3次元CADを導入し解析や干渉のチェックで手戻りを削減

2020.6.29

  • 製造業

庄田鉄工株式会社(現:SHODA株式会社)

1926年創業の庄田鉄工株式会社は、世界初のNCルーターを開発したパイオニアとして知られる「削る」加工のプロフェッショナル集団だ。木材だけではなく、樹脂成型品・アルミ・軽量コンクリート・新素材などあらゆる産業分野に加工機械を提供しており、高いシェアを獲得している。

同社はこれまで、2次元CADシステムを活用してきたが、その開発・サポートの終了に伴い、新しいCADシステムの導入を検討。大塚商会を通してAutodesk Inventorシリーズとドキュメント管理システムCOOL CABINETなどを導入した。2次元CADを継続的に利用しながらも3次元CADの活用を進め、ミス・工数・手戻りなどの削減に成功している。

導入システム AutoCAD Inventor Professional※1
AutoCAD Inventor Suite×7※1
AutoCAD Inventor Simulation※1
AutoCAD Mechanical※1
ドキュメント管理システム「COOL CABINET」

※1 現在はAutodesk Product Design & Manufacturing Collectionに集約されている。

Autodesk Product Design & Manufacturing Collection 製品情報

2次元との連携を念頭にシステム選定

製造業、特に産業機械メーカーなどでは過去の資産を生かした設計を行うため、依然として2次元CADを利用している企業が多い。つまり外注設計とは、どうしても2次元での図面データのやり取りが必須になる。3次元CADと2次元CADの共存環境の構築を図るうえでは、社内はもちろん取引先が使用している2次元CADも考慮したシステムの導入を検討しなければならなかった。

技術部の吉林氏は、設計・製造ソリューション展などに通い、3次元CADソフトを具体的に比較検討した。「展示会ではいろいろなCADを操作してみました。その中でAutodesk Inventorの感覚はすんなりとつかめましたね。操作感はもちろんですが、2次元と3次元間のデータ互換性の精度という部分も大きな魅力でした。また、他社製ソフトのデータのインポート/エクスポート機能も充実していたのでAutodesk Inventorを導入することに決めました」と吉林氏は当時を振り返る。

そこで同社は、AutoCADの取り扱い最大手である大塚商会をベンダーに選定した。「それまで大塚商会さんとは取引がありませんでしたが、AutoCADの実績が多く、カスタマイズ対応などの相談も可能という理由からお願いすることにしました。AutoCAD以外のさまざまなアプリケーションを取り扱っているという点も決定要因として大きかったですね」と吉林氏は選定理由を説明する。

2005年の年末、同社はAutodesk Inventorのパッケージ製品であるAutoCAD Inventor Professionalを導入した。「3次元CADはハードルが高く、すぐに全面移行はできません。当社ではノウハウを蓄積するため、まずはAutoCAD InventorProfessional 1台からのスモールスタートとしました。初めの1カ月は『とりあえず触ってみる』というレベルで試行錯誤が続きました」と吉林氏は導入当時の苦労を思い返す。吉林氏は大塚商会が開催するスクールにも参加し、技術レベルを向上させつつ実績を積み重ねていった。その後AutoCADInventor Suite 7台とAutoCADInventor Simulation、2次元CADへの変換用にAutoCAD Mechanicalを導入。吉林氏は培ったノウハウを横展開し、導入から3年半で設計部門の社員全員が3次元CADの基本操作をマスターしている。

「設計を担っているのは10人ほどですが、大塚商会さんのスクールも受講して、今では全ての社員が3次元を使えるようになりました。現在でも最終的な図面の仕上げはAutoCADMechanicalを使っていますが、3次元からのシームレスなデータ連動で、効率のいい使い分けができています」と吉林氏は現状を語る。

解析やデザインレビューを活用し製造段階の手戻りやミスを削減

同社が運用しているAutoCAD Inventor ProfessionalとAutoCAD Inventor Simulationにはモーションシミュレーションや構造解析といった解析機能がある。同社では、荷重と負荷を仮に定義することで、実際に加工する際にどのような歪みが生じているのかという分析のほか、強度解析を活用し過剰設計を防いでいるという。

同社では、これまで手計算と設計者の経験値から安全率を算出してきた。当然、多くの時間と手間が手計算に費やされることになる。図面だけでは、設計の堅ろう 性を確かめることも難しく、安全率を高めるため、過剰設計となることも少なくなかった。さらに試作後に強度面での不具合が発生するケースもあり、手戻りも生じていた。

しかしAutodesk Inventorパッケージの解析機能を使うことで、過剰設計と手戻りがなくなり、その分のコストや工数削減が実現しているという。吉林氏は「特に金属加工用の機器は厳しい安全率を求められています。3次元データでの解析を使えば、その手間は半分以下に抑えることができますね」と証言する。

また、2次元CADでは各部品を組み合わせた状態を想像しにくく、試作してみて初めて部品同士が干渉していることに気がつき、手戻りが起きることもあった。干渉についても、3次元でのリアルなデザインレビューを活用することで、事前にチェックできるようになったという。

「重量重心についても3次元データならビジュアル的に確認しながら設計ができるのが便利ですね。当社では手戻りが納期的に許されないケースも多いので非常に助かっています。また、3次元でアセンブルすれば、部品の設計のし忘れもありません。当社の主要製品であるNCルーターは、型式によっては数百から数千の部品でできているため、ミスを減らすという意味でも3次元CADは非常に有効なツールです」と、吉林氏は3次元CADのメリットを語る。

一般的に3次元CADは、2次元CADと比べて設計作業に多くの時間が必要だ。設計そのものに工数がかかるほか、データ容量が大きいため、出図の時間も増える。しかし、設計だけではなく製造工程全体で考えると、時間の短縮が図れるのだ。同社の場合、取扱説明書や顧客に提出する資料に3次元データを流用しており、社内的には製造現場の作業指示書にも活用している。これらの図版は、これまで別途用意するか平面の組図を渡していたが、一度作った3次元データを活用することで、手間と時間を削減できるようになった。

「3次元データは、製品の完成イメージを伝えるのに適しています。お客様にデータを見てもらうことで、営業しやすくなったと聞きます。また、3次元データを活用した作業指示書も分かりやすいと評判です。そもそも3次元CAD導入に際して、製品製造にかかるトータル時間の短縮と、ミスを事前に防ぐ体制作りが、主要な目的でした。3次元化は、全社的な業務効率向上に大きく寄与していると思います」と、吉林氏はそのメリットについて語る。

導入事例 詳細

よりスムーズな導入に大塚商会がご提案可能なサービス

基礎知識&操作教育

3D CAD定例スクール(基礎・応用・アセンブリなど)
大塚商会の研修施設で定期開催されているオープンコースのほか、企業様向けにカスタマイズした研修も行っています。

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イベント・セミナー

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