ベリカット ユーザー事例: レムル・エンジニアリング
プロセスエンジニアリングのデジタル革命
Bruce Morey （寄稿） Manufacturing Engineering Magazine
Remmele Engineering（ミネソタ州ニューブライトン）は州内に４事業所を持つ年間売上9,300万ドルの会社で、高度の専門性を必要とする少量部品の製造に特化している。できるだけ短期間で、最も費用効率が良く、高品質の製造プロセスを設計することは、きわめて重要だ。「リードタイムはかつての数ヶ月から数週間になってきている」と Remmele の高度生産エンジニアリング担当役員 Red Heitkamp は言う。
10種類を超える異なるCAD/CAM システムを合理化したことに加えて、改善により製造エンジニアの仕事が簡素化された。 Remmele が実行したことは標準化を超えている。彼らはプロセス設計の負担を減らすために、ソフトウェアを統合して機械に固有の情報を取り込んだ。
工具管理だけでも、エンジニアが必要とする手作業のステップ数を減らした。多くの委託製造業者のように、Remmele には、ドリル、リーマー、エンドミル、タップ、フェースミル、のこ刃、コレット、ホルダー、アーバー、エクステンションを含む数百の特殊工具がある。Remmele ではこれらの工具のデータベースを構築し、工具を追跡する手段を導入した。今では、会社の製造エンジニアたちは、どの工具が利用できて、どこにあるかをわかっている。
Remmele のデジタル基盤のもう一つの利益は、設計変更管理手順の改善だ。たとえば、同社が顧客から、約2m×8m の大くて複雑な部品をCatia V5 で受け取る。Remmele が製造プロセスを設計し始めた後、顧客から改訂がいくつか入る。数百のカッターパスをプログラムした後であっても、これらのエンジニアリング設計変更に起因するプロセス変更を同定することは簡単だ。「このような場合、改訂変更の処理時間はこれまで8時間だったのが、今では15分から20分だ」とCAM/EDI センターのマネージャーMark Conley は言う。
このデジタル基盤を完成させるため、Remmele では普及しているソフトウェアを使った。また同社は前述の節約を達成するため、共通のデータ、プロセス、手順を必要とした。
全社システム標準として、5つの基本ソフトウェアツールの組み合わせが認定された。
- コンピューター支援製造（CAM）
- 実績予測ソフト
- 工具データ管理（TDM）
- エンジニアリングデータ管理（EDM）
- 直接数値制御（DNC）
最終選択されたCAM製品はUGS（テキサス州プラノ）のNX だった。CAM 製品を1つだけ選ぶことは大変だった。Remmele は1つの共通製品定義説明で標準化したかったのだが、顧客ベースの多様性を認めなければならなかった。「我社は多くの業界に対処しなければならない。ある種類のモデルだけ受け入れできる、と神経質になるような贅沢は許されない。すべて、できなくてはならない」とHeitkamp は言う。
顧客からRemmele に提供されるモデルは、とりわけCatia V4 フォーマット、PTC、SolidWorks になる。Remmele では、複数の定義を単独のマスターに変換する必要があった。
幸い、Translation Technologies（ワシントン州スポーケン）のソフトウェアはうまく機能した。「これは本当にマスターを再構成できるパッケージで、顧客からの提供モデルの情報を保持できる。手作業でその情報を再入力することなく、我々の時間と労力を省いてくれ、通常のSTEP変換以上のことをする」とConley は説明する。
今後の成長も、UGS NX を選んだもう一つの理由だ。「UGS NX にはオープンアーキテクチャがあり、オーダーメイドと自動化の役に立つ」とConley は言う。NX にはアプリケーションプログラマーインターフェイス（API）があり、ユーザーはC++、Java、Visual Basic（VB.net）を含めることができる。
TDM Information Systems（イリノイ州ショウンバーグ）は工具管理機能を提供した。このパッケージは、UGS NX およびNX のシミュレーションツールと統合できる。工具管理の自動化だけでも充分だったが、CAM オートメーションに自動データ転送することで、さらに良くなった。「我々は、CAM オートメーションで使うのに十分な工具管理システムを必要としていた」とRemmele Engineering のCIMマネージャーTom Shuga が言う。TDM はこれを提供した。
Remmele ではこれらのソフトウェアパッケージを統合し、TDM から作成した工具アセンブリーをNX のCAMプ ログラムにインポートするようにした。製品データとCAM 設定は単一のDNC システム上で構成され、制御され、分配される。
「これらのシステムにより、プロセスの開始時点でエンジニアリングデータの構成管理ができる」とShuga は説明する。
Remmele の工具在庫管理システムにより、製造エンジニアたちは、自分の事業所だけでなく、全社的に、工具情報にアクセスできる。これは、すべての在庫棚の可視化情報を提供し、すべての在庫棚から注文要求を受け取り、注文を決定し、注文書を送り、供給元に一括注文のファックスさえ行う。
TDMに保存される各工具アセンブリーの技術データはどこから来るか？Remmele では、一般的なデータを使うことより生産現場の実態に合せてソフトウェアを調整することが成功のカギになる、と考えた。工作機械のそれぞれは、正確さ、送りと回転数、剛性、コントローラ技術の制約という観点で、判定される。Remmele には現在75台の高級な工作機械があり、今後判定される。
現在、Remmele のTDM データベースには13,200の個別工具部品と10,390の工具アセンブリーが入っている。これまでのところ、製造エンジニアとNCプログラマーは、それらのアセンブリーの約10%に、機械のパフォーマンスとプロセス特有の情報に由来するデータを組み込んだ。
Remmele では工作機械の評価に、ソフトウェア分析と実地テストを利用している。さらに、Metal Max ソフトウェ「こうすることで、実地テストで機械のできることがわかり、その情報をデータベースに取り込む」とConley は述べる。
絶え間ない変化に伴う二面性は、Remmele のような会社とその製造エンジニアたちのチャンスとリスクに顕れる。自社の製造要員を継続的に巻き込むことは不可欠である。「製造エンジニアと生産現場の製造技術者を巻き込むことは、すべての自動化プロジェクトに情報を提供するためには不可欠だ」とConley は言う。
知識ベースを拡大する過程は複雑だが、知識ベースによるプロセスが役に立つためにはその過程は必要である、とHeitkamp は言う。製造エンジニアたちにとって知識ベースは役に立つ、と彼は信じている。知識ベースはエンジニアとNCプログラマーに一貫したプロセス定義を可能にし、プロセス定義は製造環境内で最も標準的なやり方を利用する。
新しい工作機械を購入したり新しい材料を指定したりすると、基盤データベースを最新にしておくことが問題になる。そのうえ、ソフトウェアは、ベンダーの改善努力により、継続的に進化していく。ソフトウェアアップグレードはチャンスにもなる。Remmele の製造エンジニアたちがプロセス設計を助ける新しい方法を見つけたり、エンジニアたちがシステムを使い、それを改善する方法を見つけたりする。
プロセス設計の自動化
Remmele ではちょうど全社的にソフトウェアの標準化を完了したところで、それにより多くの利益がもたらされた。次のステップは、本当の自動化を準備することだ。最終的な展望は、Intelligent Model-Centric Manufacturing System と呼ばれる知識ベース自動化エンジニアリングシステムを実装することである。
製造の設計プロセスの差異は、問題を起こす。同じ部品を別の事業所で、あるいは別の人によってどのように製作されるか、という差異は特に問題をはらむ。「良い部品を作るために繰り返しを行うことは、今日では良くあることだ。スケジュールのリスクを減らし、予想可能なプロセスを提供する方法を必要としている」とHeitkamp は述べる。
「この知識を獲得するシステムを構築する利点は、これが街中で買えるものではないことだ。UGS NX やTDM は買えるが、我々がシステムに投入した実証済の成功事例は購入できるものではない」と彼は説明する。
同社はプロセスをベンチマークテストし、リードタイムを50%減らすためのロードマップを作成した。彼らの計画は、規則ベースのデシジョンツリーによる成功事例を取得することだ。製造エンジニアが顧客からの部品モデルを目にしたときには、製造手順は確立され、自動で手配されている。各事業所の製造の技術者は、手順を自動手配する方法に関する情報を提供する。