製造業においては，市場ニーズの特性を製品に反映させ，その変化に迅速に対応して市場に供給することが競争上の必須条件となっている。そのため，製品設計の現場では，国内外の拠点間やサプライヤとの協業による協調設計を進めることで，設計業務のリードタイム短縮・高効率化・高品質化による製品競争力の向上に取り組んでいる。一方，新型コロナウイルス感染症の拡大防止やコロナウイルス収束後のニューノーマル時代を見据えて，設計業務においてもリモートワークが求められている。
日立では，協調設計やリモートワーク促進を支援するため，「Hitachi Digital Supply Chain/Design」の開発・提供を行っている。本稿では，同サービスを活用した設計業務の将来像について紹介する。
新型コロナウイルス感染症の拡大により，製造業では，サプライチェーンの分断，出社制限による製造活動の停滞，従業員の安全確保といった未曽有の課題に直面した。これにより，感染収束後のニューノーマル時代を見据えたパラダイムシフトが進み，働き方改革やそれを支援するデジタルトランスフォーメーションが求められている。
設計業務においても，密閉空間・密集場所・密接場面のいわゆる三密を回避するため，リモートワークの活用が求められている。しかし，作業環境や設備の制約により出社を余儀なくされるケースも散見される。またリモートワークを実施しても，業務効率の低下により開発日程が遅延する事例も発生している。さらに，作業端末や業務データを社外に持ち出すことによる情報漏洩リスクへの対応といった課題も抱えている。
日立では，複数拠点で協調した設計業務を実現するソリューションとして，「Hitachi Digital Supply Chain/Design」（以下，「DSC/DS」と記す。）の開発・提供を行っており1）,2），これによりニューノーマル時代の円滑な設計業務推進を支援できると考えている。
本稿では，前述の課題解決に向けて，ニューノーマル時代を生き抜くためのDSC/DSを活用した協調設計ソリューションについて述べる。
設計業務では，意匠性・機能・品質・価格・法規制などのさまざまな観点から，製品の構造や形状を決定する必要がある。そのため，業務プロセスは広範で複雑であり，個々の設計作業においても高度な経験・知識が求められ，拠点や部門での水平分業が行われている。例えば，構造設計者は，設計や製図をCAD（Computer-aided Design）システムを利用してコンピュータ上で行い，設計規則といったドキュメントを参照しながら，三次元空間上で仮想モデル（CADモデル）を構築し，強度・組立性などについて評価ツールを用いながら設計を行っている。また設計者は，過去に実施し，蓄積した既存製品のCADモデル・設計書・不具合情報などを参照しながら設計作業を行っている。
このような設計業務の特徴から，ニューノーマル時代における協調設計を実現するためには，次に示すようなITインフラの整備および業務の見直しが課題である。
図1｜ニューノーマル時代に向けた設計業務施策
標準業務プロセスの整備と統合設計基盤の活用により，ニューノーマル時代に向けた協調設計の施策が可能になる。
前述した課題に対する施策として，日立では，DSC/DSを構成する各種ソリューションを統合した協調設計環境の提供を進めている。課題（1）「ロケーションフリーな設計環境の整備」に対しては「高性能なリモートワークステーション」，課題（2）「業務プロセスの体系化，作業進捗の可視化」に対しては「組織横断での業務プロセス・ノウハウの共有環境」，そして課題（3）「設計者のスキルトランスファー，設計ノウハウの活用」に対しては「設計に関する経験・知識の利活用環境」の提供が可能と考えている（図1参照）。それぞれの特徴は以下のとおりである。
次節では，これらを活用した具体的な事例について紹介する。
図2｜高性能なリモートワークステーション
クラウド環境のVDI基盤を活用することで，さまざまな場所から柔軟にスケーリング可能な設計環境が利用できる。
図3｜組織横断での業務プロセス・ノウハウの共有環境
業務プロセスの体系化と業務プロセスにひも付く設計情報の一元管理により，業務効率および品質向上を実現する。
図4｜設計要件チェックのイメージ
3D-CADで作成したモデルに対して，設計要件の自動チェックを行い，設計者に結果を提示して修正を促すことで設計品質を向上する。設計ルールは，DS-DRSの標準機能ライブラリを組み合わせて定義でき，さまざまな設計要件に対応可能である。
蓄積された設計要件を設計ルールとして定義し，活用することで，設計での要件漏れの防止を図った（図4参照）3）。設計ルールは製造や保守，安全性，法規など多岐にわたっており，特に経験の浅い設計者にとって，すべてを把握することは難しい。そのため日立では，DS-DRS（Design Rule Check Support System）の活用により，設計要件のうち3D-CAD（3 Dimensions Computer-aided Design）のCADモデル上で順守すべき事項を設計ルールとして定義し，チェックすることでCADモデル作成の品質向上やチェックの効率向上を実現している。併せて設計者に対して設計要件の根拠となっている情報も提示するため，設計者は設計要件に対する理解を深め，自身の知識として習得できるようになる。日立グループの製品においては，手戻り回数削減，チェック作業の自動化により，設計リードタイムを約30％削減する効果を上げている。
設計要件は，製造設備や技術の進展などにより変化するため，それぞれの条件に沿ったルールを都度更新し，ブラッシュアップし続けることで，新しいルールにも対応できるようになる。設計要件を設計ルールとして定義するイメージを図4の下部に示す。これは，加工設備や製品強度の都合により，穴と穴の距離を一定以上離したいという設計要件である。DS-DRSは，CADモデルの中からチェック対象となる形状を見つける形状認識の機能群と，寸法を測定する幾何特徴量計算の機能群などを標準機能ライブラリとして有している。これらの標準機能ライブラリから必要機能を組み合わせて設計ルールとして定義することで，穴と穴の距離を測定し，指定値を下回る箇所を特定することができる。これにより，従来手動で行っていた複雑なチェックを自動化できるとともに，各社固有のノウハウに基づく多種多様な設計ルールについても柔軟に対応できる。また，ルールチェック内容を形式知化できるため，熟練者の経験・知識や過去の設計要件を容易に蓄積し，伝承することが可能になる。
図5｜AIを活用した過去事例の活用イメージ
過去の膨大な設計情報をAIで分析し，観点マップを提示することで，設計観点の漏れをチェック可能になる。
設計のデジタル情報を蓄積・体系化して可視化し，設計業務の品質および効率の向上を図った。過去の設計事例に基づいて検討を進める新製品設計やデザインレビューでは，検索キーワードによる単純検索で過去の設計情報を参照するが，それだけではレビューの観点や必要情報に抜け漏れが発生する場合がある。そのため，膨大な設計デジタル情報をAI（Artificial Intelligence）を使って分析・体系化し，観点マップとして可視化する機能を備えることで，蓄積された情報を網羅的にたどることを可能とした（図5参照）。これにより，情報検索の精度を高め，開発プロジェクトや設計部門を横断した情報活用や熟練者の観点での過去事例の利活用が可能になる。
新型コロナウイルス感染拡大防止やコロナウイルス収束後のニューノーマル時代を見据えた設計業務の課題に対して，DSC/DSの協調設計ソリューションが有効な解決策の一つであることを示した。ニューノーマル時代の設計では今後，これまでどおりの設計をいかに効率よく実施するかという観点よりも，ITを活用し，いかにして従来以上の業務効率や設計品質向上をめざしていくかという視点での改革が必要になると考える。今後は，設計業務をより高度化可能なソリューションメニューをDSC/DSに加え，製造業に貢献していく所存である。
