CLAAS Tractor

L’AXION 900 TERRA TRAC de CLAAS est une nouvelle ligne de produits qui intègre un système d’entraînement à chenilles arrière et deux roues motrices à l’avant. Premier tracteur semichenillé à suspension intégrale disponible sur le marché, il associe le confort d’un tracteur standard et les avantages d’un tracteur à chenilles en termes de motricité et de protection des sols. La large surface de contact des chenilles au sol réduit le tassement du sol, ce qui favorise la fertilité des terres et augmente le rendement des récoltes de manière plus durable.

Fabriqué en France dans l’usine de CLAAS Tractor au Mans, l’AXION 900 TERRA TRAC est la première machine issue de la chaîne de montage entièrement modernisée. CLAAS Tractor, qui fabrique environ 8 000 tracteurs par an pour le groupe CLAAS, a considérablement remanié son usine afin d’améliorer la qualité des produits, augmenter la production et gérer une complexité croissante. « Auparavant, l’usine était assez sombre, avec des postes de travail relativement encombrés où les opérateurs attendaient que les pièces arrivent sur la chaîne de montage », explique Etienne Bourasseau, directeur industriel chez CLAAS Tractor. « Aujourd’hui, les postes de travail sont bien plus ouverts, ergonomiques et spacieux. Nous offrons désormais les meilleures conditions de travail possibles et pouvons garantir les plus hauts niveaux de qualité de service. »

L’usine du Mans est aujourd’hui l’un des sites de production de tracteurs les plus modernes d’Europe, labélisée en France « Vitrine Industrie du Futur » par l’organisme national Alliance Industrie du Futur, en collaboration avec le ministère de l’Industrie. « Ce prix démontre que notre ligne d’assemblage est à la pointe de la technologie et que nous avons mis en place le dispositif nécessaire pour livrer un produit de haute qualité, fabriqué en France, au juste prix », déclare Etienne Bourasseau. « Cela envoie à nos clients un message très fort qui va de pair avec l’image premium de nos produits, mais aussi de nos méthodes opérationnelles. »

La modélisation 3D et la simulation virtuelle sont au coeur de la modernisation de l’usine CLAAS Tractor. Utilisateur de longue date de CATIA, l’application de conception de Dassault Systèmes, l’entreprise a adopté la plateforme 3DEXPERIENCE® et ENOVIA pour assurer la continuité numérique entre ses services. En même temps, elle a choisi DELMIA pour la modélisation virtuelle de sa chaîne de montage afin d’améliorer la qualité des produits, augmenter la production et gérer sa gamme de produits de plus en plus complexe et diversifiée.

CLAAS Tractor a modélisé son usine en parallèle du développement de l’AXION 900 TERRA TRAC, la première machine conçue et produite à l’aide de la plateforme 3DEXPERIENCE. « L’usine du futur doit prendre en compte les produits de demain qui n’ont pas encore été imaginés », affirme Etienne Bourasseau. « C’est la première fois que nous intégrons des chenilles à notre ligne d’assemblage. Les aperçus 3D sur la plateforme nous ont permis de voir comment le procédé, jusqu’alors pensé pour des tracteurs à quatre roues, pouvait être adapté à un nouveau modèle de tracteur à chenilles. »

En développant le nouveau modèle virtuel en 3D, les concepteurs et les ingénieurs ont pu en évaluer sa faisabilité et installer la chaîne de montage avant la production. « La 3DEXPERIENCE a joué un rôle clé lorsque l’usine a été modélisée, puisque tout ce qui concerne la production, comme les outils de levage et de serrage, a été validé virtuellement », explique Nathan Dufourg, ingénieur architecte chez CLAAS Tractor. « Nous avons pu adapter notre conception au nouvel équipement de l’usine. Par exemple, les chenilles arrière de l’AXION 900 TERRA TRAC ont transformé l’architecture du tracteur. Les chenilles étant plus longues que des pneus, nous avons dû déplacer le réservoir au-dessus des chenilles, à côté de la cabine. Il faut le soulever pour le fixer au tracteur. Grâce à la modélisation de la nouvelle usine, nous avons pu nous assurer que c’était possible. »

Fabriquer des machines pour des clients internationaux apporte son lot de défis. « Le marché des tracteurs agricoles est difficile et diversifié, avec des demandes variées provenant d’Europe, d’Asie et d’Amérique du Nord », explique Etienne Bourasseau. « Nous devons gérer la saisonnalité du marché et les variations de commandes. Les technologies intégrées à nos produits sont aussi de plus en plus complexes. »

Lors de la mise en oeuvre de sa nouvelle plateforme technologique, l’un des principaux objectifs de l’entreprise était de trouver un meilleur moyen de gérer la complexité croissante de ses produits afin de répondre mieux et plus rapidement aux demandes de chaque client, tout en réduisant la charge de travail de ses opérateurs. « Nous produisons rarement deux fois le même tracteur dans l’année », affirme Franck Bruneau, architecte en procédés industriels chez CLAAS Tractor. « Nous pouvons avoir 20 modèles différents sur la même chaîne de montage, avec plus de 300 options existantes pour chaque modèle. Cela signifie que nous créons chaque jour des combinaisons d’assemblage uniques. La plateforme 3DEXPERIENCE était le seul moyen d’anticiper l’intégration d’options spécifiques et de planifier les procédés en amont. »

Avec la 3DEXPERIENCE, CLAAS Tractor peut désormais personnaliser ses produits très tôt dans le processus de développement et expliquer comment les gérer sur la chaîne de montage. « Sur la plateforme, on peut visualiser le tracteur personnalisé de chaque client dans sa configuration finale, ainsi que son processus d’assemblage spécifique. C’est très simple », commente Marc Dassé, technicien en procédés industriels chez CLAAS Tractor.

Les fonctions de simulation de DELMIA permettent aux ingénieurs de déterminer la méthode de fabrication de chaque produit et signaler tout problème avant qu’il ne survienne. « La plateforme nous permet de simuler, vérifier et optimiser les divers scénarios d’assemblage en fonction des différentes options », ajoute Etienne Bourasseau. « Nous pouvons ensuite vérifier que chaque combinaison ne posera aucune difficulté lors du processus d’assemblage. Cela nous permet également de contrôler que le produit est compatible avec les procédés à chaque poste de travail. »

Avec son équipe, Franck Bruneau définit les procédés de fabrication de chaque tracteur. Depuis l’utilisation de la 3DEXPERIENCE et des fonctions collaboratives d’ENOVIA, ils planifient plus facilement, collaborent plus efficacement avec la R&D et réduisent les erreurs de manière significative. « Les ingénieurs en procédés peuvent co-concevoir le produit avec les designers, anticiper les assemblages et améliorer la qualité des procédés et des produits », explique Franck Bruneau.

La collaboration étroite entre les procédés et la conception est d’autant plus essentielle que le bureau d’études est basé à Vélizy-Villacoublay, soit à 200 kilomètres de l’usine du Mans. « La plateforme permet de partager les données dans un environnement unique et rassemble les collaborateurs du bureau d’études, des procédés et de l’usine, basés sur des sites différents », précise Franck Bruneau. « Elle améliore la communication et nous aide à travailler ensemble sur la conception produit-procédé. »

Le bureau d’études a créé l’AXION 900 TERRA TRAC et partagé le modèle 3D avec l’équipe d’ingénierie des procédés au Mans. Celle-ci a pu tester l’assemblage du nouveau tracteur sur la chaîne de montage modélisée et signaler toute incohérence au bureau d’études. La mise en place de la continuité numérique tout au long du cycle de vie du produit permet à chacun de remplir ses fonctions de façon optimale et de produire chaque machine « bon du premier coup ».

« La continuité numérique est pour nous un véritable atout », affirme Etienne Bourasseau. « Elle fait le lien entre le bureau d’études et l’opérateur qui suit les instructions de montage. La plateforme permet de vérifier que la conception est adaptée au montage et conforme aux exigences industrielles, ergonomiques et de qualité tout au long du cycle de développement de nos tracteurs. »

Les modèles 3D sont désormais utilisés dans tous les départements de CLAAS Tractor. « La plateforme 3DEXPERIENCE permet d’utiliser la 3D à tous les niveaux de l’entreprise », explique Franck Bruneau. « Immergés virtuellement dans leur futur environnement de travail, les opérateurs comprennent l’assemblage du futur produit et la façon dont ils utiliseront leur équipement. Le directeur de l’usine peut prendre des décisions éclairées concernant le matériel et sa maintenance. Et le client peut voir le produit qu’il a commandé, avec toutes les options, avant même qu’il ne soit produit. »

Le jumeau virtuel à la fois des produits et de l’usine contribue à garantir que chaque composant peut être monté dans l’usine du Mans avec les équipements existants et fonctionnera sur le tracteur fini. « Nous modélisons en 3D les différentes pièces du tracteur telles que la tôle, les conduites hydrauliques et les câbles électriques », explique Nathan Dufourg. « Nous partageons ce modèle 3D avec l’usine pour être sûrs à 100 % que les pièces peuvent être assemblées. Au bureau d’études, nous utilisons CATIA pour créer les pièces du tracteur. En architecture produit, nous nous servons beaucoup de la fonction Mechanical Systems Design, qui permet de représenter la cinématique du tracteur. Nous pouvons ainsi créer des pièces mobiles en 3D et nous assurer qu’elles ne touchent pas d’autres éléments du tracteur en marche. »

Grâce à cette approche, le bureau d’études gère efficacement les modifications et corrige rapidement les erreurs. « En tant qu’architectes, nous utilisons aussi la fonction filtre volumique », ajoute Nathan Dufourg. « Par exemple, lorsqu’un problème de montage ou un dommage est signalé, nous devons modifier une pièce. Le filtre volumique met en évidence la zone autour de la pièce affectée. Ensuite, la plateforme affiche la nomenclature de la zone pour n’omettre aucune option et éviter les interférences avec les pièces voisines. »

Remplacer les processus papier en 2D par la modélisation en 3D a complètement révolutionné la façon dont les opérateurs de l’usine CLAAS Tractor travaillent. « Auparavant, nous réalisions un prototype de tracteur dans une zone “école” pour décrire en 2D les procédés de montage associés, puis les classions par dossier en fonction de la nomenclature du produit », explique Marc Dassé. « Nous utilisions cette documentation 2D aussi pour former les opérateurs et mettre à jour les instructions de montage. Actualiser les procédés était très complexe. Avec la 3DEXPERIENCE, nous pouvons anticiper les opérations de montage grâce à des vues d’ensemble et effectuer des tests d’assemblage avant même de recevoir les pièces et sans aucun prototype, ce qui est très apprécié des opérateurs. »

Désormais, il est bien plus facile pour CLAAS Tractor de former ses opérateurs et les préparer au montage des nouveaux modèles. « Aujourd’hui, avec DELMIA, nous avons une longueur d’avance », affirme Marc Dassé. « Je peux parcourir en détail le processus de fabrication des tracteurs. Les opérateurs sont formés et comprennent les procédés d’assemblage avant l’existence physique du tracteur. »

Partager les modèles virtuels de la nouvelle usine et des futurs tracteurs a également contribué à l’implication des opérateurs dans la transformation numérique de l’entreprise. « L’AXION 900 TERRA TRAC a été conçu pour être assemblé sur la future chaîne de montage, mais les opérateurs ne parvenaient pas à imaginer le futur procédé », relate Marc Dassé. « En découvrant le tracteur et l’usine modélisés en 3D, ils ont vite réalisé que la nouvelle approche serait plus claire et plus fluide. »

Fort du succès de cette implémentation, CLAAS Tractor envisage d’étendre ses nouvelles capacités à d’autres organisations du groupe CLAAS.

« Il s’agit d’un projet pilote qui sera déployé dans d’autres usines du groupe CLAAS impliquant un bureau d’études », déclare Franck Bruneau. « Cette expérience a permis d’innover chez CLAAS Tractor, de connecter les différents services autour des mêmes données et d’anticiper la production plutôt que la subir. »

« Pour résumer cette transformation, je dirais qu’il a été question de passion, de nouveaux outils stimulants, d’ouverture à des solutions innovantes, mais surtout de concrétiser notre objectif de servir le client avec les meilleurs produits », conclut Etienne Bourasseau.