Vermeer donne une nouvelle dimension à l'innovation dans le domaine des équipements lourds

Le développement, la conception et la fabrication d'équipements industriels et agricoles de grande taille nécessitent de gérer la complexité sur tous les fronts. Les ingénieurs en équipements industriels doivent intégrer en toute transparence de grands systèmes mécaniques (cadres en acier et systèmes de transmission), des circuits hydrauliques avec des tolérances précises, des systèmes électroniques sophistiqués et des commandes logicielles complexes dans une seule machine, chaque sous-système devant interagir de manière fluide pour fournir une puissance importante et un contrôle précis. En outre, chaque système et composant, des capteurs aux soudures structurelles, doit être conçu pour résister à des conditions difficiles sur le terrain, telles que des vibrations et des chocs constants, une chaleur extrême ainsi que l'omniprésence de poussière et de boue. Relever ces défis exige une ingénierie rigoureuse, des outils de conception avancés et une culture de l'amélioration continue. Depuis ses débuts, Vermeer Corporation place justement cette précision et cette innovation au cœur de ses préoccupations.

Vermeer a bâti sa réputation sur un principe directeur : il y a forcément une méthode plus efficace. De la presse à foin ronde qui a révolutionné l'agriculture aux foreuses directionnelles horizontales qui ont permis l'installation de fibres souterraines, le fabricant d'équipements basé dans l'Iowa a toujours conçu des machines pour résoudre des problèmes concrets. De sa toute première machine (un système de levage mécanique qui a facilité et accéléré le déchargement du maïs) à plus d'une centaine de modèles actuellement en production et une présence mondiale croissante en Amérique latine, en Europe, au Moyen-Orient, en Afrique, en Asie et en Australasie, Vermeer est aujourd'hui confronté à de nouveaux défis : concevoir efficacement des machines complexes avec des milliers de composants, gérer des contraintes réglementaires toujours plus importantes et fournir des équipements fiables et innovants à des clients du monde entier.

Pour répondre à ces exigences, Vermeer s'appuie fortement sur le logiciel SOLIDWORKS® CAO 3D de Dassault Systèmes ainsi que sur la plate-forme 3DEXPERIENCE® qui permet à l'entreprise de favoriser la collaboration, de raccourcir les cycles de conception, de gérer les données et de maintenir la qualité tout en accompagnant sa croissance.

L'ingénierie au service des performances

La gamme des produits proposés par Vermeer comprend des équipements extrêmement complexes tels que des foreuses directionnelles horizontales. Ces machines intègrent des systèmes hydrauliques, électroniques et de commande dans des assemblages pouvant facilement dépasser les 10 000 pièces.

« Nous utilisons SOLIDWORKS pour concevoir notre foreuse de taille moyenne, une machine très complexe avec de nombreux [composants] hydrauliques et électriques, qui est utilisée pour installer des câbles techniques destinés aux lignes téléphoniques, aux réseaux électriques et à la fibre optique dans le monde entier », explique Greg Johnson, responsable des analystes système chez Vermeer.

Cette foreuse de taille moyenne très innovante est dotée de fonctions avancées qui aident les opérateurs à prendre des décisions précises pour contourner les canalisations d'eau ou d'égout lors du forage. Vermeer se sert de SOLIDWORKS pour concevoir chaque aspect, des principaux composants structurels aux plus petits détails complexes de la machine. En fait, SOLIDWORKS est l'unique plate-forme de Vermeer pour tous les travaux de conception CAO mécanique.

« L'un des atouts de SOLIDWORKS réside dans la possibilité de réutiliser des composants dans de nombreux modèles [de machines] différents », poursuit M. Johnson. « Et bon nombre de ces composants peuvent
 être réutilisés d'une [machine de] forage à l'autre. Comme SOLIDWORKS utilise la modélisation paramétrique, les ingénieurs peuvent redimensionner une conception existante pour une autre machine en mettant simplement à jour la géométrie sous-jacente. Lorsqu'un composant est mis à jour dans SOLIDWORKS, cette modification se propage automatiquement dans chaque assemblage dans lequel la pièce est utilisée, ce qui permet de gagner un temps considérable et de réduire le risque d'erreurs de conception. » 

La croissance de Vermeer s'est accompagnée d'une explosion des données techniques et d'une complexité accrue des conceptions, que les outils traditionnels ne pouvaient plus gérer efficacement. Harold Sullivan, directeur de la gestion du cycle de vie des produits chez Vermeer, explique comment les systèmes fragmentés ont créé des inefficacités : « Nous utilisions 53 outils différents pour gérer un projet, avec 20 emplacements distincts pour le stockage des informations et 25 sous-processus associés à une seule activité. »

L'entreprise a choisi la plate-forme 3DEXPERIENCE de Dassault Systèmes afin d'unifier les processus et de créer une source unique de données d'ingénierie et de fabrication. En passant à un système basé sur le cloud, Vermeer a gagné en évolutivité et bénéficie de mises à jour régulières, sans les interruptions liées aux longues mises à niveau logicielles. « [La mise à niveau manuelle de SOLIDWORKS] a pris environ huit mois. Elle a nécessité des centaines d'heures de travail », se souvient M. Sullivan. « Dans le même temps, notre plate-forme 3DEXPERIENCE sur le cloud a été mise à jour [automatiquement] trois fois, sans intervention de notre part. »

Au-delà de l'efficacité, la plate-forme 3DEXPERIENCE a fourni un cadre favorisant la rigueur au sein de l'entreprise. Les ingénieurs disposent désormais de mécanismes de contrôle des modifications apportées aux produits, de systèmes de classification des pièces et de règles de gestion de la configuration bien définis. Au lieu de créer des doublons, les ingénieurs peuvent rechercher des attributs, tels que la taille du ventilateur, le nombre de pales ou l'orientation du moyeu, afin de trouver rapidement ce dont ils ont besoin. Résultat : moins de pièces redondantes, des coûts de stock plus faibles et des conceptions plus homogènes sur l'ensemble des gammes de produits.

En mettant en œuvre la gestion du cycle de vie des produits via 3DEXPERIENCE, Vermeer a posé des bases d'une collaboration mondiale et d'une gestion des données standardisée. Cela lui offre une certaine capacité d'évolution sur le long terme, tout en conservant SOLIDWORKS au cœur de son processus de conception.

Les opérateurs d'équipements de grande taille travaillent souvent de longues heures dans des environnements à forts enjeux. Un ajustement de conception permettant de limiter la fatigue ou d'améliorer la visibilité peut sauver des vies. C'est pourquoi les cabines modernes sont pressurisées et climatisées dans le but de réduire la poussière et le bruit. Elles sont également équipées de sièges ergonomiques, de lignes de visibilité dégagées et de commandes limitant les efforts afin de réduire la fatigue de l'opérateur et d'aider les équipes à rester vigilantes lors des longues périodes de travail. Les contraintes logistiques exigent également que de nombreuses machines volumineuses soient conçues selon une architecture modulaire permettant de les démonter en sections transportables conformes à la réglementation routière, pouvant être rapidement réassemblées sur site.

Scott Riddle, ingénieur senior en machines-outils chez Vermeer, souligne que son équipe s'appuie sur des fonctions clés de SOLIDWORKS, telles que l'analyse structurelle et la modélisation multi-configuration, pour optimiser les conceptions. « Nous devons respecter un poids maximal tout en tenant compte de la répartition du poids entre le semi-remorque et les pneus », explique-t-il. Le respect des contraintes de transport est une nécessité absolue pour les équipements lourds. Grâce à SOLIDWORKS, l'équipe ajuste avec précision le centre de gravité de la machine lors de la phase de conception pour répondre à ces impératifs.

Pour éviter des erreurs qui pourraient leur coûter des millions de dollars, des entreprises telles que Vermeer tirent parti de la simulation avancée et de la technologie des jumeaux numériques pour concevoir leurs grandes machines. Bien avant la construction d'un prototype physique, les ingénieurs créent des modèles virtuels de l'équipement qu'ils soumettent à des tests de simulation de contraintes, de charges et de conditions d'utilisation. Détecter un défaut de conception potentiel au début de la phase numérique peut permettre de réaliser d'énormes économies. En effet, les problèmes identifiés lors de la phase conceptuelle/de conception dans le cadre de la simulation coûtent bien moins cher à résoudre que les problèmes repérés après la fabrication.

L'intégration par Vermeer de SOLIDWORKS et des plates-formes qui l'accompagnent a permis d'obtenir des résultats mesurables. Les cycles de conception ont été raccourcis grâce à la modélisation paramétrique et à la possibilité de réutiliser des composants dans plusieurs projets. Des flux de travail automatisés pilotent désormais les révisions de conception et la gestion des modifications techniques, ce qui réduit les erreurs et permet de gagner du temps.

La communication entre les équipes d'ingénierie, de fabrication et de rédaction technique s'est améliorée, garantissant la cohérence tout au long du cycle de vie du produit. La société a également renforcé la rigueur organisationnelle dans la gestion des données techniques, des processus et du cycle de vie des produits grâce à 3DEXPERIENCE, qui a offert un environnement de développement plus performant et plus fiable.

« Nous voulions une plate-forme fonctionnant sur le cloud et nous souhaitions pouvoir intégrer différentes unités commerciales et répliquer ces processus à l'échelle mondiale. La plate-forme 3DEXPERIENCE nous a fourni les fonctionnalités dont nous avions besoin pour nous développer en tant que société et pour continuer à gagner en efficacité », explique M. Johnson avec enthousiasme.

Pour Vermeer, SOLIDWORKS et la plate-forme 3DEXPERIENCE ne sont pas seulement des outils de développement de produits ; ils constituent également la pierre angulaire d'une transformation numérique plus vaste. Ils aident les ingénieurs à se concentrer sur la résolution de problèmes concrets tout en offrant à l'entreprise la capacité d'évoluer selon ses ambitions de croissance.

Mark Cooper, vice-président en charge de la qualité et de la fiabilité des produits, souligne que dans le cadre de la transition de Vermeer, SOLIDWORKS a permis à l'équipe de travailler plus efficacement tout en répondant à des exigences plus élevées en matière de conception et de performances. Il conclut : « Lorsque j'ai commencé, Vermeer n'était pas aussi développé. SOLIDWORKS a évolué avec nous, en nous offrant les outils nécessaires pour répondre aux besoins de nos clients et de nos équipes internes. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles nous avons pu progresser. »