オートメーション化がもたらすもの:新製品をスピーデイに高品質で市場に投入

エンジニアリングやオペレーションの分野では、効率はしばしばパーセンテージで表されます。しかし、効率性は進歩と革新のための必須条件でもあります。効率を高めることに限界はありません。なぜならば、現在100%の効率であっても、その効率を高める可能性のある新たなソリューションが提供できるものと比較してしか評価できないからです。新しい技術が導入された場合、技術は常に進化しているため、効率を見直さなければなりません。そのため、1年前には100%の効率と思われていたものが、今日の基準ではかなり効率が悪いとみなされることもあります。

これは製品開発や製造においても同様で、製造プロセスで得られる効率化は実は設計時から始まっているのです。両分野のサービスを提供する企業だけが、設計と製造の両方のプロセスで得られる進歩を利用して、効率を飛躍的に向上させることができるのです。

成功のためのデザイン

シミュレーションを含む共同設計ツールを使用すると、設計プロセス自体がより効率的になります。しかし、このような効果は、設計目標をより総合的に見ることで、さらに大きくなります。ある仕様を満たす製品を設計するには、必ず複数の方法があります。また、その仕様に製造可能性が含まれていない場合、最適化の観点から課題が大きくなります。もちろん、今日では多くの企業が製造性を考慮した設計(DfM)のベストプラクティスに従っていますが、最適化を実現するため、部品レベルで調整をする専門知識をすべての企業が持っているわけではありません。

モレックスのような企業は、新製品の設計と製造を全体的かつ体系的なアプローチで行うことができ、これらの潜在的な効率化をまとめて測定可能な改善を実現することができます。そして、部品がより複雑になるにつれ、この能力はさらに重要になります。

例えば、集積回路を考えてみましょう。集積回路は非常に複雑なデバイスとして知られており、その開発には多くのエンジニアリング時間を必要とします。同様に、光学デバイスも、その複雑さゆえに高効率なシステム設計と正確な自動製造が求められる部品の一つです。電子機器と統合された光デバイスは、非常に高い帯域幅と非常に低い伝送損失を実現するため、需要が拡大しています。このレベルの性能を達成するためには、非常に高い精度、物理的な整合性、そして優れた耐久性が必要です。

未来に向けたプラットフォームの構築

EDAツールを使って集積回路を開発するような設計プロセスの自動化は、設計の再利用に大きく依存しています。これは一般的に、実績のある機能をパッケージ化して「ビルディングブロック」とし、これを組み合わせることで完全なソリューションを構築するものです。

この比喩は、製品設計プロセスにおいて、ビルディングブロックが各層の統合を可能にし、さらに、ビルディングブロックとなったコンポーネントやサブシステムを使用して最終製品を製造する方法を説明するために拡張することができます。

このように、複数世代の製品のビルディングブロックとなる製品および製造プラットフォームを設計する能力を持つことで、設計および製造プロセスに大きな利益をもたらし、希少な資源を最大限に効率的に使用することができます。モレックスは、顧客やその設計専門家と協力して、最終製品の要件を正確に満たす新しい「ビルディングブロック」を開発する際に、この精神に従っています。

モレックスは、オプティカル・ソリューション・ビジネス全体で、顧客と共同設計ツールを使用して光モジュール製品の初期コンセプトを提案しています。技術的な性能パラメーターだけでなく、サイズ、構成、接続インターフェース、美観などにも対応します。モジュール全体をシミュレーションすることで、最初の物理的な部品を作る前に性能を予測し、高度な機能を作り出すことができます。このツールにより、エンジニアは、完全に設計された製品を3D環境に配置し、お客様の最終アプリケーション内での動作例として、製品がどのようにフィットし、相互に作用し、機能するか、アニメーションを使って示すことができます。顧客は結果をすぐに見ることができ、意見を提供する機会があるので、モレックスは製品開発サイクルをより効率的にするための変更要求や機能強化に迅速に対応することができます。

高度な設計能力に加えて、モレックスは高度な製造能力と技術革新を用いて、光ファブリックビルド自動化ロボティクスプラットフォームを使用して、高度な光波長スイッチを自動化しています。通信システムの信頼性の高いパフォーマンスには、明確な伝送のために光のライトパスを揃えることが重要です。光学システムの最終的なアライメントは、自動化されたロボット制御によって達成されます。モレックスのカスタムアライメントステーションは、光が移動する自由度を最適化します。カスタムソフトウェアを開発して、光回路を通る光をモニターし、すべてのさまざまな要素のロボットアライメントを制御します。これにより、より効率的に構築できる優れた製品が得られるだけでなく、ユニット間、オペレーターや製造プロセス間の均一性が向上します。

製品設計の初期段階で高度な製造方法を適用する技術を用いて製品を設計することで、実機での最初のパイロットランが確定する前であっても、お客様や工場チームと協力して合理的な製造に取り組むことができます。

大量生産に入ると、モレックスはロボット工学とコンピューティング機能を用いた高度な自動化を採用し、生産ラインの健全性と効率性をリアルタイムで監視します。これにより、生産の中断を最小限に抑えた変更が可能となり、スループット(処理能力)の向上とダウンタイムの最小化を実現しています。最終的には、設計と製造における高度なテクノロジーの組み合わせにより、モレックスはより迅速に対応し、お客様、サプライヤー、そして社会に対してより大きな価値を創造することができます。

Industry 4.0の実践

新しいテクノロジーと変革的なプロセスを活用してより高い効率性を実現することは、単なるトレンドではなく、継続的に期待されているものです。 Industry 4.0は、このような期待に応えるものですが、すべての市場は、このようなトレンドを可能にする基礎的な技術開発と密接に関連していることを認識する必要があります。

製品の設計・製造においては、Industry 4.0とIIoT(Industrial Internet of Things)が不可欠であり、プロセス全体では自動化が重要です。しかし、その自動化を実現するための機械は、精度、性能、効率を確保するために、それぞれの部品がどのように全体のシステムに組み込まれるかを考慮して設計されなければなりません。そして同様に、それらの最小構成要素もまた、DfM (Design for Manufacturing)を念頭に置いて開発されるべきです。

要するに より良い製品を作るには、設計から始まり、最終的な組み立ておよび完成に至るまで、すべての過程のスムーズな連動が必要です。そして、最新のツールと熟練したエンジニアリングの専門知識により、進化し続ける効率と精度の割合は新たな高みに到達しています。

Vice President and General Manager of Optical Solutions Group at Molex