実物大のリアルさが見逃しを防ぐ 製品・設備の設計で進むVR - Tech-On!

新技術/グローバル
実物大のリアルさが見逃しを防ぐ
製品・設備の設計で進むVRの活用
*1
D D I は 、D i g i t a l D e s i g n
I m p r o v e m e n t の 略。旭 エ
レ クト ロ ニクス が 開 発 し た
「VirDSE」を基にしている。
*2
製品や生産設備の設計において、手戻りと
作業において、必要な場所に手が入るか、
ドラ
試作を減らすために仮想現実(VR)技術を適
イバーなどの工具が他の部品に干渉しないか
用するメーカーが増えている。特に近年、大型
といったことを、試作機ではなく、デジタルモッ
製品を実物大表示するシステムやヘッドマウン
クアップ(DMU)で確認する
(図1)
。
ト・ディスプレー(HMD)の活用が進んでいる。
同VRシステムは、カメラ機能とヘッドトラッ
PCのディスプレーに比べて、はるかに高い臨
キング機能の付いたヘッドマウント装置、2つの
場感を得られるからだ。製品や生産設備の3D
大型スクリーン、サーバーから成る。図1(a)の
モデルを配置した仮想空間で、あたかも実物
スクリーン(スクリーンA)はヘッドマウント装置
がそこにあるかのようにデザインレビュー
(DR)
を装着した点検者が見るためのもの。点検者
できる。
は、
製品のDMUを実物大表示したこのスクリー
ンAの前で、DMUに対して模擬的な作業を実
PCでは得られない臨場感
現 在 、DDI システムは 横 浜市
施し、作業のしやすさなどを体感。立ったり、
にある研究開発拠点
(R&Dス
クエア)と、海老名事業所(神
奈川県 海老名市)に導入され
ている。HMDを使ったシステ
ムは2012年に導入を始めた。
例えば富士ゼロックスは、複合機の開発に
かがんだり、
少し左右に回り込んだりしながら、
おける品質点検作業を行うVRシステムとして
目の前に製品があるかのように点検のしやす
「仮想品質点検(DDI)
」と呼ぶ仕組みを導入 。
*1
さをチェックする。
*3
設計、生産準備、調達、生産、物流、品質管理、
一方、図1(b)のスクリーン(スクリーンB)に
このスクリーンに 投 影 され た
サービスなどの各担当者が一堂に会してDR
は、
その点検者が見ている視野・視点のDMU
*2
する際に活用している 。
が投影される。スクリーンAのDMUをヘッド
DDIでは、
主に点検やメンテナンスの作業性
マウント装置のカメラで撮影し、
それをスクリー
を評価する。点検や組み立て、メンテナンスの
ンBに表示するようになっている*3。
DMU は 、肉眼では遠 近 が 歪
んだように見えるが、HMDの
カメラを 通して 映し出すこと
で ちょうどよく見 えるように
なっている。
a
(スクリーンA)
(スクリーンB)
b
(ヘッドマウント装置)
c
カメラ
図1 富士ゼロックスの品質点検評価システム
ヘッドマウント装置を装着した評価者が140インチの大型スクリーンに映ったDMUの映像を見ながら点検作業のしやすさなどを評価する。
(a)
は複写機評価のデモンストレー
ションの様子。点検対象部位に手が入るかどうかを、3Dのバーチャルハンドとの干渉で検証している。120インチのもう1つのスクリーンには、
ヘッドマウント装置を通して見た
点検者視点の映像が映し出される
(b)
。DR参加者らは、
(a)
の点検の様子と、
(b)
の点検者の視野を確認しながら作業性などについて議論する。
(c)
は、
点検者が装着するヘッ
ドマウント装置。左右の2つのカメラでスクリーンA上のDMUを撮影し、
それをスクリーンBに映し出す。
30 December 2015 NIKKEI MONOZUKURI
REPORT
a
b
他のDR参加者は、スクリーンAであたかも
点検者がそこで作業しているような様子を観
察する。同時に、スクリーンBでは点検者の視
線を共有できる。こうしたシステムを採用した
のは、DR参加者全員が一堂に会して実物大の
DMUを見ながら議論できるからだ。
特にDDIが威力を発揮するのが、仕様が大
きく変わった機種や新型機の評価*4。用紙トレ
図 2 NECソリューションイノベー
タが開発した設備設計用のVRシス
テム
生産設備の作業性を評価できる。HMD
には「OculusRif t」を採 用した
(a)
。
(b)
は装 着した人が見ている画 面の 一 例。
手 のジェスチャーを 認 識 するデバイス
「LeapMotion」
を併用しており、視界に手
をかざすと手のモデルが 表 示されて、組
み立て作業をシミュレーションできる。
イの取り出し方が大きく変わるなど品質のポイ
ントが全く違ってくるためである*5。
「VRによっ
を把握できたため、今後は日本とタイの担当者
て距離感がつかめることで初めて気付くこと
が同時に仮想空間に入って検証したり、
作業訓
も多い」
(同社商品開発本部グローバルスタン
練に利用したりするなど VRの活用の幅を広
ダード企画部中島康徳氏)
という。
げる計画だ。NECプラットフォームズでは、か
今 後 は 、安 価なことで 知られ る H M D
ねて国内工場の設計に3Dモデルを活用してい
「OculusRift」
(米Oculus VR社)を導入するな
たが、VRシステムの活用は今回が初めて。
「国
どして、システムをより容易に使えるようにし、
内外に生産拠点が分散しているため、VRシス
DRでの利用を拡大したいとしている*6。
テムでその距離を縮めて迅速なライン立ち上
海外工場を日本で体感
*4
例えば、同社が 商業印刷用の
大型機事業に参入した際など
に大いに活躍したという。
*5
人間の 体と製品の 物理的な
接触は、DMUの映像に合わせ
てスクリーンの 前に 簡 易的に
バーなどを設置して検証する。
*6
げを目指したい」
(内藤氏)
。
現 行 の シス テム は 、大 掛 か
同社が活用するVR システムは 、NEC ソ
りで 専 門 家 の 助 け が な い と
工場の設備設計でもVRシステムの活用が
リューションイノベータ(本社東京)が開発した
進む。ネットワーク機器などを製造するNEC
もので、製造設備などを3Dモデルで忠実に再
プラットフォームズ(本社東京)は、タイの新工
現した仮想空間において、HMDを装着した人
場設計に当たって、製造現場の作業性などを
が実際の作業を疑似体験できる1)。同社が開
検証できるVRシステムを試験導入した(図2)
。
発した体感分析エンジンを組み込んであり、
使 い づ ら い た め 、より 簡 単
な O c u l u s R i f t の ようなシ
ステムの 導 入 を 検 討 して い
る。V i r D S E は 近 い うち に
OculusRift に対応 する予定
という。
「省スペース化や生産性の向上には、日本のノ
作業環境の客観的な評価も可能だ。体感分析
ウハウが必要だが、コスト・期間の両面で日本
エンジンの導入により、人間中心設計(Human
から技術者が頻繁に現地に行くわけにはいか
Centered Design、HCD)の専門家のノウハウ
ない。日本のノウハウを海外工場の設計に生
を取り入れて作業性を分析・評価できる*7。
かすにはVRシステムが有効だ」
(同社SC戦略
近年、
OculusRiftのような安価なHMDの登
や手 の動き、腰 の曲がり具合
室生産革新部主任内藤共泰氏)
。
場でVRシステムの導入ハードルが下がった。
くさなどを検証できる。
例えば、小柄な人が多い現地の作業者の目
今後ますます利用が広がりそうだ。
(吉田 勝)
*7
人の動作 、例えば目線の高さ
などから疲れやすさや使いに
線における作業環境をVRシステムで再現。日
本にいながらにして、現地の状況を評価でき
たという。タイ工場の設計でシステムの有用性
参考文献
1)
「VR・ARで進化する開発・生産」
,
『日経ものづくり』
,2015
年8月号,pp.61-66.
December 2015 NIKKEI MONOZUKURI
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