航空宇宙製造で進む「シフトレフト」 仮想試作がもたらす生産準備の革新

ニュースのポイント

• 物理試作コストの削減。航空部品の物理試作は1個あたり5万〜50万ドルに達し、仮想試作への移行が急務となっています。
• 「シフトレフト」による早期検証。溶接歪みやスプリングバックなどの不具合を設計段階で検出し、手戻りを防ぎます。
• シミュレーションと実機テストの融合。すべてを代替するのではなく、仮想検証で成熟度を高めてから実機テストに臨みます。

背景

航空宇宙分野では、複雑な部品の物理試作に多大なコストと時間がかかっていました。プログラムの利益率低下や生産開始の迅速化が求められる中、従来の試作を繰り返す開発プロセスは限界を迎えています。そこで、設計の初期段階で検証を行う「シフトレフト」の概念が注目され、デジタル空間で製造上の課題を事前に洗い出す仮想試作の導入が業界全体で進んでいます。

何が起きたのか

仮想試作は、構造、振動音響、システムレベルのシミュレーションを統合し、製品の性能と製造性の双方を担保します。Aberdeenの調査データによると、仮想試作を導入した企業では、エンジニアリング生産性が52%向上し、製品品質が49%向上、開発サイクル時間が27%削減、物理試作が26%削減されたという実績が示されています。これにより、金型の変更や廃棄材料の発生といった、開発後期に発覚する「最もコストのかかる手戻り」を未然に防ぐことが可能になります。

製造業・生産管理への見方

日本の製造業や生産管理の現場においても、試作回数の削減と量産立ち上げ（垂直立ち上げ）の早期化は共通の課題です。本記事が示す「シミュレーションで最適化し、テストで確認する」というハイブリッドアプローチは、過度な試作レスを目指すのではなく、実機テストの価値を最大化するための現実的な指針となります。鋳造、溶接、成形、組立といった個々の工程のシミュレーション資産を再利用可能なデジタルナレッジとして蓄積することで、サプライチェーン全体の生産予測可能性を高めることができます。

現場で確認したいポイント

• 自社の開発プロセスにおいて、製造性の検証が試作や量産直前の段階に偏っていないか確認する
• 設計部門と製造・生産技術部門の間で、シミュレーションデータを早期に共有・連携できる体制があるか確認する
• 過去の不具合データや製造制約が、デジタルナレッジとして新規設計のシミュレーションに反映されているか確認する

確認しておきたい点

本記事で示されている生産性向上や試作削減の数値は、Aberdeenの調査に基づく業界のベストプラクティスとしてのベンチマークであり、導入すれば必ず同様の効果が保証されるわけではない点に留意する必要があります。

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