Vélizy-Villacoublay, novembre 2015

L’usine John Deere d’Arc-les-Gray, filiale de Deere & Company, est située dans une région de France qui possède des racines agricoles profondes. Le site, qui s’étend sur près de 14 hectares et emploie 440 personnes, fabrique des presses à balles rondes ou carrées, des faucheuses-conditionneuses et des chargeurs frontaux pour tracteurs.

Il exporte sa production vers plus de 70 pays, principalement en Europe mais aussi aux États-Unis, en Nouvelle- Zélande, en Australie et au Japon. « Notre usine a un grand rayonnement international, mais elle repose sur de solides fondations locales. », commente Sylvain Munier, directeur de l’ingénierie de fabrication, avant d’ajouter que les origines de l’usine remontent à 1848, date à laquelle la famille Thiébaud a fondé son entreprise de construction de moissonneuses.

John Deere est l’un des leaders du marché des presses à balles rondes et un acteur majeur dans les autres secteurs, tels que celui des faucheuses-conditionneuses et des chargeurs frontaux.

Sylvain Munier explique : « L’esprit d’innovation est très présent sur notre site. Ces dix dernières années, plus de 245 demandes de brevet ont été déposées pour protéger nos produits et notre technologie. Un nouveau type de presse à balles rondes, unique en son genre et qui permet un réel gain de productivité, est protégé par plus de 30 brevets. »

Un délai très court, exigeant une programmation hors ligne

L’usine réalise principalement des opérations de pliage et de découpe au laser de tôles ; de soudage manuel ou robotisé sous atmosphère inerte de pièces de châssis, de barres d’attelage, de rotors et d’autres composants ; ainsi que de peinture et d’assemblage.

Elle exploite actuellement 25 robots, un nombre qui augmente chaque année pour accompagner le développement de la gamme de produits de l’entreprise. « Fin 2013, nous avons enrichi notre série 400 d’une nouvelle presse à balles rondes à chambre fixe, qui devait être disponible début 2014. Ce projet nécessitait l’installation de trois nouveaux robots. », raconte Sylvain Munier.

La date de disponibilité fixée pour cette nouvelle presse étant très proche, elle ne laissait qu’un délai extrêmement court entre la livraison des nouveaux robots et le début de la production. Attendre l’arrivée des robots pour commencer leur programmation eut été impossible, car les programmes de soudage étaient relativement complexes, avec des cycles d’une durée comprise entre 45 minutes et une heure. « Le délai était beaucoup trop court. Nous n’avions que trois mois pour commencer la production. », se souvient Sylvain Munier.

« Pour accélérer le processus, nous avons décidé de programmer les robots hors ligne, avant même leur installation. », poursuit-il. Toutefois, à l’époque, l’usine ne disposait d’aucun logiciel de programmation hors ligne. Elle était cependant équipée d’un environnement d’usine numérique étendu, composé de logiciels de CAO, de FAO, de conception d’usine et de simulation de fabrication.

« Chez John Deere, tous les logiciels sont gérés au niveau mondial. Ils respectent les normes en vigueur dans la société. Cela fait longtemps que John Deere utilise des outils de PLM (gestion du cycle de vie des produits) développés par Siemens PLM Software. », commente Sylvain Munier. La société utilise en effet FactoryCAD et FactoryFLOW, deux logiciels de la gamme Tecnomatix.

Choix d’une solution de programmation

Un comité de réflexion fut alors créé, composé des spécialistes de l’usine française et de représentants d’autres sites de la société. Sylvain Munier était particulièrement intéressé par l’avis des experts du centre de compétences John Deere spécialisé dans la tôlerie et le soudage, situé au siège social de l’entreprise, à Moline, dans l’Illinois. Le comité comprenait également des représentants des usines John Deere de Moline et d’Horicon (Wisconsin) qui procédaient  déjà à la programmation hors ligne de leurs robots, ainsi que des membres du service Conception de John Deere situé en Inde.

En l’espace d’une semaine, le comité étudia l’offre de tous les fournisseurs potentiels. Trois furent sélectionnés pour des tests d’utilisation comparatifs de leur logiciel sur un robot existant. C’est RobotExpert, de la gamme Tecnomatix de Siemens PLM Software, qui répondit le mieux aux critères de sélection, et John Deere signa un contrat pour l’utilisation de licences flottantes du logiciel dans le monde entier.

RobotExpert s’est révélé facile à apprendre et à utiliser. Un nouvel employé, fraîchement diplômé d’une école de soudage, a même réussi à modéliser une cellule robotique et à créer le programme de fabrication d’une pièce en utilisant simplement les tutoriels en ligne et la version de démonstration du logiciel. Aujourd’hui, deux programmeurs créent leurs programmes à l’aide de RobotExpert et non plus en guidant manuellement pas à pas les bras du robot.

Les avantages de RobotExpert dans l’usine virtuelle

L’usine John Deere d’Arc-lès-Gray a significativement réduit ses délais de production depuis qu’il est possible de préparer la programmation sans attendre l’installation des robots. Auparavant, il fallait une semaine pour programmer manuellement un robot en utilisant son terminal de programmation point par point. Grâce à RobotExpert, ce délai a été réduit à deux ou trois jours, dont une journée au maximum pour les tests physiques et les ultimes ajustements.

RobotExpert permet à John Deere d’utiliser l’ingénierie simultanée pour la conception de ses nouveaux produits. Les processus de fabrication peuvent être simulés dès que les modèles de conception 3D sont disponibles. Il est désormais possible, très tôt dans le cycle de développement, de détecter les problèmes de fabrication et de choisir les robots de soudage, leurs capacités et le nombre de postes de travail. En outre, RobotExpert permet de réaliser des études préliminaires en vue de définir les meilleurs processus de production, d’évaluer avec précision les investissements requis, d’estimer correctement les coûts et de valider la capacité de production de l’usine.

« Pour ce qui est des robots déjà en place, lorsque l’on apporte une petite modification à une pièce, il n’est plus nécessaire d’arrêter longtemps la production pour reprogrammer le robot concerné. », remarque Sylvain Munier. « Il suffit de préparer le programme virtuellement, puis d’interrompre brièvement la production pour le charger et le valider. »

L’usine contrôle désormais un plus grand nombre de ses robots avec RobotExpert, à commencer par les plus utilisés. Quant à Sylvain Munier, il prépare l’étape suivante, celle de la simulation dynamique des processus robotiques en vue d’analyser et d’optimiser le flux des pièces dans l’atelier. « Nous souhaitons maintenant simuler la totalité d’un processus de production robotisée plus complexe, combinant plusieurs robots travaillant en collaboration : robots de soudage, robots de pliage et robots de manutention, explique-t-il. Notre but ultime est de pouvoir programmer nos robots de manière à ce qu’ils soient capables de fabriquer une pièce prête à l’emploi. »

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