PLM ツールによる製造業の変革

製品ライフサイクル管理 (PLM) ソフトウェアを使用することで、メーカーは強力なツールを活用して、業界を襲う大規模な変革を管理します。 PLM ソフトウェアには、製造専門家が世界中に広く分散した従業員や資産に対処するために必要な、最新の製品データ管理 (PDM) および CAD/CAM/CAE ツールがすべて含まれています。

製造現場で PLM のデジタル ツインを活用し、資産がクラウドに保存されることが多くなると、在宅勤務者の日常の製造管理の能力が向上します。 新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックが始まって以来、製造業務は仮想工場の運用にもっと創造的に取り組む必要がありました。 多くの PLM 専門家は、この傾向は今後も続くと言っています。

カリフォルニア州サンラファエルを拠点とする Autodesk Fusion Lifecycle PLM ソフトウェアの開発者である Autodesk Inc. のシニア PLM ビジネス戦略マネージャーである Keri Bender 氏は、PLM 顧客の要件は多くの要因によって形成されていると述べています。 「製品はますますスマートになっているため、PLM は機械、電子、サービスの設計データを処理できる必要があります」と彼女は付け加えました。 「プロセスはデジタル化されており、そのデジタル化は部門間の垣根を越え、パートナーネットワークやサプライチェーンにまで拡大しています。自動化が工場を席巻し、メーカーはサプライチェーンを再考しています。」

ベンダー氏は、PLM開発者は主に2つのレベルで課題を認識していると述べた。 彼女の言葉を借りれば、次世代 PLM (「PLM 4.0」) は従来の PLM よりも機敏であり、進化するプロセス、データ ソース、分野に適応する必要があります。 「Autodesk Fusion Lifecycle は、この状況に対処するように設計されています」と Bender 氏は述べています。 「PLM 4.0 は、データの整合性と知的財産を保護しながら、部門間、さらに重要なことに、多様なパートナーのエコシステム間でのシームレスなコラボレーションを可能にする必要があります。Fusion Lifecycle はクラウドベースであるため、部門やサプライ チェーン全体に導入できるように設計されています。」

ボストンに本拠を置き、Windchill PLM ソフトウェアの開発者である PTC のマーケティング担当副社長、マーク・テイバー氏は、近代化とデジタル変革が不可欠であると述べています。 「これにより、CAD データを保管およびバージョン管理するためのエンジニアリング ツールとして見なされていた PLM の性質が、真の企業/複数企業の協調的な製品ライフサイクル管理へと変化しました」と Taber 氏は述べています。 「PLM は、こうしたデジタル変革やデジタル スレッド イニシアチブの基盤となっています。Microsoft Office や自社製アプリケーションを介した統合で構成される既存のアプリケーション インフラストラクチャは、新たなレベルの複雑さでは機能しなくなりました。」

テイバー氏は、新型コロナウイルス感染症流行以前の 3 つの主要な推進要因である顧客、バリュー チェーン、製品がすべて変化していることを強調しました。 同氏は、「政府と顧客は、企業のデータ管理方法に高い運用要件を課している」と述べた。 「顧客はバリエーションの数を拡大しながら、よりカスタマイズされたソリューションも求めています。」

企業は生産の大部分を外部委託したり合弁事業を設立したりすることを検討しており、サプライヤーとのパートナーシップを構築する機会が増加していると同氏は付け加えた。 サプライチェーンの混乱のリスクにより、効率性と拡張性を実現するためにより標準化されたコンポーネントの必要性が高まっており、製品も変化しているとテイバー氏は指摘しました。 「製品は単純な電気/機械機械から、ソフトウェア駆動の接続されたデバイスへと進化しました。」と彼は言いました。 「新型コロナウイルス感染症による混乱により、PLM SaaS ベースのコラボレーションは、安全なグローバルな 24 時間 365 日のリモート作業に不可欠であると考えられています。」

テキサス州プラノにあるシーメンス デジタル インダストリーズ ソフトウェアのマーケティング、ライフサイクル コラボレーション ソフトウェアのディレクター、ビル ルイス氏は、進化するビジネスと市場の要件により、メーカーは働き方をデジタル的に変革するための新しい手法を採用するようになっています、と述べました。 「顧客はデジタル変革目標の達成に役立つソリューションを求めており、PLM はその重要な実現要因です。今日の PLM ソフトウェアは、機械、電気、ソフトウェア コンポーネントを含む製品のあらゆる側面をサポートする包括的なデジタル ツインをサポートする必要があります。あらゆる種類のユーザーのニーズに合わせてパーソナライゼーションを行うには、オープンで柔軟でなければなりません。」

今日の多くの製造業者の現実は、真のコラボレーションがほとんどなく、サイロで作業を続けていることだとルイス氏は指摘しました。 「これにより、順次手動での引き継ぎが発生し、重大なデータの冗長性や不整合が生じる可能性があります。これにより、コミュニケーションの誤り、品質の逸脱、発見が遅れて製造上の問題が発生する可能性が生じます。これらの問題により、設計時間、労力、やり直しコストが増加する可能性があります。」 。」

製造用のPLMソフトウェアは重要な役割を果たす可能性があると同氏は付け加えた。 「企業は製造計画活動を製品ライフサイクルの早い段階に移行できる」とルイス氏は述べた。 「早期のコラボレーションにより、変更コストを抑えながら問題を解決し、プロセス計画を最適化するための可視性が得られます。」

PLM ソリューションを使用すると、ユーザーは特定のビューの製造部品表 (mBOM) を作成し、設計要件に完全にリンクされたエンジニアリング部品表 (eBOM) を拡張できるとルイス氏は述べています。 これにより、ユーザーは次のことが可能になります。

フランスのヴェリジー・ヴィラクブレーとマサチューセッツ州ウォルサムに本拠を置くダッソー・システムズの Enovia マーケティング担当バイスプレジデントであるガース・コールマン氏は、「業界は変革を続けており、複雑な製品をより迅速に市場に投入する需要が加速しています」と述べています。同社は 3DExperience PLM を開発しました。プラットホーム。 コールマン氏は、「製造業は企業の四方の壁を越えて世界的なネットワークにまで拡大した」と付け加えた。 「デジタル化と自動化により、企業は自社の製造を仮想的に反映し、新しいコンセプトを迅速に体験して創造できるようになります。しかし、新しいソリューションはデジタル化を超えて、ビジネスを運営するための運用システムと、ビジネスを変革するためのビジネス モデルの両方を提供します。」

コールマン氏は、ますます革新的な製品を提供するには仮想世界が不可欠であると付け加えた。 「PLM のトレンドを見ると、未来の構築がいくつかの重要な要素に依存していることが簡単にわかります。」 これらには次のものが含まれます。

今日の PLM 導入に対する最大の障壁の一部は、サイロ化されたツールのままです。 こうしたサイロ化により、チームはエンジニアリング情報を単一の真実の情報源に効果的に統合することができなくなる、とコールマン氏は述べた。 その他の障壁には、デジタル スレッドの確立、組織変更管理、テクノロジーの導入/アップグレード、データの移行、ツールの移行を妨げる異種データ ソースなどがあります。 もう 1 つの重要な障壁は、異なる設計システムを使用して、分野を超えて革新を試みることです。

PTCのテイバー氏は、開発速度と機敏性を高め、品質を向上させ、数百万ドルのコストを削減するにはデジタルトランスフォーメーションが必要であることをメーカーは認識していると述べた。 「しかし、平時においてこの規模の変化は容易ではなく、今は平時ではない」とテイバー氏は述べた。 「メーカーは、システムが相互に通信できない場合に、組織をどのように統合するかに取り組んでいます。メーカーは、組織への鍵が PDF 内にロックされている紙のパラダイムの中で生きています。何百万もの変更に対する構成管理をどのように維持しますか?それぞれがドキュメントやモデルと関係を持つオブジェクトは何百ものプログラムと何千人もの人々にまたがるこれらすべてのさまざまな部分をどのように管理すればよいでしょうか? どれだけのリリース プロセスに遭遇する必要があるのでしょうか? その複雑さに加えて、新型コロナウイルス感染症による無数の課題と、 IT システムはリモート ワーカー向けにセットアップまたは設計されていません。デジタル トランスフォーメーションは困難に思えるかもしれません。」

シーメンスは昨年6月、バーチャルアナリスト会議でSaaS PLM市場への初進出となるTeamcenter Xを発表した。 同社は、見込み顧客に、Web サイトでソフトウェアの 30 日間の無料試用版を提供しています。 「Siemens は、SaaS 配信により、Teamcenter X の展開をクラウド上で管理するためのすべての作業を行います。顧客は従量課金制で、製品のイノベーションに集中できます。」と Siemens の Lewis 氏は述べています。 「Teamcenter X は Teamcenter」です。これは、SaaS Teamcenter X の顧客が広く使用されている Teamcenter の利点をすべて享受できることを意味します。

ダッソー・システムズは自社の PLM 製品を幅広く拡張しており、最近発表された R2021x 3DExperience プラットフォーム リリースでは Enovia だけでも 100 以上の新機能と拡張機能が追加されているとダッソーのコールマン氏は述べています。 「Solid Edge の新しい Collaborative Designer の役割により、3DExperience プラットフォームの機能が従来のファイルベースの機械 CAD のより多くのユーザーに拡張されます」とコールマン氏は述べています。 「さらに、R2021x では、CATIA V5、Solidworks、AutoCAD、および Altium Designer のコラボレーション デザイナーの役割全体で多数の機能強化が利用可能です。これらの機能強化により、マルチ CAD 設計者は、既存の設計内からプラットフォーム機能にアクセスすることで、コラボレーションとデータ管理を進めることができます。」環境。」

Enovia R2021x には、ユーザーが複雑な製品定義を管理する方法を改善することで、製品の総合的な 3DExperience Twin を進化させる機能強化も含まれているとコールマン氏は付け加えました。 「たとえば、プロダクト リリース エンジニアの役割は、主要なエンジニアリング項目のオプションの提供を簡素化するために代替項目をサポートします」と彼は言いました。 「R2021x では、3DExperience アプリ間での作業も効率化されています。新しい「Open With」コマンドを使用すると、ユーザーは、Product Release Engineer のテーブル ビューからサポートされているアプリの製品定義を直接開くことができます。さらに、3D コンテンツとサポート情報は、から移動すると自動的に読み込まれます。 3D マークアップ、3D 作成、3D 注釈インサイト、および干渉チェック アプリに 3D レビューを発行します。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）危機が続く中、従業員の流動性と回復力が改めて注目されているとPTCのテイバー氏は指摘した。 PTC PLM の開発には、「顧客が IT に制限されない SaaS サービス (時代を超越したイノベーション) を通じて、より革新的な製品をより迅速に提供すること」が含まれていると Taber 氏は述べています。 その他の成果物には、「プラント固有の製造 BOM、プロセス計画、作業指示書、単一 BOM/さまざまなビュー、関連する (コピーされない) 追跡可能な視覚的な (GD&T を含む) コンテンツと構成の理解の作成、AI をすべてのプロセスに適用して、より多くのガイダンスを提供する」などが含まれます。 ; シミュレーション主導の設計; 拡張現実を備えたデジタルネイティブ世代に適切なデジタルテクノロジーを提供します。」

主要な PLM ソフトウェア開発者はすべて、顧客の仮想世界を改善し、工場現場や製品開発の視覚化で遭遇するものとよりよく一致させるのに役立つ新しいシミュレーションを提供しています。 「シミュレーションは、製造可能性の予測、製造可能な設計の生成、または製造された製品のパフォーマンスの評価など、製造を説明する上でこれまで以上に優れています」と Autodesk の Bender 氏は述べています。 「Moldflow による射出成形から Netfabb による金属添加剤、TruComposite による複合材まで、製造性を評価できるプロセスのリストは増え続けています。また、私たちは Fusion 360 に工作機械シミュレーションを追加しています。」

ジェネレーティブ デザインは当初、加算のためのデザインを作成することに重点を置いていたとベンダー氏は述べています。 「テクノロジー内の新たな制約により、2.5 軸、3 軸、5 軸加工、2 軸切削、ダイカスト向けに最適化された設計を生成できるようになり、さらに多くのことが実現される予定です」と彼女は述べました。 「製造がパフォーマンス、特に複合材料に与える影響を考慮する必要があります。Moldflow、Helius PFA、Autodesk Nastran などのテクノロジーを組み合わせることで、製造されたままの製品のパフォーマンス分析を実行できるようになります。」

製品がより複雑になるにつれて、シミュレーションが製品管理の中核となるとシーメンスのルイス氏は述べています。 「シミュレーションへの総合的なアプローチは、このデータが分離されていないため、より優れた洞察を提供します。データはデジタルツインに結び付けられており、各情報には依存関係があります。すべてのデータが取得可能であり、コンテキストが理解されている必要があります。」とルイス氏は述べました。 「この膨大な量のシミュレーション データを管理せずに放置すると、検索が困難になります。作業のトレーサビリティと変更管理は重要かつ困難です。ほとんどの企業では、データの検索や古いバージョンの設計の作業に時間が無駄に費やされています。」

彼は、Teamcenter シミュレーションが製品開発のスピードアップに役立つと主張しています。 「バルク シミュレーション タスクを自動化および再利用し、トレーサビリティを備えて関連データを整理することで、非効率が削減されます。これにより、検索が簡単かつ迅速になります。複数のソフトウェア アプリケーションをチェーンする CAE プロセスは、データが PLM システムにキャプチャされている間に自動的に実行されるように調整できます。結果を視覚化することで、専門家以外の人でもシミュレーションを理解できるようになり、より多くの利用者にその使用が広がります。」

Dassault の Simulia シミュレーション ソフトウェアは、業界アプリケーションごとにユーザーの役割を提供します。 デザイナーとエンジニアは、日々の製品設計活動を通じてシミュレーションを使用できるとコールマン氏は述べています。 「シミュレーション技術は、構造、流体、プラスチック射出成形、音響学、電磁気学、および構造応用をカバーしています」と彼は言いました。 「適切な機能がアプリケーションのコンテキストで提供されます。また、不定期のユーザー向けにガイド付きアクセスもあります。」

ユーザーは、PLM および CAD と完全に統合された設計環境内で設計ジオメトリを使用してシミュレーションできます。 コールマン氏によると、シミュレーションのタスクと属性が設計にリンクされているため、基礎となる設計が変更された場合でもシミュレーションを簡単に実行できます。

「Simulia は、製品データに直接リンクされた複雑なアセンブリもシミュレーションします。」と彼は言いました。 「モデリング、シミュレーション、視覚化テクノロジーは、プロセスのキャプチャ、公開、再利用を含めて 3DExperience プラットフォームに完全に統合されています。シミュレーション データ、結果、IP をプラットフォームに接続できるようにすることで、顧客のシミュレーションへの既存の投資の価値が最大化されます」 。」

彼は、コンピュータ支援設計ソフトウェアと現実的なマルチフィジックス シミュレーション テクノロジが、持続可能な製品設計を加速し、その性能を検証し、製品の生産に役立つと信じています。 「製品の最終構成には非常に多くの変数が影響するため、堅牢なマルチフィジックス シミュレーションを活用することで、組織は安全性、重量、強度、耐久性などの製品の重要な側面について明確な視線を維持しながら、タイムリーな最適化を実行できます。振動や電子信号の忠実度さえも。」

Coleman 氏は、Dassault は Simulia を使用して、しばらくの間、シミュレーションのライフサイクル管理に対して統一されたモデルベースのアプローチを採用してきていると付け加えました。 現在はパブリッククラウド上で利用できるようになっています。 「3DExperience の R2021x リリースには、業界およびワークフロー固有の役割に配置されたアプリがあり、以前のバージョンでは利用できなかった新機能を提供します。

「製造プロセスのシミュレーションに加えて、シミュレーションは、新型コロナウイルスのパンデミックによってもたらされた『新しい常態』の一環として、私たちが仕事や学校に戻る際にも重要な役割を果たしています」とコールマン氏は続けた。 「たとえば、ダッソー・システムズは、学生と職員の安全な帰還に貢献するために、工業デザインの最適化に長年使用されてきたシミュレーションが、より安全で健康的な教室をどのように構築できるかを実証してきました。」

コールマン氏は、コロナウイルスが空気中に広がる中、気流の物理学と、汚染された可能性のある浮遊飛沫がどこに移動するかを理解することが、影響を軽減するのに役立つと述べた。 「このためにダッソー・システムズは、3DExperience プラットフォームを活用した Simulia アプリケーションを使用して、教室内の効果的な換気扇の配置と、露出を最小限に抑える最適な教室の座席を実証しました。」

コールマン氏は、教室をより安全にすることに加えて、Simuliaのアプリケーションとサービスは、パンデミックの最中に建築エンジニアや施設管理者が病院、空港、工場、オフィス、居住空間のスペースを再評価するのを支援するためにも使用されていると述べた。

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