特集:IoTがもたらす製造業の革新〜進化する製品、サービス、工場のかたち〜
連載
» 2018年03月20日 10時00分 公開

5分で分かるIoT時代の製造ITツール(3):5分で分かるIoT時代のデジタル製造 (1/2)

IoT時代を迎えて製造業のためのITツールもその役割を変えつつある。本連載では、製造ITツールのカテゴリーごとに焦点を当て、今までの役割に対して、これからの役割がどうなっていくかを解説する。第3回はCAMをはじめとするデジタルマニュファクチュアリング(デジタル製造)のツールを取り上げる。

[志田穣,MONOist]

 こんにちは。この連載では、インダストリアルIoT(モノのインターネット)の時代を迎え、製造業のためのITツールがその役割をどのように変容させていくかについて解説しています。前回はCAEをテーマとして、今後より広がっていくシミュレーションの次世代の姿を説明しました。今回はCAMに代表されるデジタルマニュファクチュアリング(デジタル製造)のツールを取り上げます。

これまでのデジタルマニュファクチュアリング

 第1回で取り上げたCADと対比すると、CADが「何を作るか」を定義(設計)するのに対し、デジタルマニュファクチュアリングは「どうやって作るか」を定義するためのツールです。しかし、CADのように比較的明確な概念と違い、デジタルマニュファクチュアリングにはさまざまな側面があります。それに従ってITツールもいろいろありますが、既存のものは主に次のカテゴリーに分類できます。

  1. 部品あるいは金型の切削加工
  2. 組み立て(機械、あるいは人間による作業)、搬送工程
  3. 全体の工程/製造ライン

 それぞれ項目において、設計(計画または定義)と検証の両方の側面があります。製造工程のためのITツールとしては、生産のスケジューリングや製造実行システム(MES)などもありますが、今回はそれより上流、生産準備などと呼ばれる領域について述べます。

 部品あるいは金型の切削加工ですが、これは航空機分野を端緒に、歴史的には最も早く開発された分野といえます。工作機械で素材を加工し、ほしい形状を得るためには、切削工具の移動(カッタパス)を工作機械に指示しなければなりません。3D CADの進歩により、部品/金型の3D形状が定義されるようになり、それにつれて3Dデータを利用して工作機械の数値制御(Numeric Control)技術を活用するCAM(Computer Aided Manufacturing)ソリューションが進化し、加工プロセスの計画(Cutter Path Planning)/検証が自動化されました(図1)。

図1 図1 CAM機能と加工シミュレーション 出典:シーメンスPLMソフトウェア

 組み立て(Assembly)は、ある工程における組立順序、用いる機械(ロボット)の動作指示とシミュレーション、人間であれば作業工程の計画と検証を行います(図2)。機械のシミュレーションであれば動作干渉、人間であればエルゴノミクスによる作業負荷が検証の対象になります。

図2 図2 溶接工程/組立工程シミュレーション 出典:シーメンスPLMソフトウェア

 加工も含めた組み立ての工程は、通常MBOM(Manufacturing BOM)またはBOP(Bill of Process)、日本語では工順/工程表として定義、管理されます。多くの場合、これらは設計側で作られるEBOM(Engineering BOM)と構成が異なりますが、BOM同士の関係性を適切に定義することで、不具合課題の追跡、対策、また新製品の製品構成に対する生産側での対応を効率化できます。さらにはマスター工場でのマスター工程をグローバルの他生産拠点に展開する上でも、BOPの管理は有用となります(図3)。

図3 図3 標準化されたBOPから工場固有BOPへの展開(クリックで拡大)
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