優れたエンジニアリング設計でROIを最大化する

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製品をより迅速に市場投入する必要性から、企業はCADにおける作業の進め方をより詳細に見直すようになっています。CADツールの高度な機能を活用すれば、面倒な作業を排除し、設計生産性を向上させることができます。本記事では、CADソフトウェアの機能と、それをエンジニアリング設計プロセスの改善にどう活用できるかを探ります。

企業が直面するプレッシャー

まず一歩引いて、エンジニアリング設計プロセスの改善を迫るプレッシャーが何かを見てみましょう。Aberdeen Groupによる400社以上を対象とした詳細な調査で、各業界における主要なプレッシャーが明らかにされました。

企業が直面する主要プレッシャー

製品を迅速に市場投入する必要性と、顧客からのコスト削減要求が、今日多くの企業が直面するトップ2のプレッシャーです。競合他社に先駆けて製品をリリースし、収益を確保し、競合製品が出る前に開発費を回収したいという企業のニーズは当然のことです。
特に景気回復局面において、顧客の「低コスト・高品質」への要求は高まっており、購入により高いROIを得ようと慎重に検討するようになっています。これらの基準は、業界標準や規制への準拠と相まって、設計プロセスに複雑さを加えています。
これらの要求と競争的なリリーススケジュールのバランスを取るには、エンジニアリング設計プロセスの改善が必須の目標であることが明確です。このバランスを実現するには、ワークフローの改善と、異なる設計を迅速に分析してコストと品質のトレードオフを判断する柔軟性が不可欠です。より効果的なCADソフトウェアは、より良い設計プロセスを促進し、企業が新たな市場機会を活かせるようにします。

設計効率を低下させる障害

多数の設計課題が、企業が矛盾する設計目標を市場機会を逃さずにバランスさせることを妨げ、時には不可能にしています。下図は、エンジニアリング設計プロセスにおいて企業が直面するトップの設計課題を示しています。

エンジニアリング設計プロセスの障害

企業にとって最大の障害は、プロジェクト全体を通じて設計変更が頻繁に発生することです。 設計パラメータは、当初想定していなかった機能や状況に対応するため、開発中に頻繁に変更されます。
これは、アセンブリの相互作用への洞察不足や製造可能性の問題に起因します。設計パラメータの頻繁な変更は、設計者が以前の作業を放棄し、新たな対応策に注力せざるを得なくなるため、設計プロセスを阻害します。これらの変更が設計プロセスの後期に発生するほど、対応は困難になります。しかし、情報が製造部門に正しく伝達されなければ、時間の浪費、コスト増、製品廃棄物の増加を招きます。

CADを活用した設計プロセスの改善

企業がいかにCADを活用して設計プロセス効率を高めているかを見るため、Aberdeenレポートでは参加企業のパフォーマンスを文書化し、Best-in-Class（最優秀）、Industry Average（業界平均）、Laggard（遅れをとる企業）に分類しました。企業が設計プロセス改善を迫られるプレッシャーへの対応成功度を測るため、5つの主要業績指標が用いられました。

企業内でのプレッシャー対応状況

Best-in-Class企業は高い成功率を示し、すべてのプレッシャー対策で約90%を達成しました。一般的に企業が直面する相反するプレッシャーと設計プロセス目標のバランスを取っています。業界平均企業は約80%で推移し、遅れをとる企業は目標達成に苦戦しています。
Best-in-Class企業は、CADソフトウェアを設計プロセスで効果的に活用することで、前回のCAD導入以来、開発期間を30%短縮しています。これは業界平均企業の改善幅の2倍です。遅れをとる企業では、最新のCAD導入後も開発期間に変化は見られませんでした。

開発期間の変化

すべての参加企業が、前回のCAD導入以来何らかのパフォーマンス改善を実現しています。しかし、Best-in-Class企業はエンジニアリング設計プロセスの改善を通じて、はるかに大きなリターンを得ています。これには、全体的な製品コスト、開発コスト、エンジニアリング変更指示（ECO）の平均実装時間の削減が含まれます。下図は、各カテゴリーでどの領域のパフォーマンスが改善したかを示しています。

企業パフォーマンスの改善

設計制約と設計構成の管理

同じCADソリューションを導入しているはずなのに、なぜBest-in-Class企業が他社より良いリターンを得られるのか、疑問に思われるかもしれません。レポートでは、優秀企業がCADを活用して効率を高めているのに、競合他社が見落としていた多くの領域を特定しました。
最初の領域は、CADソフトウェアによって自動的に適用される設計制約と設計構成の管理です。

CADによって強制される制約

1. 標準的な設計ルールと制約を確立し、既知の限界内で設計できるようにしました。設計プロセスに製造部門を関与させることで、その知識と専門性を活かし、製造不可能なアセンブリが設計されるのを防止しています。
2. 新しいフィーチャーとパーツの作成を自動化する構成ルールを開発しました。標準的な設計ルールを策定することで、エンジニアは入力されたパラメータに基づいてフィーチャーを自動的に構築できます。異なる構成間でフィーチャーを自動化することで、設計プロセスが高速化され、完了済みの作業をやり直す必要性が減ります。

大規模・複雑アセンブリへの計画的対応

アセンブリが大規模かつ複雑になればなるほど、コストのかかる遅延を招き、製品品質に影響を与えます。複雑なアセンブリに備えて計画的に取り組むことで、Best-in-Class企業は競合他社に先んじました。目標は、最初から効果的に計画し、エンジニアに組織的な学習を提供することです。

複雑なアセンブリへの対応

1. まず大まかな参照モデルを作成して設計プロセスを開発しました。
2. さらに、モデル内の各パーツについてトップダウンでアセンブリを計画しました。設計フェーズの計画時に参照モデルを使用し、各設計は最終アセンブリの大まかなバージョンをベンチマークとして開発されます。これによりモデルに柔軟性が生まれ、設計の進化に合わせて容易に変更できます。
3. 標準的な設計ルールとガイドラインのベストプラクティスに、競合他社より積極的に参加しています。これにより、すべての設計者が企業の集合的経験と学習から恩恵を受けられます。

不適切なモデリング手法は、参照を失ったり、モデル全体の失敗を招いたりして、変更が困難なモデルを生み出します。これにより設計プロセスが遅延し、製品の市場投入に要する時間が長引きます。標準的な社内ガイドラインはモデル間の一貫性を確保し、製品が制約と品質目標の範囲内に留まることをさらに保証します。

CADによる設計プロセスの改善

いずれかのCADツールに変更しても、単にソフトウェアを購入するだけで改善が期待できるわけではありません。改善は、より良いエンジニアリング設計プロセスへの改善を通じてCADソフトウェアで達成されました。CADプログラムを変更すれば改善が見込めますが、Best-in-Class並みの成果を得るには、貴社がさらに設計プロセスを前進させる必要があります。

既存のCADソフトウェアに、市場の他ソフトウェアにはない顕著な制限がある場合、改善が見込めます。適切な機能を導入し、効果的に活用している企業は、Best-in-Class並みのパフォーマンス改善が期待できます。

貴社の既存設計プロセスに改善の余地があると思いますか？ エンジニアリング設計のどの点を改善すれば生産性向上が見込めるとお考えですか？