重機

熟練した作業者の不足と知識ギャップ
経験豊富な溶接工やロボットエンジニアが不足していることで、安定したスループットと品質の維持が難しくなっています。ノウハウの多くを個人に依存しているために技能に格差が生じ、それが新製品の立ち上げに遅れが生じる要因となっています。

多品目製品の増産への対応力
重機製造はHMLV（多品目小ロット生産）である場合が多く、頻繁な製品変更や受注設計、さらに溶接の追加等の後工程で発生するCAD更新に対応するため、ティーチングの工数が増大し、結果として増産が遅延してしまいます。

複雑な溶接における品質のばらつき
大型で重量のある部品に反復溶接や多層溶接が多く含まれる場合や、継ぎ目形状が複雑で到達性に難があるなどといった場合には、品質にばらつきが出てしまうことがあります。現場スタッフやシフト間で一貫した品質をどう担保できるかが、長期的な課題となっています。

治具および製造性考慮設計に関わる課題
大型の溶接構造物の治具設計には多くの時間とコストがかかります。設計変更が後工程で発生すると、ツーリングやレイアウトの手戻りが必要になる場合があります。また、製品設計のモジュール化が進み、PMIやモデルベースエンジニアリングが導入されることで、設計と生産間の連携はさらに複雑化していきます。

多品目小ロット生産におけるロボット稼働率の低さ
溶接や後工程でのロボット技術の導入は進んでいるものの、製造業者の多くはロボット稼働率の低さに課題を抱えています。ティーチペンダントによる手動でのティーチングは時間がかかり、さらに設備を占有してしまうため、自動化技術の恩恵を十分に受けることができません。

ロボットソフトウェア環境の不統一
同一の施設内で複数のロボットブランドを採用している場合、それぞれ固有のティーチング環境が必要になることがあります。汎用のオフラインティーチングツールはプロセス単位で提供されることが多く、ポストプロセッサーではコストと複雑性が増すため、モジュール式の生産設定での標準化が難しくなっています。

複数技術の統合
最新の生産セルは、ロボットやポジショナー、治具、検証システムなどを組み合わせて構成されています。これらの技術を連携させ、コミッショニング前にワークフローを検証することは、デジタルシミュレーションなしでは困難です。

自動溶接検出の限界
自動溶接検出は単純な部品には有効ですが、重機製造に多く見られる大型で複雑な形状には十分に対応できません。溶接パスを正確に定義して最適化できる柔軟なツールが、依然として求められています。

実機での試運転を行う前に、ロボットセルやコンベヤーシステム、資材の流れをデジタル上で計画・検証します。シミュレーションを実施することで、ロボットとポジショナー、そして物流がシームレスに連携し、エラーの低減と設定時間の削減に貢献します。

溶接・アセンブリパスをオフラインで作成・検証することで、ティーチペンダントによる手動のティーチングと比べて所要時間を半分以上削減できます。新しい生産ラインの迅速な立ち上げとダウンタイムの削減が見込めます。

多層溶接や複雑な継ぎ目形状、大型の溶接構造物をシミュレーションし、製品バリエーション全体で一貫して高い品質を保ちます。仮想検証を行うことで、現場で発生する試行錯誤を最小限に抑えます。

ロボットのオフラインティーチング、およびプロセスの検証をデジタル環境で行うことで、稼働初日から生産できる体制を整えることができます。コミッショニングの期間を短縮し、初期不良を削減することが可能です。

シミュレーションを用いて生産レイアウトを評価し、ボトルネックを特定することで、仮定シナリオをテストしてサイクルタイムを最適化します。その結果、スループットとリソース活用、障害への対応力が向上します。

実機への導入前に、仮想空間内で制御ロジックやロボットの動作、PLCやポジショナーとの統合状態を検証します。システム全体が設計通りに機能することを確認でき、現地でのデバッグ作業を減らすことができます。