Fonctionner à plein régime avec le PLM

Experts de moteurs électriques

Johnson Electric est un groupe chinois dont l'activité principale est la production de moteurs électriques pour différentes applications, des petits moteurs pour outils électriques et PC, aux plus grands modèles destinés aux appareils électroménagers et aux automobiles. Le groupe se compose de plusieurs sociétés, dont Gate S.r.l. (Gate), qui collabore avec les principaux équipementiers automobiles, notamment Ford, BMW, Jaguar, Renault, PSA, GM, VW, Fiat, Mercedes et Ferrari, à la fois directement et par l'intermédiaire des fabricants de radiateurs sur lesquels les moteurs sont montés. La société Gate a été créée en 1978 en tant qu'entreprise italienne, puis est devenue une entreprise américaine en 1985. En 2000, la société a été rachetée par Johnson Electric.

Au cours de ces décennies, l'activité de Gate n'a pas changé, bien que l'entreprise ait adopté des approches différentes. "Aujourd'hui, les moteurs sont fabriqués dans la société mère en Chine à partir de la conception de Gate", explique Marco Davino, qui est responsable de l'ingénierie du développement de produits et de l'organisation des processus au sein du département des Méthodes et développement logiciel de l'entreprise. "Gate acquiert la commande et sert d'interface avec le client pour toutes les activités d'ingénierie, les contrôles de fabricabilité des nouveaux moteurs, la gestion des modifications et le contrôle de la qualité, ainsi que la révision des coûts. Ensuite, l'usine d'Asti assemble les moteurs expédiés de Chine pour les ventilateurs livrés par les fournisseurs ou conçus en interne. L'étape d'assemblage est essentielle pour garantir des performances et une efficacité adaptées."

Gate développe une dizaine de nouveaux produits chaque année et fabrique des millions de pièces qui doivent passer des tests sévères en termes de contraintes thermiques et dynamiques, ainsi que de résistance à l'humidité et au brouillard salin. "Notre cycle de développement de produits peut prendre deux à trois ans", explique M. Davino. "Nous devons répondre aux besoins de chaque client en matière de refroidissement, avec des solutions sur mesure pour la ventilation, le câblage et les itinéraires de tuyauterie." "Notre objectif est d'optimiser les performances aux niveaux électromagnétique, de dynamique des fluides et structurel, tout en atteignant un objectif de prix approprié pour un marché très sensible aux coûts", explique M. Davino.

Processus structuré basé sur la CAO et le PLM

Chez Gate, l'étape la plus critique concerne le début du cycle de développement du produit, lorsque la plupart des lignes directrices, des délais et des coûts sont définis et doivent ensuite être respectés. "Les clients nous donnent très peu de spécifications et exigent une étude de faisabilité et une proposition dans un délai très court", explique M. Davino. "Notre étude initiale est basée sur l'expérience et sur les similitudes vis-à-vis de conceptions antérieures, de sorte que nous pouvons fournir au client une étude de faisabilité et une estimation des coûts assez précises. Lorsque le client passe commande, le contrat de fourniture proprement dit est signé, définissant l'étendue de l'approvisionnement, les volumes, le calendrier et d'autres aspects."

Le processus passe ensuite à la deuxième étape, la plus importante, qui comprend des tâches de validation de la conception pour définir les objets, dessiner les pièces, développer les moules et les géométries, et lancer des essais précis pour valider les différentes pièces. "Ce procédé s'applique aux composants électroniques, aux matériaux plastiques, aux objets de forme complexe et aux pièces électromagnétiques", ajoute M. Davino. "Nous utilisons un processus itératif d'essai et de conception pour parvenir à un raffinement progressif. Lorsque le produit répond aux exigences du client, plusieurs échantillons sont également validés à bord du véhicule réel. Enfin, les documents de fabrication sont publiés, activant la séquence des fournisseurs, des lignes de production et de l'industrialisation qui aboutit à la production de l'objet réel, jusqu'à la livraison finale au client."

Le processus décrit ci-dessus nécessite une gestion des modifications efficace (les modifications ayant des coûts différents selon l'étape du cycle de vie où elles sont exécutées) et une traçabilité complète de chaque pièce, y compris la capacité de remonter jusqu'au lot de production spécifique en cas de problèmes dans le véhicule. Gate ne peut donc pas se passer des technologies de conception assistée par ordinateur (CAO) ni de la gestion du cycle de vie des produits (PLM).

Après une première expérience avec la CAO 2D, l'entreprise s'est tournée vers la 3D, en adoptant le logiciel NX™ de Siemens Digital Industries Software. L'entreprise a choisi cette solution CAO en se basant sur l'expérience de Pratt & Whitney et de McDonnell Douglas qui, à l'époque, faisaient partie du même groupe industriel que Gate. Après avoir formé le personnel au passage de la 2D à la 3D et converti l'ancienne base de données 2D, Gate a étendu les technologies de l'information (TI) à l'atelier mécanique, en introduisant l'une des premières installations de fabrication assistée par ordinateur (FAO) en Italie, avec un module encore utilisé aujourd'hui. "Surtout, se souvient M. Davino, nous avons mis en place une structure de flux de travail de base avec trois niveaux signature, afin de gérer et de suivre les modifications, ainsi que de créer un processus d'autorisation, de contrôle, de vérification et d'approbation des dossiers, conforme au système de certification."

Une nouvelle phase a débuté en 2001, lorsque Gate a décidé de publier tous les documents uniquement par voie électronique, afin qu'ils soient facilement accessibles à toutes les sociétés du groupe dans le monde entier. "Avec un système aussi étendu et diversifié, utilisant différents progiciels de CAO pour répondre aux exigences de nombreux équipementiers automobiles, ainsi que des logiciels de FAO, des flux de travail et des fichiers distribués au format électronique, nous avions besoin d'un bond de la qualité dans la gestion des données pilotée par le PLM", explique M. Davino. "Nous avons attendu que Teamcenter devienne disponible car nous avons trouvé en Teamcenter une solution à tous nos besoins : compatibilité avec différents progiciels CAO (avec échange de fichiers), excellents flux de travail, codes internationaux et locaux pour relier les produits à la planification des ressources de l'entreprise (ERP), publication des images de produits au format PDF, et bien d'autres choses encore."

Teamcenter au cœur de l'organisation

Le logiciel Teamcenter®, également possédé par Siemens Digital Industries Software, a été largement déployé au sein de Gate. Outre la gestion des modifications, cette solution a été étendue à la mise en plan, notamment aux notifications d'approbation des fichiers ainsi qu'à l'accessibilité des informations relatives aux fichiers grâce à des fonctions de publication automatisées. Dans le même temps, les procédures d'ordre de modification de l'ingénierie (ECO) ont été normalisées et l'ensemble de la structure de la base de données a été réorganisée.

"Si nous relions également les nomenclatures au système," poursuit M. Davino, "nous obtenons une nomenclature d'ingénierie, qui devient la première pierre du système ERP qui génère la facture de processus. Nous avons également mis en place la gestion des fiches techniques et des composants normalisés, en appliquant des règles de classification et de normalisation pour les composants mécaniques et standard. Enfin, comme nous pouvons gérer les matériaux en tirant parti d'une structure de données complète, chaque article est en réalité un élément de la nomenclature, qui est absolument complète."

Gate a personnalisé la gestion des dossiers dans Teamcenter afin de pouvoir rassembler tous les documents techniques dans le système, et pas seulement les fichiers d'ingénierie. Les certifications, les rapports de tests et les révisions de conception sont désormais stockés dans Teamcenter sous la forme d'un référentiel unique qui peut être utilisé pour deux raisons : le développement de projets et le développement de produits. "Un autre avantage de ce modèle est que chaque document n'est pas publié plusieurs fois, mais simplement associé à un ou plusieurs projets."

Il y a plusieurs années, de nouveaux besoins sont apparus dans le domaine de la gestion des exigences. C'est le résultat d'un projet mené et sponsorisé par l'industrie électronique, en particulier le consortium Spice. "La gestion des exigences est essentielle pour la gestion de projet. Nous avons donc introduit la fonctionnalité de gestion des exigences de Teamcenter et, parallèlement, nous avons intégré les premières étapes de la conception électronique dans le système. Grâce à NX PCB Exchange, nous échangeons des référentiels entre l'électronique et la CAO, nous importons des composants électroniques, les caractéristiques des PCB (circuits imprimés), les zones de dégagement pour le montage des composants : autrement dit, toutes sortes d'informations utiles aux concepteurs mécatroniques."

Un autre aspect de la mise en œuvre de Teamcenter par l'entreprise est lié à la gestion des modifications, sur la base de la demande spécifique d'un client de gérer les modifications au cours de la phase de développement, plutôt que seulement pendant la post-production, afin d'avoir un flux contrôlé même dans la phase de validation de la conception. "Les notifications et les modifications de la nomenclature ne commencent pas à la fin de la conception, mais au début, juste après l'ordre interne qui génère la structure du code", explique Davino. "De cette manière, nous commençons à organiser la base de données afin d'introduire également la nomenclature des processus dans Teamcenter. Nos services d'industrialisation, de logistique et d'administration s'imposent comme des utilisateurs complets de Teamcenter, capables de générer et de vérifier les nomenclatures qui seront intégrées au cycle de production."

Amélioration continue en boucle fermée

Avec la gestion des échantillons, Gate a étendu son utilisation de Teamcenter au-delà de la seule sphère de l'ingénierie. À l'heure actuelle, sur 250 employés en Italie, on dénombre environ 180 utilisateurs de Teamcenter chez Gate, tandis que le nombre est proche de 250 à l'échelle mondiale. Ensuite, Gate achèvera la gestion des nomenclatures pour l'emballage, de sorte que le système ERP sera alimenté par la nomenclature finale, propre et prête à être importée. À ce moment-là, l'ensemble du processus sera piloté par les technologies informatiques, depuis les codes générés dans et entièrement gérés par Teamcenter, jusqu'au moment où l'information est transmise à l'ERP.

"Nous avons également d'autres projets en cours de réalisation", ajoute M. Davino. "Nous transférons toute la documentation OrCAD vers Teamcenter ; OrCAD est le logiciel que nous utilisons pour mettre en plan les schémas électriques et pour la simulation fonctionnelle et la définition des cartes électroniques. De cette manière, nous parviendrons à une intégration complète avec la mécatronique, incluant non seulement la disposition et la nomenclature, mais aussi tous les documents électroniques. Un autre développement permettra d'étendre la gestion des exigences aux tâches de conception, de sorte que nous n'utiliserons plus Teamcenter uniquement pour les logiciels électroniques. À l'heure actuelle, chaque concepteur dispose d'une méthode personnelle pour gérer les spécifications, mais nous avons besoin d'une méthode dûment réglementée pour gérer les exigences de l'ensemble du système."

Après cela, l'entreprise envisage d'utiliser Teamcenter pour la gestion de projet. "Une fois que nous aurons mis en œuvre la gestion des exigences système d'un côté et la gestion des échantillons de l'autre, nous serons en mesure de fusionner ces deux mondes pour créer une seule séquence de flux de travail reliés à Teamcenter", explique Davino. "La fonctionnalité de gestion de projet de Teamcenter introduit le paramètre temps, que nous n'avons pas encore implémenté, même s'il s'agit d'un facteur clé. Nous allons définir un échéancier pour planifier ce nouveau projet. Une chose est sûre : Teamcenter est un excellent logiciel dont nous sommes très satisfaits. Teamcenter, en particulier dans l'industrie automobile, est un acteur très populaire, car il peut être intégré et géré efficacement avec d'autres solutions de CAO."