【渾身】生産情報システム〜設計編〜

にのみ
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こんにちは!にのみです!


みなさん調子はどうでしょうか!私は先日、何もやる気がでなくなる現象に見舞われてました(笑)

これはダメだと思い、9時過ぎにベットに向かい、全てを忘れて睡眠をとったところ、次の日にはケロッと回復しました(^ ^)

診断士試験はかなり長丁場の戦いになります。これだけ長いこと勉強しているとやる気が全く出ない日もあるかと思います。そんな時は思い切って1日OFFの日を作ってみてもいいかもしれませんね!

では本題!今回は生産管理で頻出論点である生産情報システムを2週に渡って書いていきます!

特にCAD/CAMやCEといった知識や概念は2次試験事例Ⅲにも強い関連性があるので、一つの手札としてここで身に付けてしまいましょう!

では早速行きましょう!

生産情報システム(設計編)の全体像

受注から納品までは大きく、「受注⇒設計⇒調達⇒製造⇒納品」という流れで進みます。今回はその中でも【設計】についての情報システムを使ったものを紹介します。

設計の生産情報システムの全体像は以下です。

今回出てくる用語は「CAD」「CAM」「CAE」「PDM」「CE」です。それぞれの繋がりを意識すると知識が定着しやすいので、繋がりを意識しながら学習を進めましょう!

全体像が見えたところで、それぞれの詳細について見ていきましょう。

CAD (Computer-Aided Design: コンピューター支援設計)

CADは「製品の形状をコンピューターで作成・解析・処理する設計」のことです。

まず設計の際にすることは、設計図を作ることですね!その際にCADが使用されます。

昔は定規と鉛筆を使って設計していたのが、下記のようにコンピューター上で設計図を描いています。

2次元(平面)図形を設計する2D CADだけでなく、3次元の立体的な図面を設計する3D CADを用いることで実物により近い製品を検討出来ます。

これらはデータとして管理されるため、共有が容易で、顧客の要望を考慮しやすくなります。

また出戻りも少なったり、設計図を使いまわすことができるので納期の短縮が図れたり、製品の質向上にも繋がります。

CAM (Computer-Aided Manufacturing: コンピューター支援生産)

CAMは「図面を基にして、加工プログラムを作成するソフトウェア」のことです。

CADで設計図を作成したら、その設計図を基にどのように加工するのかを決めなければなります。その時に活躍するのが、CAMです。

今回は設計としてくくりましたが、製造の設計といった方が適切かもしれません。

またCAMは加工プログラムに加えて、スケジューリングを対象とすることも多いです。

CAMによって作成されたプログラム基づいて、CNC(コンピュータ数値制御)による加工が行われます。(CNCについては来週の製造編で紹介します。)

ちなみに

CAD/CAMという用語も別にあります。

これは「CADによってモデルを作成し、それをCAMで利用することにより進める設計・生産の形式」です。

CAMはCADとは独立してNC工作機のためのプログラムシステムとして発展しましたが、現在はCAD⇒CAMへのデータ移行が直接出来るようになったことで、設計から製造までの情報を統合し、一貫した支援をするCAD/CAMの概念が確立しました。

これにより生産性の効率が更に向上しています。

CAE (Computer-Aided Engineering: コンピューター支援解析システム)

CAEは「コンピューターを使って、頻出や製造工程を解析するシステム」のことです。

例えばCAD/CAMにより設計した車を製造し、耐久性がどれほどあるか実験するとします。その時、数百万円かけて製造して製造した車を1回限りの実験のために破壊してしまうのはさすがにコストがかかりすぎますよね?

そんな時に活用できるのが、CAEです。

参考:HPCwire Japan

設計し、各部品の材質の情報等も入れたCADを基にCAE上で車同士をぶつけてみて、耐久性を検討する。基準に満たなければ、設計や材質を見直すといったようなことが簡単に出来るようになります。

これにより、開発コストの削減や開発期間の短縮が図れます。

また実物を使った実験では再現が困難な極限状態で評価が可能となります。

PDM (Product Data Management: 製品情報管理システム)

PDMは「生産活動を行う時の情報を、データベース化してまとめて管理すること」です。

製品を設計する際にはCAD/CAM、CAEの設計情報や材料の情報、開発プロセスに関する情報が手に入ります。もしそれらが設計部や材料部、開発部のそれぞれの部で管理されていた場合、業務の最適化がなされません。そこでデータベース化しようというのがPDMです。

データベース化により、社内の複数部門はもちろん顧客への開発情報の共有化の実現も容易になります。

CE (Concurrent Engineering: コンカレントエンジニアリング)

CEは「各部門・各企業が情報を共有しながら、協調して工程を進めていく製品開発手法のこと」です。

PDMが実現することでリアルタイムでの情報の共有が可能となりました。

これにより色々な部署・企業が工程の途中段階でも情報が伝達・フィードバックされ、リードタイムの短縮や製造コストの削減に繋がります。

近年、製品機能に対する要求が高まり、直列式の生産方式では生産効率の低下は避けられないことから、CEの実現は重要です。

1次試験の例題

直近では、CADとCAM、PDMに関してH27年とH29年に出題され、CEに関してはH27年に出題されています。

ではH29年の出題を見てみましょう!

H29年第2問

(問題)生産システムにおける ICT の活用に関する記述として、最も適切なものはどれか。

ア:CAE(Computer Aided Engineering)を導入することにより、製品開発過程の早い段階での事前検討が可能となり、開発期間の短縮が期待できる。

イ:CAM(Computer Aided Manufacturing)を導入することにより、時々刻々変化する生産現場の状況をリアルタイムで把握することが可能となり、納期変更や設計変更などへの対応が容易になる。

ウ:PDM(Product Data Management)を導入することにより、メーカーとサプライヤーが在庫データを共有することができ、実需に同期した精度の高い予測に基づく生産が可能になる。

エ:POP(Point of Production)を導入することにより、タイムバケットに対して計画が作成され、調達・製造すべき品目とその量、各オーダーの着手・完了時期の必然性を明確にすることが可能となる。

出典:中小企業診断士協会

ここまで来た皆さんにとっては、それほど難しい問題ではありませんね!

正解は(ア)ですね!

ちなみに(イ)はPOP(Point of Production)を、(ウ)はSCM(Supply Chain Management)を、(エ)はMRP(Material Requirements Planning)を示しています。

2次試験の生産情報システムの活用

2次試験の事例Ⅲでは頻繁にCADについて触れられています。過去5年では与件文中に2度(平成29年、令和2年)出てきています。

与件文に出てきていなくても、造形が難しい製品やイメージ共有がしずらい製品はCADを使った改善が期待されるため、回答作成の際に生産情報システムを使った提案をすることを考えると、単純な過去の与件文に出てきた回数以上に出てきていると言えるでしょう。

CADを導入するメリットは複数ありますが、2次試験で使うのは大きく【納期改善】【品質改善】【データベース化】です。

CADを使う時の文言の手札としては、私は以下の4つをよく使っていました。

にのみのCADを使った生産改善の手札

①「設計時間が短縮されることによる納期改善」
②「設計データの再利用による納期改善」
③「顧客の要望を取り込みながら設計を行えることによる品質改善」
④「データベースでの管理による効率的な図面管理」

与件文で出題される企業はQCDの内のどれかに必ず問題を抱えています。CADはこれらすべてを何かしらの形で改善できる余地があるので、事例Ⅲを回答する際には、常にCADを利用した改善を頭の片隅に置いて回答作成しましょう!

まとめ

いかがだったでしょうか?製造業にいる方や設計に関わる仕事をされている方にとっては当たり前の知識だったかもしれませんね!

全体像を見ながら知識の繋がりを意識することは記憶の定着には有効です。

また2次試験の内容をすでに把握されている方は、徐々に回答を作成する際の手札として2次試験への繋がりを意識していくのもいいでしょう!

まだ試験まで2か月半あります!焦らず、地道に勉強を重ねていきましょう!(*^^*)

来週は生産編として自動制御システムについて引き続き書いていきますので、お楽しみに~!

にのみ
にのみ
明日はTAKUROです!それでは(@^^)/~~~


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