ハイブリッド積層/切削技術で設計製造を革新

Manufacturing Engineering: CAD/CAMやジェネレーティブデザイン、積層/ハイブリッド製造など、製造ソフトウェアの主要トレンドは？

サンジェイ・タコア: 設計と製造業界の融合が主要トレンドを生んでいます。より良い製品をより速く、低コストで提供する圧力が高まる中、設計と製造プロセスを連携・自動化し、イテレーション、エラー、納期を削減することが極めて重要になっています。

クラウドコンピューティングとモバイル技術、自動化の組み合わせが、製造業にアジャイルで協働的な新たな働き方をもたらしています。これらのトレンドは今後数年間支配的になるでしょう。また、積層造形のような新技術が設計自由度を通じて製造プロセスにより柔軟性をもたらしています。積層造形は多くの場合、仕様達成のため切削加工と組み合わせたハイブリッドプロセスで補完されます。

業界融合と新製造技術の組み合わせが、新たな自動化機会を創出しています。Fusion 360に搭載されたジェネレーティブデザイン技術により、複雑な設計・エンジニアリング課題を従来設計プロセスの一部コストで解決できます。ジェネレーティブデザインは、現実的な製造制約、製品性能要求、コスト要件に基づき、複数のCAD対応ソリューションを同時に生成する設計探索ツールです。エンジニアは複数素材と製造工法を検討し、性能とコストのバランスが最良の選択肢を選べます。

ME: オートデスクの生産加工分野で何が新しいですか？

タコア: Fusion 360はクラウドベースの製造エコシステムとして成長し続けており、チームは重要なアップデートに取り組んでいます。ハイライトは、工具定義と操作の両面からの旋削改善、NCプログラム機能によるセットアップと各操作のリスト化・順序付け・最適化（ポストプロセス前）。

新しい製造拡張機能もリリースしました。これは洗練されたオートデスク製造技術のバンドルで、Fusion 360で再構築・提供され、生産効率を向上させます。有効化するとハイブリッド製造環境として機能し、複雑面仕上げ、自動穴あけ、積層造形、自動検証ワークフロー等の最先端プロセスを実行可能にします。

より専門的な用途向けには、PowerMillがオートデスクのエキスパートCAMシステムとして、高速・5軸加工に対応。金型、工具、その他複雑形状の製造を可能にする包括的ツール群を提供。過去のリリースでは、自動工具軸傾斜による衝突回避などで堅牢性と安全性を向上。最新のPowerMill 2020は速度に焦点を当て、工具パス計算、シミュレーション、NCプログラム検証の時間を大幅短縮。プログラミング時間削減でより速いターンアラウンドを実現します。

ME: 今日の生産機械加工現場で、積層造形要素はどの程度重要になっていますか？

タコア: 積層造形が部品製造の主流になりつつあることで、機械加工現場が既存課題に対処し、ビジネスを差別化する新たな方法が可能になりました。第一に、積層造形は層ごとに部品を造るため、従来不可能な複雑内部構造を持つ部品が製造できます。CAD設計から直接部品を造るため、少量生産でのリードタイムが大幅短縮され、工具コストなしで生産可能。特に試作に有効です。

今日の機械加工現場が社内設計を持ち積層造形に対応していれば、積層試作による高速イテレーションで既存設計の有効性を再考でき、対応していなければより幅広い部品への入札が可能になります。

もう一つの鍵となる用途は治具です。マツウラUK（マツウラCNCセンターとHP積層装置を販売）は、Fusion 360のジェネレーティブデザインを用いて、カスタム治具の待ち時間を数週間から数時間に短縮。このプロセスで顧客に独自の競争優位性を提供するだけでなく、高強度ポリマーでワーク保持治具を自動生成・一晩でプリントし、翌日機械加工開始、数日で部品納品を可能にしました。

ME: ハイブリッド製造に取り組むCAD/CAMマシニストが学ぶべき重要事項は？

タコア: ハイブリッド技術は材料廃棄を大幅削減し、切削単独より短時間で部品製造が可能で、積層の柔軟性を保ちつつ最終部品の仕上げ加工ができます。

多くの機械が工程内検証の恩恵を受けますが、ハイブリッド機では必須です。ハイブリッドは加工対象形状をプリントするため、複数工程ステップを順次完了させねばならず、異なる操作間の公差スタックアップ管理が不可欠です。マシニストはまず、加工前に十分なストックが造られているか検証し、次に各加工パスのストック位置を最適化、最後に次のステップへ進む前に十分な材料が除去されたか検証する必要があります。

ハイブリッド製造計画には、加工代のためのモデルオフセット、格子最適化、部品配置、サポートモデリング/生成、レーザー工具パスプログラミング、造形シミュレーション、切削加工操作プログラミング、検査が含まれます。

ME: 計測/検査技術が、一般的なジョブショップや生産現場のCAMマシニストにとって、如何により密接に不可欠になりつつあるか？

タコア: CNC加工での自動検査ルーチン活用は、スクラップ削減と生産性向上に多くのメリットをもたらします：

セットアップ： 検査によるワーク座標セットアップで、材料の位置と寸法を検証し、機械セットアップ時の微小差異でNCプログラムが狂わないよう確保。パレット/ロボット/他自動システムでロードされる部品の正確な位置決め検証は精密加工に不可欠。

工具セッティング： 工具位置の不正確さは工具、ワーク、機械の損傷につながります。正しい工具位置確保はワーク位置確保と同等に重要で、コスト高のエラー回避に必須。

工程内： マシニストは加工中の形状を監視しエラーを特定可能。公差外れを検知し、マシンがマシニストへ警告、あるいは自動的にカッターを補正調整可能。特定パスの成功検証により、工程内検査は自動化と無人加工の優れたツールになります。

ME: 多くの生産加工現場にとって、現在の製造ビジネス環境はどう見えますか？

タコア: 需要増大に対応するため、自動化、新技術、新素材に依存しています。これはインダストリー4.0を巡る議論として、パラダイムシフトとして顕在化しています。同時に、消費者のカスタムメイド製品需要が、オーダーメイド製品の性質を駆動しています。

製造分野の企業が、急速に変化する市場に対応し続け、収益性を維持し、Fusion 360のような次世代技術とハードウェア・プロセス進歩と共に働ける労働力を開発することが不可欠です。これらのトレンドがメーカーに戦略と設計・製造の在り方を再考させています。

シーメンス、Opcenter製造オペレーションポートフォリオを発表

シーメンス デジタル インダストリーズ ソフトウェア（ベルリン・ミュンヘン拠点シーメンスAGの一事業部）は、製造オペレーション管理（MOM）向けソフトウェアソリューションポートフォリオ「Siemens Opcenter」をリリースしました。Opcenterは、これら製品を単一の接続されたクラウド対応ポートフォリオに統合し、調和されたユーザー体験で、生産効率、品質、可視性、生産リードタイム短縮への要求に応えるとシーメンスは説明。

Opcenterは、高度計画・スケジューリング、製造実行、品質管理、製造インテリジェンスとパフォーマンス、処方・仕様・ラボ管理等のMOM機能を統合。Camstarソフトウェア、SIMATIC ITスイート、Preactor、R&Dスイート、QMS Professional等を単一ポートフォリオに統合し、相乗効果を活用。全ポートフォリオで完全Webベース、モダン、一貫性、適応性のあるユーザーインターフェースを実装し、状況適応型ユーザー体験を提供し、新機能・追加コンポーネント導入を容易にし、トレーニング工数を削減。

「Siemens Opcenterは、我々の広範な技術革新とMOMポートフォリオ進化の自然な次のステップです」とシーメンス デジタル インダストリーズ ソフトウェアの製造オペレーション管理ソフトウェア担当SVP、レネ・ウルフ氏。「これらコンポーネントをOpcenterとして統合し、エンドユーザー体験をデジタルイノベーションプラットフォームの他部分と調和させることで、メーカーのデジタルトランスフォーメーションプロセス管理を遥かに容易にします」

Opcenter発表に加え、シーメンスはMESポートフォリオの新版「Siemens Opcenter Execution」（旧SIMATIC ITとCamstar）もリリース。新機能はスマートデバイス、モビリティ、統合機能に焦点を当て、データフローと可用性を最適化。

CNCソフトウェア、Mastercam 2020 CAMソフトウェアをリリース

Mastercam開発元のCNC Software Inc.（コネチカット州トーランド）が、業界最多導入CAMシステムの最新版Mastercam 2020をリリース。2D〜多軸ミリング自動化新機能、CADとモデル準備改善、機械設定改善、3Dツーリングにより、加工生産性向上と総合製造コスト削減を実現。

Mastercam 2020は、自動化された2D〜5軸工具パス改善シリーズで生産性とプログラミング効率を向上、製造コスト削減。新3Dブレンド工具パスで滑らかな高精度仕上げ面を実現し、ストックとホルダー干渉チェックを提供。3Dツーリングのユーザビリティ向上：ツールリストの3D工具アイコン、インサート-ホルダー嵌合時の接触停止機能、3D工具定義時の補正点自動設定。

工具パスとマシンシミュレーション、工具パスグラフィックス、その他検証・分析ツール改善により、ジョブ実行前により良い判断が可能に。改善内容：工具平面変更時のホームポジション復帰（操作間で平面変更がある場合ツールをホームへ移動）、回転軸位置決め（多軸機械工具動きのシミュレーション/可視化）、スキップドリルサイクルペッキング（サイクルタイム見積もり改善）。

ヘキサゴン、QUINDOS 2019.2をリリース

ヘキサゴンAB（スウェーデン・ストックホルム）のヘキサゴン マニュファクチャリング インテリジェンス部門が、特殊形状向けソフトウェアQUINDOS 2019の第2フルバージョンをリリース。標準検査からパワートレインまで柔軟なソリューションパッケージを提供。

2019.2版には、測定不確度を特定するオプション「QUINDOS Virtual CMM - VCMM II」を搭載。物理技術連邦庁（PTB）検証済みモデルは最新数学モデルと技術標準に基づく。影響因子と相関を、VDI/VDE 2617 Sheet 7準拠のコンピュータシミュレーションで各測定ごとに自動決定。リモート環境付きマシン設定または別途シミュレーションコンピュータで実行可能。シミュレーション実行回数とタイミングを個別測定タスクに合わせて調整可能。

QUINDOS 2019は、タスク定義から最終レポートまで構造化UIでガイド。測定不確度をレポート上で各フィーチャー個別に値出力、グラフィカル出力も可能。入荷/出荷検査別や従来QUINDOSグラフィック別でのグラフィック出力差別化に対応。

歯切り工具向けソリューションに研削/切削工具オフセット決定を追加。カッター/グラインダーの正常/横/径方向オフセット評価に基づき、製造プロセスでの補正値決定に使用可能。

ブローチ（DIN 1415）の環状溝付き研削戦略検査ソリューションも搭載。面方向への徐々に狭まる歯形リードを評価。材料潰れと圧縮応力による破損リスクを、自由面検査で認識・低減可能。

新グラフィカルレポートでギア評価を追加。オールインワンプロットで、ギアのヘリックスとプロファイル評価を凝縮表示。

IBM、レッドハット買収を完了

IBM（ニューヨーク州アーモンク）が、オープンハイブリッドクラウド技術開発企業レッドハット（ノースカロライナ州ローリー）の340億ドル買収を完了。発行済み全普通株を1株190ドル現金で取得、総資本価値約340億ドル。両社は、LinuxやKubernetes等のオープンソース技術ベースの次世代ハイブリッドマルチクラウドプラットフォームを提供し、企業がオンプレミス、プライベート、複数パブリッククラウドでデータとアプリケーションを安全に展開・運用・管理できるようにする計画。

レッドハットは現CEOジム・ホワイトハースト率いる現経営陣が継続。ホワイトハースト氏はIBM上級管理職に加わり、ジニー・ロメッティ氏に報告。IBMはレッドハットのローリー本社、施設、ブランド、慣習を維持。レッドハットはIBM内の独立ユニットとして運営され、IBMのクラウドとコグニティブソフトウェアセグメントの一部として報告される。

ヘキサゴン、ジェネレーティブデザイン形成へドイツ新興企業AMendateを買収

ヘキサゴン マニュファクチャリング インテリジェンス部門が、積層造形（AM）向け設計生成・最適化を支援するシミュレーションソフトウェアソリューション提供のドイツ新興企業AMendateを買収する最終合意を発表。AMendateはヘキサゴンのMSCソフトウェア事業（CAEシミュレーションソフトウェアとサービス提供）に参画。

この買収により、MSCは汎用最適化技術からAM専用ソフトウェアソリューションへパラダイムシフトし、複雑コンポーネントの効率的生産、材料節約、軽量化、効率的・コスト効率的生産等のメリットを提供可能に。AMendate技術は現在のワークフローを遅らせる手作業を排除し、数週間かかっていた工程を数日で完了可能に。

AMendateは2018年、パーダーボルン大学研究者とダイレクト製造研究センター（DMRC、2008年ボーイング、EOS等商業パートナーで開始の産学コンソーシアム）研究者により設立。取引は第3四半期クローズ予定、慣習的クロージング条件適用。

Wind River Linux、コンテナ技術を搭載

組み込みシステムソフトウェア開発企業Wind River Linux（カリフォルニア州アラメダ）が、組み込みシステムでのコンテナ採用を容易にする技術を提供するWind River Linuxの拡張を発表。事前構築コンテナ、ツール、ドキュメント、DockerやKubernetes等フレームワークサポート等のリソースを提供し、組み込みシステム開発者がクラウドネイティブ開発アプローチを活用・展開しやすくする。特にネットワークエッジのアプライアンスで関連性が高い。

コンテナは高い拡張性と柔軟性をもたらすが、ミッションクリティカル業界で典型的な極めて長いライフサイクルデバイス向けに適切な設計やサポートを持つフレームワークは少ない。

運用技術（OT）領域の組み込みデバイス（産業、医療機器、自動車システム等）も、長寿命で軽量・信頼性の高いソフトウェアを必要とする。しかし既存コンテナ技術とプラットフォーム（エンタープライズLinux等）は肥大化しすぎたり、頻繁な更新が必要で、これら組み込みシステムで効果的に動作しないとWind Riverは説明。このリリースで、Wind River Linuxは組み込みソフトウェアプロジェクトでのコンテナ利用の困難さを取り除き、多様なアプリケーションへの参入障壁を下げる。

Software Updateは寄稿編集者Patrick Waurzyniakが編集；連絡先：pwaurzyniak@gmail.com