接続された製造業に対する PLM の約束

新しいリリースでは、製造業の IIoT の未来を見据えながら、クラウド バージョン、シミュレーション、拡張現実/仮想現実、付加的な製品を追加します

複雑さは、今日のコンポーネント設計および製造プロセスに蔓延しています。最新の製品ライフサイクル管理 (PLM) ソフトウェアでは、拡張現実 (VR) や仮想現実 (VR) などのテクノロジを使用して製造プロセスを視覚化するのに役立つ新しい機能が追加され、メーカーの選択肢が増えています。これらの機能により、製造業者は産業用モノのインターネット (IIoT) およびインダストリー 4.0 を使用して複雑化する設計に対処でき、ますます複雑化する製品開発を初期段階で検証し、時間と製造コストを節約できます。

メーカーの PLM ポートフォリオには、製品データ管理 (PDM) アプリケーションに加えて、デジタル設計、製造、視覚化機能のための CAD/CAM/CAE の全範囲が含まれます。 Siemens PLM Software (テキサス州プラノ)、Dassault Systèmes (パリ)、PTC (マサチューセッツ州ニーダム) などの主要な開発者はすべて、PLM ツールの全範囲を含んでいますが、Aras Corp. (マサチューセッツ州アンドーバー) などの一部の開発者は、従来のスタンドアロンの CAD/CAM/CAE システムではなく、広範な CAD 統合とサポートを含む PDM 固有のツール。すべてではありませんが、多くの PLM 製品がクラウドのみのバージョンを備えているか、Aras のようにオンプレミスとクラウドベースの両方のソリューションで利用できます。 PLM には重要なデジタル マニュファクチャリング ツールも含まれており、製造業者はプラント フロアの機器をレイアウトし、プラントの設計を最終決定する前に工場フロアのプロセスをテストできます。最近、開発者はモジュールや個別のアプリケーションを追加して、その範囲を付加製造 (AM) 分野に拡大しています。

製造プロセスの視覚化

業界が IIoT を推進する中、製品開発プロセスをスピードアップし、より速く、より適切で、より正確な情報を使用してプロセスを改善することは、PLM にとって重要な目標です。 PTC の PLM ソリューション管理担当バイス プレジデントである Francois Lamy 氏によると、デザイン レビューにおける拡張現実は違いを生み出しています。

「チームがグローバルに分散するにつれて、関係者全員がタイムリーに製品設計をレビューし、レビューに必要なすべての情報を収集し、将来のアクションのためにフィードバックを収集することが困難になる場合があります」と Lamy 氏は述べています。 「拡張現実 (AR) を使用することで、チーム メンバーは世界中のどこからでも製品設計を視覚化し、対話し、フィードバックを提供できます。 AR により、利害関係者は、製品の 3D モデルを歩き回り、モデル自体の内部に入ることを含め、モデルのさまざまな状態を表示するなど、製品の 3D モデルとやり取りすることができます。」

Thingworx IoT アプリケーション (2013 年) と Vuforia AR プラットフォーム (2015 年) の買収により、PTC はインダストリー 4.0 時代に向けた AR 対応 PLM ポートフォリオを着実に構築してきました。

「顧客の期待に十分に応えるために、メーカーは製品開発プロセスを変革して、現場の製品からのデータを理解し、活用する必要があります」と Lamy 氏は述べています。 「製品がより複雑になるにつれて、CAD 図面に製品情報を書き留めても、もはや役に立ちません。メーカーは、製品開発プロセスをより組織化する必要があります。」

包括的な PLM システムを持つことで、IoT 機能を活用するための強力な基盤が提供される、と彼は付け加えました。 「すべての製品情報を単一ビューのデジタル製品定義に統合することで、組織はすべての利害関係者が最も正確で最新の製品情報にアクセスできるようにすることができます」と彼は言いました。 「PLM システムを使用すると、すべての情報が単一の部品表 [BOM] リスト形式に合理化されます。」

ダッソー・システムズの Enovia ブランドのマーケティング担当バイス プレジデントであるガース コールマン (Garth Coleman) は、次のように付け加えています。 「同時に、イノベーションを加速し、コストを削減する必要があります。その結果、企業は製品イノベーション プラットフォーム、つまり企業をデジタル変革するプラットフォームの実装を検討しています。

「クラウド上に展開する価値を実現しようとしている企業に大きな関心が寄せられています」と Coleman 氏は付け加えました。 「企業は、クラウド対応ソリューションを使用して、いつでもどこでもコラボレーションに参加できる社内外の利害関係者に企業を開放し、同時に成長するための柔軟性とスケーラビリティを確保できます。」

コールマン氏によると、AM などのテクノロジーや拡張現実による付加価値に多くの関心が寄せられています。 「WSU [ウィチタ州立大学] と NIAR [国立航空研究所] の共同であるウィチタの 3D エクスペリエンス センターは昨年オープンし、あらゆる業界の企業が最新技術をどのように取り入れて活用できるかを確認するために訪れました。デジタルトランスフォーメーションの一環として」と彼は言いました。 「このコラボレーションの例は、ハイブリッド MRAM [Multiple Robotic Manufacturing Advanced Manufacturing] セルが、VR/AR、IoT、機械学習などのさまざまなテクノロジーを柔軟に統合して、企業が生産の俊敏性を最大限に高めて未来の工場を建設するのを支援する方法を調査および学習することです。 .」

複雑さの解消

複雑な製品やシステムは、今日の最も賢いエンジニアに挑戦する可能性があります。業界は、この複雑さの増大を乗り切るのに役立つ、より創造的なソリューションを必要としています。これは、多くの場合、IIoT 向けの製品に固有の高レベルのソフトウェアによるものです。

Aras の戦略担当シニア バイス プレジデントであるマーク リンド (Marc Lind) 氏は、次のように述べています。 「私たちは PLM の観点から始め、クロスプラットフォーム機能を使用して洗練された製品を開発できるようにします。最近では、システム オブ システムが見られる、スマートでコネクテッドな製品が注目されています。」

これらの接続された製品は、クロスプラットフォームの互換性を処理できる Aras Innovator のような PLM システムを必要とする、自動車部品または航空宇宙部品のソフトウェアおよび電子部品である可能性がある、と彼は付け加えました。 「エレクトロニクスの側面、[自動車の] ワイヤーハーネスは、他の側面よりも大きくないにしても同等です。」コネクティビティが重要だと Lind 氏は言います。 「Siemens の動きで見られるものは、オーサリング環境にまで及んでいます。私たちはプロセス レベルに重点を置いており、機能横断的な分野横断的な機能を有効にすることについて、フィールド サービスに取り組んでいます。

「私たちは CAD にとらわれません」と Lind 氏は付け加えました。 「私たちは、企業がさまざまな CAD ツールを持っており、それらをまとめて工場に移行し、デジタル ツインを使用して運用できるようになるという観点から始めました。

Lind 氏によると、スマートで接続された製品により、複雑さが指数関数的に増加しています。 「製品はそれに対処するには不十分です。実際のところ、大小さまざまな企業が混乱しているということです」と彼は付け加えました。

1 月、Aras は Infospectrum から Impresa の保守、修理、オーバーホール (MRO) ソフトウェア事業を買収したことを発表しました。これにより Aras は、製造業者が複雑な製品の開発と保守をデジタルで変革するのを支援する一連の補完的な MRO 機能を提供すると述べました。この取引により、Aras は単一のプラットフォームで PLM と MRO を提供し、デジタル スレッドをフィールドに拡張することができます。

Aras は最近、ドイツの自動車メーカーである BMW Group がテスト データ管理のバックボーンとして Aras PLM プラットフォームを実装していることを発表しました。このシステムは、自動車メーカーの開発のさまざまな段階での車両テストとテスト結果の計画、スケジューリング、実行、および文書化をサポートします。 Aras によると、Aras システムはトレーサビリティの結果を可能にし、生産車両の開発において重要な役割を果たします。

EDA、ジェネレーティブ デザイン、アディティブ マニュファクチャリングの追加

過去数年間で、Siemens PLM は電子設計自動化 (EDA) シミュレーション ポートフォリオの幅を大幅に拡大し、2016 年 11 月に電子 CAD/CAM 開発者の Mentor Graphics を 45 億ドルで買収し、最近では Solido Design Automation Inc. (サスカトゥーン、 SK) 金額は非公開。シーメンスは昨秋、アディティブ マニュファクチャリング モジュールを含む同社の新しい NX 12 CAD/CAM アップデートとほぼ同時に、Simcenter CAE シミュレーション ソフトウェア ポートフォリオのアップデートをリリースしました。

「お客様から多くの重要なメッセージが返ってきています。第一に、製品に組み込まれた電子機器とソフトウェアの継続的な拡大は、これまで以上に急速に成長しています。かつては機械工学に分類されていた企業は、統合システムが支配する世界で競争しなければならないことに気づきました」と、NX 製品マーケティングのシニア ディレクターである Paul Brown 氏は述べています。 「PLM ツールのプロバイダーとして、私たちはこれらの要求に応えなければなりません。」

メーカーは AM の使用を拡大しており、企業は製品を進化させて性能の向上、部品数の削減、または重量の削減を目指している、と Brown は付け加えました。 「これは単なる製造上の問題ではありません。これは、設計から機械までのライフサイクル全体を通じて解決しなければならない問題です」と彼は言いました。

Brown 氏によると、最新の NX ツールはシーメンスの収束モデリングを活用しています。新しい NX 12 には、ジェネレーティブ デザインの領域で機能を拡張する新しいツールが含まれており、収束モデリングやトポロジー最適化などのテクノロジーの使用などのソリューションに基づいています。

「NX 製品ラインでは、コンバージェント モデリング テクノロジなどの新しいソリューションを提供し続け、企業が新しいモデリング技術を使用して複雑な設計をかつてないほど迅速に作成できるようにします。コンバージェント モデリングは、データをダウンストリーム アプリケーションで使用できる形式に変換するという時間のかかる要素を取り除くことで、設計にリバース エンジニアリング アプローチを使用する企業にも役立ちます」と Brown 氏は述べています。

「ジェネレーティブ モデリング技術は、お客様に受け入れられ期待されるようになってきており、反復可能な設計問題の解決策をシステムが提案するのに役立ちます。増え続けるデスクトップのコンピューティング パワーを使用して、より多くの設計の代替案を検討することで、エンジニアは設計上の問題に対して新しいソリューションを採用できるようになります。」

AM の使用の増加により、エンジニアは、設計における新しいソリューション、格子型構造を使用した軽量化などを改善するアプローチ、または部品数を削減し、より少ない材料で製品目標を達成するという点で利益をもたらす新しいフォームに目を向けることができるようになりました。ブラウン氏によると、組み立て時間の短縮などです。 「これらのアプローチは、デザインにおけるジェネレーティブ テクニックの使用に関連しています」と彼は言いました。

シーメンスは引き続き AM への投資を行っており、「複数の材料やテクスチャなどの新たなテクノロジーを検討する製造サポートの側面と、格子や支持構造などの機能を備えた設計の側面の両方から」と Brown 氏は述べています。

Siemens によると、NX は NX の新しい AM ソリューションを拡張し、HP によって認定され、Materialise によって強化された新しいモジュール、NX AM for HP Multi Jet Fusion を組み込み、HP Jet Fusion 4200 3D プリンター用の印刷ジョブを準備します。 NX モジュールにより、顧客は、Multi Jet Fusion 印刷ソリューション用の単一のソフトウェア環境で部品を開発および管理し、コストと時間のかかるデータ変換やサードパーティ ツールを回避し、設計から完成部品までの全体的なワークフローを改善できると言われています。

さらに、Siemens は、Simcenter 3D で AM プロセス シミュレーション用のアプリケーションを開発しています。Simcenter 3D は、メーカーがコンポーネントを最初から適切に印刷することによって AM を工業化するのに役立つ重要なツールであると同社は述べています。これらのシミュレーション アプリケーションは、シーメンスのエンド ツー エンド AM ソリューションの不可欠な部分です。
「アディティブ マニュファクチャリングや高度なロボティクスなどの革新的なテクノロジーは、あらゆる規模のメーカーが競争上の優位性を獲得するための大きな可能性を提供します」と Zvi Feuer 氏は述べています。シーメンス PLM ソフトウェアの製造エンジニアリング ソフトウェア担当シニア バイス プレジデントは、次のように述べています。 「NX は、部品メーカーがこれらの強力なテクノロジーを利用するための統合ソリューションを提供し、全体的なビジネス パフォーマンスを向上させ、真のデジタル マシン ショップの構築を支援します。」

すべてを機能させる

PLM の主要な問題は、PLM が生まれたエンジニアリング組織を超えてそれを拡張する方法であると、Autodesk Inc. (カリフォルニア州サンラファエル) の製造および生産産業戦略担当ディレクターである Bob Yancey 氏は述べています。 「製品開発にはエンジニアリング以上のものが含まれます。PLM の価値を最大限に引き出すには、設計から製造生産までのデータ フローを接続することが不可欠です」と Yancey 氏は述べています。 「PLM は、メーカーが個人やビジネス システムに正確でタイムリーな製品開発情報を確実に提供できるように支援し、人々がより良い意思決定をより迅速に下せるようにします。」

ライフサイクル全体でデータの忠実度とプロセス パフォーマンスが向上すると、市場投入までの全体的な時間が大幅に短縮され、Autodesk のお客様からは 50% 以上の改善が報告されています。たとえば、Autodesk Fusion Lifecycle の顧客である Mesa Labs の変更プロセスは、Autodesk PLM をクラウドに実装してから 2 週間から 2 日に短縮されたと Yancey 氏は述べています。 「これは 80% の改善であり、製品データを ERP システムに接続することで達成されました。 PLM 以前のオートデスクのお客様は、製造におけるエラーの最大 90% が情報の欠落または不正確な結果であると報告しており、品質の問題と高い廃棄率を生み出しています。」

別の顧客である光硬化ソリューションの開発者である Novacentrix は、Fusion Lifecycle を実装し、廃棄物を 84% 削減した、と Yancey 氏は述べています。ホリデー ロッジと住宅の製造業者であるウィラービーは、NCR が 1 か月あたり 54 件から 6 件に減少し、BOM の精度は 99% を超え、12 か月前から 20% 向上したと彼は言いました。

「間違いは起こり続け、変更が必要になりますが、PLM を使用して製造、製品開発、エンタープライズ ビジネス システムの間のループを閉じることで、企業の学習能力が向上します」と Yancey 氏は述べています。 「この学習は、集約されたデータ [事実と神話] に基づいており、継続的な改善の環境を作り出し、クラス最高の実行を保証します。」

オートデスクは下流の製造プロセスと設計を結び付けることに重点を置いており、製品シミュレーションと製造シミュレーションはどちらも設計と製造を結び付ける一部です。 「オートデスクは、設計、シミュレーション、製造、およびデータ管理ソリューションの幅広いポートフォリオを持っており、クラウドベースのソリューションを使用して、分散型製品開発サプライ チェーン全体で設計と製造をより適切に結び付ける最前線に立っています。クラウドはゲームチェンジャーとなり、あらゆる規模のメーカーが PLM を達成できるようにし、テクノロジーとリソースの障壁を取り除き、Web ブラウザーを介して世界中のどこにいても安全で接続されたリアルタイムのコラボレーションを提供します。」

AM、インダストリー 4.0、IoT、機械学習、人工知能などの新しいテクノロジーにより、PLM の性質と提供する必要があるものは変化していると Yancey 氏は述べています。 「PLM は、単にデータをアーカイブするだけでなく、データを分析し、データから学習し、データから予測傾向を [抽出] して、製品開発プロセスに現在または将来存在する膨大な量の情報を活用する必要があります。」

PLM は当初、主に製品データ管理に重点を置いていましたが、AR の使用によってその役割が拡大していると、航空宇宙部品メーカーであり、PTC Windchill PLM ソフトウェアのユーザーである Elite Aerospace Group (EAG; カリフォルニア州アーバイン) の PLM ディレクターである Stuart Weiler 氏は述べています。 . Weiler は最近、記事「PLM、拡張現実が最先端を研ぎ澄ます」Manufacturing Engineering でこのトピックを取り上げました。 、2017 年 3 月。

「もともとは PDM に関するものだったと思います」と Weiler 氏は言います。 「時間が経つにつれて、[PLM は]信頼できる唯一の情報源になりました。しかし、まだ必要な方法で統合されていません。」

STEP 242 などの最新のオープン スタンダードを使用するメーカーが増えているため、PLM の統合は容易になっていると彼は言います。 「今後、多くの人がそれを使用するようになるでしょう。STEP 242 は、受け入れられる標準になりつつあります。ほとんどの CAD システムで問題なく動作します。」

AR と PLM のような新しいツールは、グローバル オペレーションの遠く離れた場所にいるユーザーに恩恵をもたらします。 「誰もが情報にアクセスする必要があります」と Weiler 氏は言います。 「PTC には [Thingworks] Navigate があり、PLM の知識は必要ありません。どこからでもアクセスできます。これこそが、私たちが本当に必要としているトレンドです。」

Navigate の最新バージョン 1.6 は、ユーザーに「IoT のダッシュボードのようなもの」を提供します。彼らはそれをマッシュアップと呼んでいます」と Weiler 氏は付け加えました。ソフトウェアは、システム内のすべてのものの単一の窓のようなものであり、EAG はその AR 機能の一部を使い始めたばかりだと彼は付け加えました.

「私たちは拡張現実を少し使用しています」と彼は言いました。 「私たちの目標は、工場でそれを使い始めることです。」