　図3のように、工場内の設備を3Dスキャンした点群データを右側の色付けされた構造に分けて、製品構造を定義する。こうすることで、一塊だった点群データが、3Dモデルとして構造的に扱えるようになる。一部の設備を移動して干渉をチェックすることで、入搬出可能かどうかの検証などに利用できる。点群は情報量が多いため、3Dモデル内に統合するには「XVL」のような超軽量表現を利用することが有効である。図3では、XVL内で表現された点群モデルの例を示している。

図3　3Dスキャンした点群データを構造化して「点群モデル」とする ※画像提供：大豊精機［クリックで拡大］

「点群モデル」を設計に生かす

　これは設計の際にも有効に利用できる。他社の設備と自社の設備を組み合わせて利用することの多い、生産設備の設計を例に考えてみよう。

　他社の搬送装置の図面や3Dモデルは入手できないので、3Dスキャンして点群データをモデル化しておくのである。図4に示した通り、設計中の自社設備ユニットを黄色いユニットで描いている。一方、他社設備は点群モデル化しておき、クランプ部分のみ回転させて、動的シミュレーションすることでユニットとの干渉がないかを確認できる。

図4　生産設備の設計に点群モデルを活用したケース ※画像提供：大豊精機［クリックで拡大］

　このプロセスで設計すれば、ユニットの干渉は起こらず、確認のためのムダな実作業は発生しない。こうした点群モデルの活用により、納品後のトラブルを最小化することが可能になる。点群モデル化することにより、他社設備も3D CADモデルのように扱うことができ、静的／動的な干渉を見ながら設計を進めることが可能となる。この手法は、自社製品内でも3Dモデルの存在しない古いモジュールと新規開発モジュールの組み合わせといった設計にも有効な手段となるだろう。

工場設計の過去を振り返り、現在を見つめ、未来を考える

　工場は改善に次ぐ改善で、昔作成した図面と現状が大きく異なっていることも多い。このような場合にも、現地現物の3Dデジタルツインは有効である。

　図5では、もとからある“過去”の工場図面の上に、“現在”の既存設備の点群モデルを置き、その横に“未来”の設計中の3Dモデルを配置している。既存設備も構造化されているので、その構造ごとに新モデルに置き換えが可能である。また、図面との対比により、現状がどう変化したのか、その差分を見ることもできる。いわば、3Dデジタルツインで、過去を振り返りながら、現在を見つめ、未来の工場を考えることができるのである。