XVL 3次元ものづくり支援セミナー2018 講演レポート

電気 CAD ベンダーが、なぜ 「 Factory Digital Twin 」 を提唱するか

　図研は日本でトップシェアを誇るプリント基板の電気 CAD ベンダーだ。その図研が、なぜ工場のソリューションを手掛けるのか？ それは 「 電気 CAD は電気接続を設計する IT 」 であることに関係する。PCB 用電子回路、制御回路、コネクタ接続、端子接続、ケーブル配線、ワイヤハーネス配線、これら全ての論理接続の電気図面を設計できる図研であれば、個々の構造物が高度に繋がり、生産機能を実現する工場やプラントの IoT 設計を、XVL と連携させることで支援できるのではないかということだ。

工場の現状が把握できていないためにスマートファクトリーに踏み出せない

今日のものづくり企業が直面する課題について、大澤氏は次のように説明する。

　「 これまで日本のものづくり企業は、生産効率や品質、安全といった普遍的な課題についてはカイゼン活動や QC 活動で克服してきた。また、近年のグローバル市場対応や少量多品種生産といった課題についても、さまざまな手を打っている。一方、日本国内に固有の 『 熟練エンジニアの退職と少子化 』 『 コンプライアンス遵守とセキュリティ強化 』 『 人件費の高騰と働き方改革 』 といった課題に対しては、現在のところ有効な手立てがなく、IoT や AI を駆使したいわゆる 『 スマートファクトリー 』 による自動化・省力化に大きな期待が寄せられている 」（大澤氏）

事実、図研が独自に行ったアンケート調査でも、スマートファクトリーや IoT 工場による省力化・省人化への期待は高いという結果が出ているという。

しかし、実際にスマートファクトリーや IoT 工場を実現しようとすると、現実には様々な問題に突き当たる。特に、工場の現状の機器配置や接続関係がきちんと管理されていないために、いざ IoT 機器を導入しようとしても、何からどう手をつければいいのか見当がつかないというケースが少なくないという。

　「 工場の管理者は 『 工場の図面は施工時に作成したから存在するはず 』 『 機器の配置や接続関係は保全部門で把握できているはず 』 『 いざとなれば業者に聞けば分かるはず 』 と考えがちですが、実際には図面が存在しなかったり、保全部門でも現物管理であったり、業者でも自社製品しか把握していないことが多い。このように現場での 『 現物合わせ 』 が横行しているために、誰も工場の現状を正確に把握できておらず、よってスマートファクトリーにもなかなか踏み出せない 」（大澤氏）

「 Factory Digital Twin 」 で工場全体のシミュレーション環境を実現

　こうした課題を解決するために、図研がラティス・テクノロジーと共同で開発したのが 「 Factory Digital Twin 」 というソリューションだ。その目的を一言で言い表すと、「 XVL で工場を見える化 」 することにある。

　具体的には、現物（実際の工場設備）を 3D スキャナで撮影して取得した点群データ、工場建屋の BIM データ、それに設備の 3D CAD データを XVL 上で融合し、3D のバーチャル工場を構築する。これに、図研の電気 CAD のリバースエンジニアリングで生成した制御回路図や電気経路図などの接続情報を加えることで、工場内の設備間の接続関係までバーチャル工場の中で可視化する。

　こうして設備配置と接続関係を再現した XVL のバーチャル工場内で、スマートファクトリーを検討するための様々なシミュレーションを実行する。図研では、こうしたバーチャル工場環境のことを 「 Factory Digital Twin 」 と呼称している。

　こうした環境は、スマートファクトリーの検討だけでなく、工場の新設・増設や生産計画のシミュレーション、保全業務・安全管理の検討、ネットワークやセキュリティ対策の運用などにも大いに活用できる。さらには、XVL を使った 3D シミュレーションツール 「 XVL Vmech Simulator 」 と組み合わせることで、PLC のシミュレーションまで可能になる。

　「 Factory Digital Twin には、工場や設備の点群撮影や電気 CAD によるリバースエンジニアリング、XVL による 3D のバーチャル工場を構築する 『 工場の見える化サービス 』 と、バーチャル工場を使ったシミュレーション結果を基に、実際のインテグレーションを行う 『 スマートファクトリー・インテグレーションサービス 』 の 2 つのサービスが含まれる。これらは図研単独では提供できないため、現在パートナー企業との協業体制を構築したなかでサービスを提供し、協業体制も拡張している。 」（大澤氏）