Develop LLC社、規律あるエンジニアリングで自動化を加速

カスタム オートメーション機器は、精度や安全性、スピードが求められる分野です。自動化に投資するメーカーにとって、すべての機械は、想定外の問題や中断を招くことなく、概念設計から運用まで確実に移行できることが求められます。こうした要件により、実際の制約の中で、構築や配線、テスト、統合が可能な機械へとアイデアを形にするエンジニアリング チームには、大きな負担がかかります。

Develop® LLC社は、まさにそのような環境で事業を展開しています。同社はウィスコンシン州ヴェローナを拠点に、機械、電気、ソフトウェアの各エンジニアリングを一体化し、さまざまな業界のメーカー向けにカスタム製造装置やロボットセルの設計および製造を行っています。こうした事業領域では、高度な技術力に加え、設計をデジタル モデルから製造現場へと移行させるための規律あるアプローチが不可欠です。 

Develop LLC社の創設者兼社長であるMatt Moseman氏は、ウィスコンシン州の小さな農場で育ち、機械工学の学位取得後、新製品開発分野のMBAを取得しました。2014年にDevelop LLC社を設立するまでに、軍用光学機器、高性能自動車、先進製造分野で経験を積んできました。こうした経験により、Develop LLC社では精度、スピード、職人技を重視する企業文化に加え、垂直統合を重視する姿勢が形成されました。

同社では、機械、電気、ソフトウェアの各エンジニアが、部品の機械加工や設計した装置の組み立てを行う技術者と密接に連携して業務を進めています。Moseman氏は次のように述べています。「当社の装置を設計するエンジニアが実際に組み立てまで行うことで、メンテナンスや組み立て時の課題を把握できるため、エンジニアとしての能力が向上します」こうしたフィードバック ループにより、設計精度と設計ドキュメントの明確性が向上します。

自動化プロジェクトの規模と複雑性が増すにつれ、このループは一貫したデジタルワークフローなしでは管理が難しくなります。機械のテストやサブシステムの変更、新たな要件の発生のたびに設計は進化します。統制の取れた製品開発プロセスと設計アプローチがなければ、後工程での変更がチーム全体に波及し、多くのリスクを引き起こす可能性があります。

Develop LLC社にとっての主な課題は、設計変更が発生する中でも、エンジニアがデジタル上で作成した内容と、技術者が現場で構築する内容を一致させることでした。Develop LLC社の設計エンジニアであるTimothy Molitor氏は次のように説明しています。「この1年間、SOLIDWORKS®で行っていることと現場で行っていることを一致させるために、プロセスの改善に数百時間を費やしてきました」

自動化プロジェクトでは、変更なしでテスト段階に進むことはほとんどありません。機械が概念設計から実運用へと移行する間に、コンポーネントの追加やレイアウトの調整、システムの改良が行われます。Develop LLC社の電気エンジニアであるRobert Linnemann氏は次のように述べています。「最初に想定した機械の構成が、最後までそのままということはほとんどありません」変更は、多くの場合、時間的制約が最も厳しいテスト段階で発生します。Linnemann氏は次のように説明しています。「状況は常に変化します。そのため日々の業務の多くは、『実はこの機能を機械に追加する必要があることがわかった』と変更に対応し、それを設計に反映させることに費やされています」

SOLIDWORKS Electricalの導入後は、リビジョンが回路図に直接反映されるとともに、再利用可能な制御構造をプロジェクト間で活用できるようになりました。その結果、作業の再作成にかかる時間が大幅に削減され、電気設計ドキュメントも機械の進化に合わせて更新できるようになっています。この変革により、後工程での変更は文書作業の負担ではなく、定型的な設計更新プロセスの一部へと変わりました。

Develop LLC社は、機械系ワークフローをSOLIDWORKS Designに統合し、それを電気設計およびドキュメント作成プロセスと緊密に連携させることで、この課題に対応しました。同社のチームは、SOLIDWORKSを実際の製造プロセスに適合させるため、多大な労力をかけてカスタマイズを行いました。Molitor氏は次のように述べています。「SOLIDWORKS向けに10～20本のカスタムマクロを作成しており、大きな効果を実感しています」

SOLIDWORKS Designにより、Develop LLC社のエンジニアは、実際の製造工程を反映した詳細なモデルおよびアセンブリを作成できるようになりました。設計の進化に伴い、パラメトリックな関連付けにより、図面やドキュメントへの更新が一貫して反映されるようになりました。この一貫性は、プロジェクトが設計から製造およびテストへと移行する際に極めて重要です。

SOLIDWORKS Electricalの導入により電気系ワークフローとの連携がさらに強化され、電気設計と機械設計を初期段階から統合できるようになりました。その結果、配線ルーティング、ワイヤ長、物理的クリアランスを、組み立て段階で調整するのではなく、装置全体のレイアウトを踏まえて事前に定義できるようになっています。Linnemann氏は次のように述べています。「機械チームと連携してワイヤの切断長を確認し、配線の経路や機械内での流れを明確にできるため、装置をできる限り効率的に構築するための協働が可能になります」 

この効率性は、テスト段階に入ると極めて重要になります。Linnemann氏は次のように強調しています。「センサーの追加やモジュール全体の追加、あるいは機能の変更など、すべてをできるだけ迅速に行い、すぐにテストに戻れるようにする必要があります」電気回路図、配線、および機械設計の整合性を維持することで、チームは最終的な装置の構想を見失うことなく変更を実施できます。回路図上で電気設計の意図を明確にし、それを3Dの機械レイアウトに反映することで、Develop LLC社は製造時の不確実性を低減し、後工程での変更も装置全体の設計に一貫して反映できるようにしています。

SOLIDWORKS PDMは、リビジョン管理を通じて、変更が発生しても正しいバージョンでチームが作業を実施できるようにすることで、この整合性をさらに強化します。Moseman氏は、SOLIDWORKS Design、SOLIDWORKS Electrical、SOLIDWORKS PDMを個別のツールとしてではなく、コネクテッド設計エコシステムとして統合的に活用することで、生産性が向上すると説明しています。共有の設計およびデータ環境で作業することで、チームは変更をより容易に調整できるようになり、より迅速かつ一体となって作業を進めることが可能になります。

SOLIDWORKSを製造現場の実態に適合させることで、Develop LLC社は設計意図と実際の製造との結び付きを強化しています。エンジニアはテスト中でも迅速に変更を加えることができ、その更新内容がすべてのモデルと回路図に正確に反映されるという安心感を持てます。電気および機械の各チームは、システム全体の構成に対する理解を共有できるため、コミュニケーション不足による遅延を削減できます。

また、このアプローチはDevelop LLC社における継続的な学習の文化をさらに強化します。エンジニアがデジタル設計と実際の組み立ての両方に関与することで、設計上の意思決定は現実の制約を踏まえて行われるようになります。機械、電気、および組み立ての各チームが同一の設計基盤で作業することで、各製造サイクルから得られた知見が次のプロジェクトへと活かされます。Linnemann氏は次のように述べています。「この緊密なコラボレーションにより、私たちは非常に迅速に学習できます」その結果、同社では時間の経過とともに、学習の積み重ねにより洗練された設計と、さらに予測可能な製造が実現されています。

Develop LLC社において、SOLIDWORKSは、エンジニアリングの規律を省略するための近道や代替手段として位置付けられているわけではありません。むしろ、概念設計から据付までの各工程において、正確性、連携、説明責任を重視する体系的なプロセスの中に組み込まれたツールとして活用されています。デジタル設計が現実の製造プロセスを的確に反映するよう継続的に改善することで、同社は制御性を維持しながら効率的な反復を可能にする基盤を構築しています。

効率性と信頼性が不可欠とされる自動化業界においては、規律ある設計ワークフローが極めて重要です。Develop LLC社の事例は、明確なプロセスとエンジニアリング チーム間の緊密な連携と組み合わせることで、SOLIDWORKSがこうした規律をどのように支えるかを示しています。