激動の時代を勝ち抜く、超スピード開発のススメ

いつの時代も製品開発には “顧客のニーズに合った製品” を “他社よりも早く市場投入すること” が求められます。しかしVUCAな時代と呼ばれる昨今、変化・多様化する顧客ニーズを1~2年後まで先読みすることは困難です。
逆に顧客ニーズをギリギリまで引き付けて見極め、他社より早く市場投入するために、いかに開発リードタイムを短縮するかが、競争優位獲得のための至上命題となっています。
今回は3Dモデル活用による、超スピード開発におけるリードタイム短縮のポイントをご紹介します。

超スピード開発のポイントは3Dモデル“正”にあり

既存の開発リードタイムを大胆に抜本的に短縮するには3Dモデル “正”を実現できるかがポイントとなります。ここでの3Dモデル“正”とは、2D図面は作成せずに3Dモデルだけであらゆる業務を完結することです。
なぜ3Dモデル正の運用に切り替えることが開発リードタイム短縮に繋がるのか?
2D図面作成工数の削減も一つですが、最も大きな理由はこれまで実機での試作を行っていた業務の一部をデジタルに置き換えることが可能となるからです。

例えばこれまでは試作した製品の写真を撮影してマニュアルで作成していた作業手順書も、3Dモデルとモデルに埋め込まれた寸法情報を用いて自動作成でき、さらにモデルをベースに机上での組立性検証も可能となります。
近年では設計者が作成した3Dモデルを使ってデジタル上で耐性や伝熱、空気の流れ等を予測するCAE[※1]の技術も加速しており、これまで実機で行っていた試験業務の一部を担いつつあります。

[※1] CAE:Computer Aided Engineering

【図1】3Dモデルを活用して、実機試作レスを実現し、リードタイムを短縮

なぜ3Dモデル“正”が進まないのか? その①

しかし3Dモデル単体で運用している企業は17%[※2]と多くはありません。実態は3Dモデルで設計したとしても2D図面を正式な成果物としている企業が多いです。ではなぜ3Dモデル正が進まないのでしょうか?

1つは3Dモデルでは寸法が認識しにくく、または注記情報がないため、ものづくりの現場で活用しづらいからです。2D図面には寸法、製造指示、部品構成・員数等、ものづくりに必要な情報が網羅的に描かれているのに対して一般的な3Dモデルにはそのような情報を掲載することができません。

これは3DAモデルを導入することで解決できます。3DA(3D Annotated Model)とは3Dモデルに、構造特性(寸法・注記、数量等)や製造情報(表面仕上げ、加工面等)を加えたモデルを指しています。これをPDF等、現場が使いやすいフォーマットに変換することで2D図面の代用をすることが可能となります。また3DA図面では実際に3Dデータを回転したり、断面を切ったりすることで、あらゆる角度から形状を確認することができるため、2D図面より有用性が高いと言えます。

[※2]経済産業省 製造業を巡る動向と今後の課題 2020年6月 経済産業省製造産業局調べ

【図2】2D図面から3DAモデル(3DA図面)活用へ

なぜ3Dモデル“正”が進まないのか? その②

もう1つの要因は、精緻な(各部門が必要な情報を盛り込んだ)3Dモデルを作りこむための設計工数(余力)がないことです。先ほどの3DAモデルを作るには寸法や製造指示等のあらゆる情報をモデルに登録する必要があります。また2D図面に記載していた内容を3Dモデルに反映するためには3Dモデルの精度向上や記載ルールの変更などが必要になるケースもあります。ニーズの多様化に伴い、多くの製品を設計している設計者にとってこれらの対応は非常に大きな負荷となります。
この課題に対しては、3Dモデル化に伴い2D図面を抜本的に廃止し、設計工数を削減することで解決できます。実際に過去の事例では3Dモデル化への移行に伴い2D図面を廃止・簡素化することで設計工数を10%削減することに成功した企業もあります。

【図3】2D図面を抜本的に廃止・簡素化し、設計工数を削減

3Dモデルで開発からものづくりまで一気通貫活用

また昨今の技術革新に伴い、開発だけではなく製造、検査といったサプライチェーンにおいても3Dを活用して生産業務をデジタル化する動きがあります。
例えば製造の領域においては3Dモデルの形状や寸法、穴位置の情報から自動で加工プログラミングを生成することができます。また調達部品の形状を3次元測定機から読み込み3Dモデルとの差異を比較して検査業務を代替することも可能になっています。
このように3Dモデルを開発からものづくりまで一気通貫で活用することをMBD[※3]と呼び、開発リードタイムだけでなく生産リードタイムも短縮することでより早く顧客に商品を届けることができます。

[※3]MBD : Model Base Design

【図4】3Dモデルを開発からものづくりまで一気通貫活用

まとめ

顧客ニーズが変化・多様化する中で競合に打ち勝つには、顧客ニーズをギリギリまで引き付けて見極め、短いリードタイムで開発し、他社より早く市場投入することが重要と言えます。3Dモデル正に切り替えるには業務やシステムを見直す等、改革の負荷は少なくはありません。しかし3Dモデル正への切り替えはエンジニアリングチェーン全体のリードタイム短縮に貢献する上に、サプライチェーンのデジタル化にも寄与できる点から取り組みの効果が大きいと言えます。

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この記事の執筆者

  • 宮下 剛
    宮下 剛
    SCM事業部
    マネージャー
  • 佐藤 航
    佐藤 航
    SCM事業部
    マネージャー