XVL 3次元ものづくり支援セミナー2017 講演レポート

なかなか進まなかった 「 作業性検討の IT 化 」

3D CAD と XVL を中心とした 3D データの活用に早くから取り組んできたトヨタでは、設計部門はもちろんのこと、製品の評価フェーズや製造・物流工程、さらには製品そのものだけでなく生産設備や冶具なども3Dデータ化し、生産準備や製造準備の工程において作業の視認性や組付け性をデジタル空間上で検証する取り組みを進めてきた。これにより、従来のように試作品を作って作業性を検証する時間やコストを削減するとともに、「 実際にモノを作ってみたら問題が発覚してやり直し 」 という手戻りを減らす効果が期待できる。

しかし榊原氏によれば、作業性のデジタル検証は 「 やり切りたいが、やり切れないのが実態だった 」 という。

「 専用のソフトウェアを使い、人体を模したデジタルヒューマンをデジタル空間上に配置すれば、『 作業中の姿勢に無理がないか 』 『 視線に問題はないか 』 『 身体に過度な荷重が掛かっていないか 』 などを検証できる。ただしすべての製造工程でデジタルヒューマンを使った検証を行うとなると、全工程で数千時間も掛かることが予想され、とても現実的ではなかった」

また、生産準備や製造準備における作業性レビューでは、3D CAD のデータを使ってはいたものの、現場作業者自身での細かな作業性は 3D データ上ではなかなか確認できず、結局は実際にモノを作って確認せざるを得なかったという。

「 MREAL ＋ XVL 」 による MR 体験で作業性検討のデジタル化を促進

こうした課題を解決するために同社が導入したのが、キヤノンITソリューションズが提供するヘッドマウントディスプレイ型 MR 製品 「 MREAL 」 と XVL を組み合わせたソリューションだった。

MR（ Mixed Reality ）とは、現実世界の映像とバーチャルの 3D 映像を融合して立体視として見せる技術で、MREAL はこれをヘッドマウントディスプレイを通じて表示させる。

トヨタでは、XVL によって 3D データ化した製品や設備、冶具などの映像を、MREAL を通して現実の映像と融合させ、ヘッドマウントディスプレイを通じて見せることで、製造現場における作業性を作業者自身が体感できる仕組みを開発した。モノがあたかも実際に目の前にあるかのように感じられ、かつ自身の手も奥行きの整合性を確保し、3D 映像として重ねて表示されることでモノとの間の距離感を感じ取ることができ、極めてリアルな作業体験が得られるという。

これにより作業者は、実際の作業時の立ち位置や姿勢をその場ですぐ決めることができ、作業時の姿勢や視線の良し悪しがすぐ分かるようになった。実際にモノを作る前に、作業性にまつわる多くの問題をつぶすことができるようになったため、試作や検証のやり直しにかかっていた工数や期間、コストを大幅に削減できるようになったという。

こうした効果を目の当たりにした榊原氏らは現在、生産準備・製造準備以外の工程においても MR の活用を広めるべく、社内で MREAL と XVL を組み合わせたソリューションの展示会やデモを定期的に開催しているという。その反響は大きく、現在社内のさまざまな部門で MR 導入の検討が進められている。

その一方で同氏は、現在の VR ／ MR ／ AR 技術にはまだ課題点も多いと指摘する。

「 2D モニターや 3D 映像の安全な利用に関するガイドラインは当局から既に出されているが、より目と映像の距離が近く、それ故リスクが指摘されている 3D ヘッドマウントディスプレイに関しては、まだ何のガイドラインも出されていない。そこでトヨタでは、ヘッドマウントディスプレイを使った VR や MR の利用に関して、独自に社内規定を設けている。今後 VR や MR の技術がより発展・普及していくためには、製品ベンダーとユーザーの双方で安全性に関する議論を深めていく必要があるだろう」（榊原氏）