仮想工場レイアウトによる工場設計の再定義

投稿：
  本日は、3DスキャンとVirtual Factory Simulation Engineerを組み合わせて工場レイアウト設計を完璧にする方法について、3DEXPERIENCE World 2026で発表された内容を詳しくご紹介いたします。もし、イベントに参加されなかった方は、是非ご一読下さい。

 

現代の製造業では、精度、スピード、効率性が求められます。工場のレイアウトは、生産性と作業の流れに直接影響を与えます。こうした空間の設計や変更には、従来、手作業による計測と2D図面作成が用いられてきましたが、これは時間がかかり、エラーが発生しやすいという問題がありました。3D EXPERIENCE World 2026で、専門家のクリス・デュシェイン氏とカート・ヴァルティス氏が主導したセッションでは、 より高度なアプローチ、すなわち工場レイアウト設計へのライブ3Dスキャンの適用について検討されました。

このセッションでは、この技術がエンジニアやデザイナーによる産業環境の計画と最適化の方法をどのように変革するかに焦点を当てました。セッションでは、初期データ収集から最終的な設計実装までのプロセスを包括的に解説しました。

点群データの力

このプロセスの核となるのは、RTech Ray 2スキャナーです。これは、建物全体や工場フロアをスキャンできるLiDARベースの装置です。このスキャナーは360度回転しながらレーザー光を照射し、詳細な「点群」を作成します。点群とは、スキャンされた空間の3次元表現を形成する膨大なデータ点の集合です。

取得された点群データは、Artex Studioなどのソフトウェアにインポートされます。このステップにより、ユーザーはスキャンされた環境を高精細に視覚化できます。仮想空間をナビゲートし、特定の領域を検査することで、実際に現場に赴くことなく既存のレイアウトを完全に理解できます。このデジタルツインは、その後のすべての設計作業の正確な基盤となります。

スキャンから最適化されたレイアウトまで

このセッションでは、点群データを取得し、3D EXPERIENCEプラットフォーム上のVirtual  Factory Simulation  Professional ロール でプラントレイアウト設計に活用する方法を紹介しました。SOLIDWORKS Manufacturingポートフォリオの一部であるこの強力なソリューションにより、エンジニアはスキャンしたデータをインポートし、新しい設備、工具、または生産ラインのCADモデルに重ね合わせることができます。

議論された重要な機能の一つは、パラメータ化されたカタログアイテムの使用でした。これらは、一般的な工場部品を事前に設計した3Dモデルです。パラメータ化されているため、設計者は特定の要件に合わせて寸法を簡単に調整できます。このように、高精度な3Dスキャンデータ内で機器を迅速に配置・変更できるため、大幅な時間短縮と配置ミスのリスク低減につながります。

効率性の向上と時間の節約

工場設計に3Dスキャン技術を活用するメリットは明らかです。この技術によって、リバースエンジニアリングやレイアウト変更に必要な時間を大幅に短縮できます。かつては手作業による計測で数日から数週間かかっていた作業が、今では数時間で完了します。このスピードアップにより、企業は生産変更に迅速に対応し、改善策をより速やかに実施できるようになります。

現状を正確にデジタルモデル化することで、プロジェクトチームはプロセスの早い段階で潜在的な干渉や設計上の課題を特定できます。この先見性により、設置時の高額な手戻りを防ぎ、プロジェクトの開始から完了までスムーズな実行が保証されます。

具体例

多くの製造業者が、中小企業を含め、業務改善のために仮想工場シミュレーションソフトウェアを導入することに成功している。その1つが、ネブラスカ州コロンバスに拠点を置く、従業員1,100人以上を擁する創業100年の金属製造会社、Behlen Manufacturing Co.である。この巨大工場は80年以上操業しており、複数の事業部門が重複した生産ラインとプロセスを抱えているため、古いもの、新しいもの、特注品の設備（一部は今でも使用されているが、一部は使用されていない）、さまざまな材料、さまざまな家具、キャビネット、保管ラックが大量に在庫として蓄積されている。長年にわたり、各事業部門は利用可能なスペースをすべて占有し、工場の流れを阻害するボトルネックの原因となっている。

「工場のレイアウトは、ある種の作業が建物の端から端まで行ったり来たりしているような、ごちゃ混ぜの状態になっていました。工場のレイアウト内でより良い流れがあれば、これらの作業はもっと効率化できたはずです」と、プロセスエンジニアのJames Kucera氏は説明します。

徹底的な調査の結果、Behlen社はSOLIDWORKS Manufacturingソリューションの一つであるクラウドベースのFactory Simulation Engineerを導入しました。Factory Simulationにより、Behlen社は2D、3D、または点群環境で複数の生産シナリオを分析できるようになり、施設の3Dビジュアライゼーションを提供することで、問題箇所を特定し、パフォーマンスを向上させることができます。

ベーレン社は、90万平方フィートの工場全体を1週間でスキャンし、 30億を超えるクラウドデータポイントを生成しました 。このデータポイントから仮想3Dモデルが作成されました。データは6フィート×8フィートのグリッドセクションに分割され、コンベアからゴミ箱まで、工場内のあらゆるものがモデル化されています。Factory Simulation Engineerは、各アイテムについて1/16インチ単位のデータ粒度を提供するため、構成変更による影響を正確に視覚化することが容易です。

ベーレン社は、ファクトリーシミュレーションエンジニアの役割を活用することで、スマートファクトリーにおける多くのリーン生産方式を調整するための基盤を築きました。同社はこのソリューションを用いて、材料、プロセス、その他のワークフローを評価し、工場全体のビジネスグループとエンジニアリンググループ間の標準化、効率性、および連携を向上させていきます。

もっと詳しく知りたいですか？

Factory Simulation Engineer が、生産設備の変更に伴う不安や推測を軽減するのにどのように役立つかについてさらに詳しく知りたい場合は、ホワイトペーパー「 仮想工場計画による工場レイアウトの最適化」をダウンロードしてください。

SOLIDWORKS

SOLIDWORKS