Vermeer redefine a inovação em máquinas pesadas

Desenvolver, projetar e fabricar maquinário industrial e agrícola de grande porte significa lidar com complexidade em todos os aspectos. Os engenheiros de equipamentos industriais devem integrar de forma ininterrupta sistemas mecânicos em grande escala (estruturas de aço e sistemas de transmissão), sistemas hidráulicos de baixa tolerância, componentes eletrônicos avançados e controles de software complexos em uma única máquina, com cada subsistema se comunicando suavemente para fornecer grande potência e controle preciso. Além disso, todos os sistemas e componentes, desde sensores até soldas estruturais, devem ser construídos para enfrentar no campo adversidades como vibração constante e cargas de choque, calor extremo, poeira e lama difundida e muito mais. Superar esses desafios requer uma engenharia disciplinada, ferramentas de projeto avançadas e uma cultura de melhoria contínua. Desde o início, o compromisso da Vermeer Corporation com a precisão e a inovação tem sido uma constante.

A Vermeer construiu sua reputação com base em um princípio orientador: Deve ter um jeito melhor de fazer isso. Desde a enfardadeira redonda de feno que revolucionou a agricultura até as perfuradoras direcionais horizontais que tornaram possível a instalação de fibra subterrânea, a fabricante de equipamentos de Iowa desenvolve máquinas de forma consistente para resolver problemas reais. Desde a sua primeira máquina, um guincho mecânico para carroças que facilitou e agilizou o carregamento de milho, até mais de 100 modelos em produção e uma crescente presença global na América Latina, Europa, Oriente Médio, África, Ásia e Australásia, atualmente a Vermeer enfrenta os desafios de projetar eficientemente máquinas complexas com milhares de componentes, gerenciar cargas regulatórias cada vez maiores e fornecer soluções de equipamentos confiáveis e inovadoras para clientes em todo o mundo.

Para atender às demandas, a Vermeer conta com o software SOLIDWORKS® 3D CAD da Dassault Systèmes e com a plataforma 3DEXPERIENCE®, que permite melhorar a colaboração, acelerar os ciclos de projeto, gerenciar dados e manter a qualidade, mantendo o ritmo do crescimento da empresa.

Engenharia para melhor desempenho

O portfólio de produtos Vermeer inclui equipamentos altamente complexos, como brocas direcionais horizontais, máquinas que integram sistemas hidráulicos, eletrônicos e de controle em montagens que podem facilmente exceder 10.000 peças.

“Usamos o SOLIDWORKS para projetar nossa broca média, uma máquina muito complexa com muitos componentes hidráulicos e elétricos. Ela é usada para instalar cabos utilitários para linhas telefônicas, linhas elétricas e fibra óptica em todo o mundo”, explica Greg Johnson, gerente analista de sistemas da Vermeer.

A broca média altamente inovadora tem recursos avançados que ajudam os operadores a tomar decisões precisas para evitar tubulações de água ou esgoto durante a perfuração. A Vermeer usa o SOLIDWORKS para projetar todos os aspectos, desde os principais componentes estruturais até os menores detalhes mais complexos da máquina. Na verdade, o SOLIDWORKS é a única plataforma usada pela Vermeer para todo o trabalho de projeto mecânico em CAD.

“Uma das vantagens de trabalhar com o SOLIDWORKS é nossa capacidade de reutilizar componentes em vários modelos diferentes [de máquina]”, continua Johnson. “E muitos desses componentes podem ser reutilizados de uma broca para outra. Como o SOLIDWORKS usa modelagem paramétrica, os engenheiros podem redimensionar um projeto existente para uma máquina diferente apenas atualizando a geometria subjacente. Quando um componente é atualizado no SOLIDWORKS, essa alteração se propaga automaticamente por cada montagem em que a peça é usada, o que economiza tempo significativo e reduz o risco de erros de projeto.” 

Com o crescimento da Vermeer, surgiu um aumento nos dados dos produtos e na complexidade do projeto com as quais as ferramentas tradicionais não podiam mais lidar com eficiência. Harold Sullivan, diretor de gerenciamento do ciclo de vida do produto da Vermeer, descreve como os sistemas fragmentados costumavam promover a ineficiência: “Usamos 53 ferramentas diferentes para gerenciar um projeto, com 20 locais diferentes para armazenar informações e 25 subprocessos vinculados a uma única atividade.”

A plataforma 3DEXPERIENCE da Dassault Systèmes foi selecionada para unificar processos e criar uma única fonte de verdade para dados de engenharia e fabricação. Ao migrar para um sistema baseado em nuvem, a Vermeer obteve escalabilidade e atualizações regulares sem a interrupção de longos upgrades de software. “[A atualização manual do SOLIDWORKS] levou cerca de oito meses. Foram necessárias centenas de horas de trabalho para realizar essa atualização”, relembra Sullivan. “Nesse mesmo período, nossa plataforma 3DEXPERIENCE em nuvem foi atualizada três vezes [automaticamente] sem praticamente nenhum esforço de nossa parte.”

Além da eficiência, a 3DEXPERIENCE proporcionou uma estrutura para a disciplina organizacional. Os engenheiros agora trabalham com controles de mudança de produto definidos, sistemas de classificação de peças e regras de gerenciamento de configuração. Em vez de criar peças duplicadas, os engenheiros podem pesquisar atributos como tamanho do ventilador, contagem de lâminas ou orientação do hub para encontrar rapidamente o que precisam. O resultado é menos peças redundantes, custos de inventário mais baixos e projetos mais consistentes em todas as linhas de produtos.

Ao implementar o gerenciamento do ciclo de vida do produto 3DEXPERIENCE, a Vermeer estabeleceu uma base para a colaboração global e o gerenciamento de dados padronizados e possibilitou a escalabilidade de longo prazo, tudo isso mantendo o SOLIDWORKS no centro de seu processo de projeto.

Os operadores de equipamentos de grande porte geralmente trabalham por longas horas em ambientes de alto risco. Um ajuste de projeto que reduz a fadiga ou melhora a visibilidade pode salvar vidas. Portanto, as cabines modernas são pressurizadas e com controle de temperatura para redução de poeira e ruído. Elas também têm assentos ergonômicos, linhas de visão claras e controles de baixo esforço para reduzir a fadiga do operador e ajudar a manter as equipes alertas em turnos longos. As restrições logísticas exigem ainda que muitas máquinas grandes sejam criadas com designs modulares que se desmontam em seções para transporte legal em estradas e remontagem rápida no local.

Scott Riddle, engenheiro sênior de ferramentas de máquina da Vermeer, observou que sua equipe depende dos principais recursos do SOLIDWORKS, como análise estrutural e modelagem de várias configurações, para otimizar projetos. “Precisamos manter um determinado peso máximo ao considerar a distribuição de peso no semirreboque em comparação com os pneus”, explica. Atingir os limites de envio nunca é uma boa opção com máquinas grandes. Com o SOLIDWORKS, a equipe ajusta com precisão o centro de gravidade da máquina durante a fase de projeto para atender a essas restrições.

Para evitar erros que custam milhões de dólares, empresas como a Vermeer usam a simulação avançada e a tecnologia de gêmeos digitais no projeto de máquinas grandes. Muito antes de criar um protótipo físico, os engenheiros criam modelos virtuais do equipamento que são expostos a situações simuladas de tensão, cargas e uso. A detecção de uma possível falha no projeto no início da fase digital pode trazer grandes economias, pois os problemas encontrados durante a fase de conceito/projeto na simulação são muito mais econômicos de corrigir do que os problemas identificados após a fabricação.

A integração da Vermeer com o SOLIDWORKS e suas plataformas de suporte proporcionou resultados mensuráveis. Os ciclos de projeto são mais rápidos graças à modelagem paramétrica e à capacidade de reutilizar componentes em vários projetos. Os fluxos de trabalho automatizados agora geram análises de projeto e gerenciamento de alterações de engenharia, o que reduz erros e economiza tempo.

A comunicação entre as equipes de engenharia, fabricação e redação técnica melhorou, garantindo o alinhamento durante todo o ciclo de vida do produto. A empresa também desenvolveu uma disciplina organizacional maior no gerenciamento de dados de produtos, processos e gerenciamento do ciclo de vida com o 3DEXPERIENCE, o que criou um ambiente de desenvolvimento mais eficiente e confiável.

“Queríamos uma plataforma que funcionasse na nuvem, então queríamos ser capazes de integrar diferentes unidades de negócios e replicar esses processos globalmente. A plataforma 3DEXPERIENCE forneceu a funcionalidade necessária para crescermos como empresa e continuarmos a ser mais eficientes”, conta Johnson.

Para a Vermeer, o SOLIDWORKS e a plataforma 3DEXPERIENCE não são simplesmente ferramentas de desenvolvimento de produtos, mas a espinha dorsal de uma transformação digital mais ampla. Eles permitem que os engenheiros se concentrem na solução de problemas do mundo real e, ao mesmo tempo, tenham a capacidade de dimensionar de acordo com as ambições de crescimento da empresa.

Mark Cooper, vice-presidente de qualidade e confiabilidade de produtos, enfatizou que, à medida que a Vermeer crescia, o SOLIDWORKS permitiu que a equipe trabalhasse de forma mais eficiente, ao mesmo tempo que atendia às crescentes demandas de projeto e desempenho. Ele conclui: “Quando comecei, a Vermeer era bem menor. O SOLIDWORKS cresceu conosco, oferecendo as ferramentas para fornecer o que nossos clientes e equipes internas precisavam. É uma das principais razões pelas quais fomos capazes de dar os próximos passos.”