下流プロセスでのコラボレーション: 製造での CAD モデルの活用。

今日の製造メーカーでは、3D CAD モデルが、初期設計からアセンブリ指示の作成や工場の機械のプログラミングまでに至る製品開発のすべての段階の基礎となっています。そして、そのモデルが最終的に物理的な製品の製造に使用されます。これらの段階の多く、つまりエンジニアリング、ロジスティック、経理、営業とマーケティング、サービスとサポート、製造といった段階が、CAD モデルがまだ進化しているうちに同時進行で実行されています。

高品質な製品を迅速に市場に導入するには、製造部門との下流プロセスの部門における、 CAD データの効果的なコラボレーションと共有が欠かせません。結局のところ、工場で部品をコスト効率よく製造できなければ、設計者のコンピュータ画面に表示された CAD モデルの見栄えは問題ではないでしょう。

製造した部品は、構成部品間の干渉なく、すべてが適切に組み合わさる必要があります。社内の製造担当者も社外の製造サプライヤも、加工用および検査用の CNC プログラミング (英語サイトへ) などの下流の業務に 3D CAD データを使用します。CAD システムでエンジニアによって CAD モデルが作成されると、そのモデルを土台として製品のアセンブリと部品の図面が作成され、その図面が製造担当者によって使用されます。製造エンジニアは、CAD モデルを使用して、アセンブリが適切に動作することの検証と、加工用のツーリング製作とプログラミングを行います。これにより、実際の部品を製造する前に、手順や動作をシミュレーションすることができます。実際の部品の製造後にそれを行った場合は、修正に多くのコストと時間がかかります。数は少ないですが、本当の意味で統合された CAD / CAM パッケージ (英語サイトへ) が市場に出回っています。それにもかかわらず、ほとんどの企業は複数の CAD システムを扱っており、ほとんどの CAD ベンダーはアドオンの CAM 機能の提供をパートナーに頼っています。しかし、企業は CAM のニーズのためにサードパーティ ベンダーを選択することがよくあります。CAD モデルをさまざまなシステム間でやり取りする場合、設計意図とモデルの品質を維持し、図面や製造情報を保持するために、手動による介入が必要になることが少なくないのです。

コミュニケーション ギャップの解消

CAD 設計者と、ツーリングおよびアセンブリの動作の検証を担当する製造担当者の間の伝達ミスが原因で、問題が起きることがよくあります。大抵、これらの重要な関係者は CAD ユーザーではないため、モデルの解釈に苦労し、エラーを引き起こしてしまうのです。製造向けに用意されたモデルが元の CAD モデルと異なる場合がよくあります。わずかな逸脱でも製造ミスや製造作業の不整合の原因となります。多くの場合、加工ツールと加工作業をテストし確認する前に、CAD モデルの検証が必要です。デジタル製品ライフサイクル管理 (PLM) とモデルベースの定義が、社内全体と広範なサプライチェーン全体の設計、製造、品質に関するプロセスを管理する標準的な手段となるに従い、その重要性はますます高まります。今、OEM は、承認済み CAD モデルに至るまでのすべての変換済み CAD モデルの品質を確認できるよう、品質管理プロセスを文書化することをサプライヤに求めています。こうした基準、やり直し作業の高いコスト、訴訟の脅威を踏まえると、CAD ファイルの変換エラーは、製造プロセスのできるだけ早い時期に検出して排除する必要があるでしょう。

製造可能性を考慮した設計の必要性

これらの問題のいくつかを緩和する方法があります。CAD 設計者が工場でそのまま使用可能な製造用図面を作成するのは不可能ですが、最終的なアセンブリ上にもっとも重要な寸法とサーフェスを示すことはできます。これは、製造エンジニアが代替のサブアセンブリ戦略、サーフェス評価、寸法を示すのに役立ちます。製造エンジニアとのコラボレーションは、設計者が最善の素材を選択するのにも役立ち、それが結局は、最終的な製品の美観、構造的な完全性、寿命、リサイクル性、コストに影響します。製造部門からは、使用する可能性のある各素材について、コスト、利用可能性、オーダー量、保管と取り扱いの要件、製造時のリスクなどの情報を提供できます。製造余力についての知識も、設計サイクルの早期にエンジニアが設計者に提供できる貴重な情報です。製造を容易にするための最適化の方法がわからないまま製品を設計すれば、製造コストの不必要な増大を招きかねません。設計プロセスの最初から製造可能性を考慮して設計することで、高品質な製品を迅速に市場投入する企業の能力の大幅な向上が可能です。製造時のばらつきの情報やその他の製造プロセスに重要なデータを設計プロセスの早期に取り込むことや、設計プロセス全体を通じて社内の製造エキスパートといつでも連絡し合えるようにしておくことで、それが可能になります。

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