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「Tecnomatixによる工場最適化とコミッショニング」
「Tecnomatix 9 ハイライト Process Designer Process Simulate」
シーメンスPLMソフトウェア 技術本部 ビジネスコンサルティング部 マネージャ 五島 直
製造プロセスを最適化するTecnomatix
シーメンスPLMソフトウェアが開催する年次カンファレンス「Siemens PLM Connection Japan 2009」の製品紹介セッションで、 シーメンスPLMソフトウェア 技術本部 ビジネスコンサルティング部 マネージャ 五島直が講演。前半と後半の2部構成で、Tecnomatixの優位性や活用方法について紹介しました。
五島は、「多くの製造業にとって、製品の開発から生産までのプロセスを最適化するデジタル・マニュファクチャリングを活用し、
市場環境の急速な変化によって生じる生産変動を受けた段取り替えを迅速に実施できる仕組みが求められています」と話します。近年の製造業では、多品種少量生産への要求の高まりに伴い、生産現場で頻繁に起こる段取り替えへの対応が急務になっています。 とはいえ、製造プロセスの分業化で開発部門や生産部門は生産ラインの現状を正確に把握できず、頻繁に発生する製品の仕様変更のたびに手作業で段取り替え計画を立案するのは困難です。
「工場全体の工程設計を経験したベテラン技術者は、退職により減少の一途をたどっています。 そのため、たとえば、彼らの経験や勘が頼りの在庫調整では、在庫を最小化しつつ、欠品を抑制する計画の立案が難しくなっているのです」（五島）
シーメンスPLMソフトウェアは、デジタル・マニュファクチャリングを実現し、製造業におけるこれらの課題を解決するTecnomatixを提供しています。 Tecnomatixは、たとえば、工場を新設するシーンにおいて、Factory Flowで工場内の物流計画を立案し、これらの条件をもとにFactory CADで3Dの工場レイアウト設計を実施します。 そして、Plant Simulationにより工場内外の物流を解析し、在庫やリードタイムを検証した結果、作業工程に問題がなければ、 Process Designer（PD）やProcess Simulate（PS）で各作業ステーションが最適化されていることやロボットが効率的に動作することを検証します。
五島は、「これらは必要なシーンに合わせて単体のソリューションとしても活用できます。 たとえば、大型トラック製造企業のVolvo TruckはFactory Flowを導入し、導入以前の物流計画で見積もっていた工場スペースの拡張を回避し、マテハンコストも約72％削減しました」と話しています。）
バーチャル・コミッショニングで段取り替えを大幅に効率化
後半のセッションで五島は、「Tecnomatixの最新バージョンでは、設備の組み付けや人間による作業の検証などを通じて工程設計を行うPDと、 人間やロボットの作業工程を3Dシミュレーションで検証するPSを強化しています」と話します。
PDは、レイアウト条件をもとに要素作業を各工程に割り付け、まとまった工程の編成効率を最適化するラインバランス機能を強化。 工場内の物流経路を定義し、物流経路や物流方向、物流時間を工程設計に反映することも可能です。 一方、PSHumanは、従来装備していたNIOSHやOWASといったエルゴノミクス規格に加え、作業者の姿勢や筋力負荷、 作業時間などの条件から作業者に割り振られた作業が上肢に障害を引き起こすリスクを解析する RULA（Rapid Upper Limb Assessment）のアルゴリズムに準拠しています。
また、Process Simulate Roboticsでは、設備に対する入力信号を継続的に評価しながら、信号条件によって設備の動作を制御するイベントベースシミュレーションを実行する CEE機能を実装。 これに加え、複数のロボットに取り付けられた溶接ガンに溶接打点を効率的に配分するWDC機能、溶接ガンの最適な挿入方向を自動的に設定するAAA機能などを組み合わせれば工程設計の結果を反映した、 リアルな工場をコンピュータ上でほぼ完璧に再現できます。
「最新のTecnomatixでは、単一のステーションだけでなく、広範なゾーンやライン全体のシミュレーションが可能になったことが最大のポイントです」（五島）
五島は、「これらの技術を活用すれば、3D仮想工場の生産ラインにバーチャルな製品を流し、ロボットやPLC（プログラマブル・ロジック・コントローラ）、 およびPLC制御盤の動作を検証するバーチャル・コミッショニングを実現できます。 また、結果をそのまま実際の工場に適用できるため、段取り替えによる生産ラインの停止時間を大幅に短縮することが可能です」と講演を締めくくった。