciones constantes y cargas de impacto, calor intenso, filtraciones de polvo y barro, etc. Para hacer frente a estos retos, se requiere una ingeniería disciplinada, herramientas de diseño avanzadas y una responsabilidad de mejora continua. Este compromiso con la precisión y la innovación ha sido la piedra angular de Vermeer Corporation desde el principio.

Vermeer debe su reputación a una regla de oro: Debe haber una manera mejor. El fabricante de equipos de Iowa no ha dejado de diseñar maquinaria para resolver problemas reales, desde la empacadora redonda de heno que revolucionó el sector de la agricultura hasta los sistemas de perforación horizontal direccional que hicieron posible la instalación de fibra de manera subterránea. Desde su primera máquina, un polipasto mecánico para vagones que facilitó enormemente la descarga de maíz, hasta los más de 100 modelos que actualmente produce, Vermeer ha expandido su presencia mundial en Latinoamérica, Europa, Oriente Medio, África, Asia, y Oceanía. A día de hoy, la empresa afronta con éxito las complejidades de diseñar de manera eficiente maquinaria compleja con miles de componentes, cumplir con normativas cada vez más estrictas y ofrecer soluciones fiables e innovadoras a clientes en todo el mundo.

Para hacer frente a estas exigencias, Vermeer apuesta por el software CAD 3D de SOLIDWORKS® y la plataforma 3DEXPERIENCE® de Dassault Systèmes. De esta forma, la empresa facilita la colaboración, agiliza los ciclos de diseño, gestiona los datos y garantiza la calidad a la vez que sigue prosperando.

Ingeniería para mejorar el rendimiento

La cartera de productos Vermeer incluye equipos muy complejos, como perforadoras horizontales direccionales, un tipo de maquinaria que integra sistemas hidráulicos, electrónicos y de control que pueden superar fácilmente las 10 000 piezas.

"Utilizamos SOLIDWORKS para diseñar nuestra perforadora mediana, una máquina muy compleja con muchos componentes hidráulicos y eléctricos con la que se colocan cables de servicios públicos para líneas telefónicas, eléctricas y fibra óptica en todo el mundo", explica Greg Johnson, responsable de analistas de sistemas.

Esta perforadora mediana tan innovadora cuenta con características avanzadas que permiten a los operadores tomar decisiones precisas para esquivar las líneas de agua y el alcantarillado durante la perforación. Vermeer utiliza SOLIDWORKS para diseñar su maquinaria de principio a fin, desde los componentes estructurales de mayor envergadura hasta los detalles más insignificantes y complejos de la máquina. De hecho, es la única plataforma que utiliza Vermeer para realizar todo el trabajo de diseño mecánico en CAD.

"Una de las ventajas de trabajar con SOLIDWORKS es la posibilidad de reutilizar componentes en diversos modelos de maquinaria", continúa Johnson. "Además, muchas de las piezas están diseñadas para reutilizarse en varias perforadoras. Gracias al modelado paramétrico de SOLIDWORKS, los ingenieros pueden modificar el tamaño de un diseño existente para utilizarlo en una máquina diferente. Basta con actualizar la geometría subyacente. Cuando se actualiza un componente en SOLIDWORKS, el cambio se propaga automáticamente a todos los ensamblajes en los que se ha utilizado esa pieza. Esto nos ahorra mucho tiempo y reduce el riesgo de cometer errores en el diseño". 

Al igual que la empresa fue creciendo, también aumentaron los datos de los productos y la complejidad de los diseños, tanto que las herramientas tradicionales ya no resultaban eficientes. Harold Sullivan, director de gestión del ciclo de vida del producto de Vermeer, explica cómo los sistemas fragmentados dificultaban la eficiencia: "Utilizábamos 53 herramientas diferentes para gestionar un mismo proyecto, 20 ubicaciones distintas para almacenar la información y 25 subprocesos vinculados a una sola actividad".

Elegimos la plataforma 3DEXPERIENCE de Dassault Systèmes para unificar los procesos y crear una única fuente fiable en la que almacenar los datos de ingeniería y fabricación. Al migrar a un sistema basado en la nube, Vermeer obtuvo mayor flexibilidad y actualizaciones frecuentes, sin las interrupciones asociadas a las prolongadas actualizaciones de software. "Tardamos unos ocho meses en actualizar SOLIDWORKS manualmente, lo que se traduce en cientos de horas de trabajo para actualizarlo todo", recuerda Sullivan. "Nuestra plataforma 3DEXPERIENCE en la nube se actualizó tres veces automáticamente en ese mismo tiempo y nosotros no tuvimos que hacer gran cosa".

Más allá de mejorar la eficiencia, 3DEXPERIENCE ha ayudado a organizar mejor los procesos en la empresa. Ahora, los ingenieros trabajan con controles de cambio de producto claramente definidos, sistemas de clasificación de piezas y reglas para la gestión de la configuración. En lugar de crear piezas duplicadas, los ingenieros pueden buscar por atributos como el tamaño del ventilador, el número de aspas o la orientación del cubo para encontrar rápidamente lo que necesitan. De esta forma, se reducen las piezas repetidas y los gastos de inventario, y se crean diseños más uniformes en todas las líneas de productos.

Al implementar la gestión del ciclo de vida del producto de 3DEXPERIENCE, Vermeer sentó las bases para una colaboración global y una gestión de datos estandarizada. Esto también fue clave para facilitar el crecimiento de la empresa a largo plazo, con SOLIDWORKS como pilar fundamental de su proceso de diseño.

Los operadores de equipos de gran tamaño suelen trabajar muchas horas en entornos muy exigentes. Realizar pequeños cambios en el diseño que reduzcan la fatiga o mejoren la visibilidad puede salvar vidas. Por eso, las cabinas modernas están presurizadas y climatizadas para reducir la exposición al polvo y al ruido. También cuentan con asientos ergonómicos, líneas de visión claras y controles cómodos para reducir la fatiga de los operarios y ayudarlos a estar alerta durante los turnos largos. Además, existen ciertas limitaciones logísticas que exigen que muchos equipos grandes se creen con diseños modulares que se desmontan en secciones para poder circular legalmente por carretera y realizar posteriormente un montaje rápido en el lugar de trabajo.

Scott Riddle, ingeniero sénior de herramientas para máquinas de Vermeer, señala que su equipo depende de las funciones clave de SOLIDWORKS, como el análisis estructural y el modelado de varias configuraciones, para optimizar los diseños. "Debemos ajustarnos a un peso máximo determinado teniendo en cuenta la distribución del peso entre el semirremolque y los neumáticos", explica. Cumplir con los límites de carga no es opcional cuando se trata de maquinaria pesada. Con SOLIDWORKS, el equipo ajusta con precisión el centro de gravedad de la máquina durante la fase de diseño para cumplir con estas limitaciones.

Para evitar errores millonarios, empresas como Vermeer aprovechan la simulación avanzada y la tecnología de gemelos digitales para diseñar maquinaria de gran tamaño. Mucho antes de que se construya un prototipo físico, los ingenieros crean modelos virtuales del producto expuestos a situaciones simuladas de tensión, cargas y uso. Detectar un posible defecto de diseño al principio del proceso digital supone un ahorro considerable, ya que es mucho más barato solucionar los problemas identificados en la fase de concepto o diseño de la simulación que los que se descubren una vez fabricado el producto.

La integración de Vermeer con SOLIDWORKS y sus plataformas ha brindado muy buenos resultados. Los ciclos de diseño son más rápidos gracias al modelado paramétrico y la posibilidad de reutilizar componentes en varios proyectos. Ahora, los flujos de trabajo automatizados fomentan las revisiones de diseño y la gestión de cambios de ingeniería, lo que reduce considerablemente los errores y ahorra mucho tiempo.

La comunicación entre los equipos de ingeniería, fabricación y redacción técnica ha mejorado, y esto facilita los acuerdos a lo largo del ciclo de vida de los productos. La empresa también ha mejorado su capacidad de organización para gestionar datos de productos, procesos y el ciclo de vida con 3DEXPERIENCE, lo que ha favorecido un entorno de desarrollo más eficiente y fiable.

"Queríamos una plataforma que funcionara en la nube, integrar diferentes unidades de negocio y poder trasladar esos procesos a nivel mundial. La plataforma 3DEXPERIENCE nos ofrecía todo lo que necesitábamos para crecer como empresa y mejorar la eficiencia", afirma con entusiasmo Johnson.

Para Vermeer, SOLIDWORKS y la plataforma 3DEXPERIENCE no son meras herramientas de desarrollo de productos, sino la piedra angular de una transformación digital que va mucho más allá. Estas herramientas permiten a los ingenieros centrarse en resolver problemas del mundo real, así como adaptarse a las ambiciones de crecimiento de la empresa.

Mark Cooper, vicepresidente de calidad y fiabilidad de productos, hace hincapié en que, a medida que Vermeer iba creciendo, SOLIDWORKS permitía al equipo trabajar de forma más eficiente y satisfacer las exigentes demandas de diseño y rendimiento. Concluye: "Cuando empecé, Vermeer era una empresa mucho más pequeña. SOLIDWORKS ha crecido con nosotros y nos ha brindado las herramientas necesarias para ofrecer lo que nuestros clientes y equipos internos necesitaban. Gracias a eso, entre otras muchas cosas, hemos podido crecer hasta convertirnos en lo que somos hoy en día".