分野横断的な製品構想から製造までをつなぐ

メカトロニクス製品の最新版や革新技術の市場投入のスピードアップが求められる現在、性能やエネルギー効率の向上、軽量化、小型化を図っていく必要があります。メカトロニクスシステムの活力に満ちた市場は刺激的です。そしてその製品開発プロセス(PDP: product development process)も刺激的と言えるでしょう。

PDPを最適化し短縮するための最善の方法は、様々な開発領域が初期段階から協力、連携することです。領域横断的な製品構想を共同で策定することで、開発開始前に矛盾点を洗い出すことができます。各部門で異なる機能構成を持つ様々なソリューションを構築し、これを評価して判断を行います。

機械、メカトロニクス、電気、流体工学からソフトウェアまであらゆる領域が目標を把握しているため、開発プロセスの大部分を並行して進めることができ、通常は、製造や購買等の下流工程も早期段階から参加します。エンジニアリングの同時進行のメリットは、開発結果を頻繁に調整し、足並みを揃えることができる点です。検討している様々なソリューションを早い段階で統合することで、矛盾を洗い出すことができます。このような矛盾を即座に修正することで、正常に機能するシステムをより速やかに生産に移行することができます。製造部門では他の生産の選択肢についても十分に余裕を持って検討を開始しているため、時間のかかる手直しが必要ありません。

製品ライフサイクル管理(PLMは製品全体の管理の透明性を確保し、領域横断的なプロセスをインテリジェントにサポートすることでこのPDP手法を支援します。各エンジニアリングチームで最適なデータモデルを犠牲にしたりワークフローを変える必要はありません。このような分野横断的な協力には例えば次のような形があります

電子系と機械系が結びついた協力体制

電子系と機械系ではネイティブの設計データ形式が異なるだけでなく仕掛(WIP: work in progress)データも異なります。以下にいくつか例を挙げます。

  • モデルは機械部門で管理し、プロジェクトは電子部門で管理しています。

  • 最終設計のためのメーカー部品の選定は機械部門が行い、プロジェクト計画プロセスは電子部門が担当している

    一方で、回路基板とハウジングの互換性を早い段階で確認するためには、ハウジングの機械的な3Dモデルが必要です。これをECADツールにインポートすることができます。次のようなプロセスで連携が行われます。

  • 機械技術者はインターフェースや表示素子の取付穴やリセスを備える回路基板のジオメトリを作成し、PLMシステムの所定の場所に保存し、ファイルをIDFやSTEPといった中間ファイル形式に変換します。

  • 電子技術者はIDFやSTEPファイルをPLMからインポートし、回路基板のレイアウトを作り、再度PLMに保存しPCBAのジオメトリをIDFやSTEPに変換します。

  • 機械技術者はPCBジオメトリをハウジングに挿入し必要に応じて調節します。

  • 電子技術者は更新されたPCBジオメトリをインポートしPCBAファイルを更新します。

この連携プロセスにおいて、回路基板レイアウトや電子系パーツ一覧の主なツールとして利用されるのがEDAシステムです。

衝突検証を行うためにはメカトロニクスアセンブリとそのコンポーネントを3次元で表示する必要があります。コンポーネントのモデリングが詳細であればあるほど、コネクタの不適切な配置等の考えられるエラーを特定し修正しやすくなります。

バージョン管理と変更管理で共同設計体制を構築

インテリジェントなCADの直接統合システムは、ネイティブデータを明確な名前で共通のデータモデルの所定の場所に自動的に保存し、取り決めた中間ファイル形式に変換し、パーツ一覧を生成することで、双方向のデータ交換を支援します。プロセスから自動的に他の領域に通知が送信されるか、設計者自身がPLMシステムから送信するかを設定で選択できます。

PLMは共通の環境ですべてのバージョンを管理するだけではありません。統合された変更管理により、設計プロセスの各ステップのログを取り、適合するバージョンと連携させ、リリースを管理します。

BOM連携で、常に最新状態の一貫した製品パーツ一覧を共有

新しいバージョンが保存されると、CADコネクタが領域横断的な製品パーツ一覧を生成するようルール定義することができます。構造はユーザーが自由に選択できます。

  • Flat:各領域ごとの品目番号範囲

  • Consolidated:電子コンポーネントや他の領域からのコンポーネントが、対応する機械アセンブリに割り当てられる

  • 個々のパーツ一覧を連結

CADコネクタに含まれる「パーツ一覧比較」機能により、パーツ一覧が変更を反映して更新されるようにします。

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