共同研究の概要 (日本語):ものづくり専門職の技能伝承プラットフォーム開発 研 テ ー 究 (英 語):The Plat-Form for the brass metal engineer of legacy on Technology マ “Monodukuri “. 共同研究者 研究概要 (500 文字程度) キーワード 研究概要の 非公表 研究代表企業等名(1) 有限会社 アカデミア匠 企業等・大学等名(2) 株式会社 ユニドコーポレーション 企業等・大学等名(3) 岐阜大学 工学部 機械システム工学科 現在、自動車業界等で、製品設計分野は、その設計技術の標準化、共有化が進 んでいるが、金型設計においては、未だ設計者個々の力量に依存する、いわば 伝 承技術 的部分が多く存在する。つまりは、トライアンドエラーのプロジェクト ベースドラーニングの情報を収集し体系化する必要がある。近年の樹脂素材の進 化で、樹脂射出成形品が無くてはならない存在となる中で、その金型設計者の不 足は深刻な問題であり、解消すべき課題と考える。 日本のもの作りの根幹である金型産業の技能伝承が危機的状況である。既に、 九州、関東の大学では、金型学科なるものが、既に設立された大学もある。中国 では、CAD 中心という科すら存在する。今後、産業競争力の維持の為には、教育 の現場と製造現場での開発工程の、暗黙知を体系化して、上流工程の設計段階か ら 共 有 知 と な る べ く 、 IT を 活 用 で き る 設 計 手 法 の 研 究 開 発 を 実 施 す る 。 CAD/CAE/CAM の 1 連の工程の可視化をはかりつつ、それぞれの技能の伝承のロー ドマップとしての確立を図る。その構築には、地元企業と大学とが連動して共同 開発し、いち早く、教育の現場と製造現場との環境の共有化を図る。 金型産業の技能伝承・プロジェクトベースドラーニング 注）採択された研究開発テーマについては、共同研究者並びに概要を、ホームページ等により 公表します。公表できない理由がある場合は、記入してください。 理由： 共同研究の詳細説明書（１／２） 申請に関する 研究分野の 現状又は背景 戦後スタートした 日本丸株式会社 の産業構造は、下請け階層構造である。 その代表でもある金型設計の分野は、製造装置の利用方法そのものが固有化さ れたり、トライアンドエラーの結果の蓄積が 個々のノウハウとされている。 ＜時代背景＞ ７０年代：優秀な作業者に依存したモノづくり。 ８０年代：IT・システム化の欧米諸国との遅れ。 ９０年代：製造業の空洞化と技術の知財を忘れた国外輸出とその流失。 ００年代：アジア取り分け中国の躍進的な生産国としての加速度的な成長。 当該産業分野では、CAD・CAM・CAE など IT 環境の進歩のわりに、中小企業のそ れらの有機的な活用は多くない。また、現場の技術者が IT 化の作業には大変な 労力が､別に必要であり、現場には相容れない。かつて、知財を無視して、CAD データーのみが輸出され、加工を海外生産という図式もあった。これでは、技 能伝承はおぼつかない。設計・試作・検証・量産化の各現場の情報が共有・形 式化されてはじめて、後継者が活用できる仕組みとなる。 固有な分野の金型技術のデファクトスタンダードを、維持確立する時である。 上記のような背景から、金型設計に関する経験値は、集約、体系化されていな い。その工程の最適化を想定し、各種データーを可視化して､開発工程の履歴を 蓄積し、その活用と技としての形式化が必要がある。 それらの積層化には３D/CAD、CAE を利用して、データーの加工編集作業が要求 解 決 す べ き 課 題 される。それらを基に、実際に金型を製作し、それらの成形品も作成して、そ の設計プロセスを教材化（伝承）する。又、ＣＡＤ、ＣＡＥ、ＣＡＭ等の技術 のケーススタディを加える事により、実践的な金型技術者育成ツールを構築せ ねばならない。それらの有機的な活用が技術立国としての維持繁栄を約束する。 具体的な 研究内容 製品設計･開発の分野では、人材の育成が絶えず必須である。それらは、 時 間の制約を受け、技能、技術の伝承までいたらず、そこの情報共有をどのよう に､克服し需要に答えていくか。それは、３D/CAD・CAE ツールを用いた製造･設 計工程において、試作レスあるいは最少限の試作によって製品設計の技術伝承を 実装するシステム・手順化を研究する。本システムでは、ネットワークを介して、 ＣＡＤデータ、加工時情報（トルク、振動、温度等）、加工情報（使用工具、加 工条件等）を情報収集するとともに、収集したデータを統合的／総合的に判断し て、現象の無理・無駄を識別し設計・加工条件を最適化する。加工時の情報収集・ 評価のためにインテリジェントなデータ評価診断モジュールを駆使し、加工情報 収集のために工作機械のオープン NC ネットワークも利用する。収集データの処 理にはデータベースモジュールも開発するとともに、作業者へのユーザーフレン ドリーなＧＵＩも提供する。また、製造業ではバーチャルファクトリー化が進ん でいるが、実際の製造現場では、作業者の勘や経験によるところが大きく、ＩＴ 化は非常に遅れている。提案のシステムにより、実際の製造現場におけるノウハ ウ（特に、金型設計の最適化）を定量的に評価するシステムを導入することが可 能となるので、バーチャルファクトリーを支える最適設計化支援システム分野を 検証することができる。さらに、熟練技術者の経験と勘をデータとして蓄え、試 作成形にて、これらを評価プログラムとして提供することを旨とした事業を育成 することになり得る。製造・設計業を単なる「ものを作る業種」から「サービス （ノウハウ・ソリューション）を提供する業種」へと脱皮させることにも役立ち、 技能伝承が漏れなく継続するプラットフォームの開発を行う。これによって、韓 国や中国に奪われつつある設計・製造業の地位を死守し、サービスを含めた総合 力・提案力をつけ、サービスの質の向上を図り、技能伝承の２００７年問題など の一助にあることを祈りたい。 共同研究の詳細説明書（２／２） （企業等名：(有)アカデミア匠・㈱ユニドコーポレーション 実施項目(有)アカデミア匠 詳細内容 １） 教育システム 基本構想 教育時間、教育項目の決定と、システムの基本構想 ２） 教育システム フレーム 構想 ３） 教育システム フレーム 設計 ４） 教材用樹脂製品設計 コンテンツの 入れ物 入れ物 の設計とプログラミング 成形時にそり、引け等不具合が発生する様に製品を設計する ㈱ユニドコーポレーション ５） 教材用金型手配 役割分担 （次頁に２社 の詳細参照） の構想、見せ方の構想 試作 詳細内容 上記の製品の金型発注、成形トライ立会い ６） 教 育 シ ス テ ム コ ン テ ン ツ 作成 設計用ＣＡＤ操作要領、金型設計ノウハウ、 不具合例、金型現物の、写真撮影編集、金型の動作のＶＴＲ等を コンテンツ化する。 ７） コンテンツ コンテンツを フレーミング 入れ物 に格納する ８） 教育システム改良 大学での検証結果を織り込み、改良する １０）まとめ システムの実使用についてまとめを行う （大学等名：岐阜大学 岐阜大学 工学部 実施項目 機械システム工学科 ） 詳細内容 １） 教育システム 基本構想 教育時間、教育項目の決定と、システムの基本構想 ２） 教育システム 評価 教育システムを、事業に取り入れる為の検証を行う ３） 実習用金型手配 実習用として、金型の手配と製品の試作を行う ４） まとめ システムの実使用についてまとめを行う 本申請に使用したキーワード、ポイントとなる専門用語及び略語等について、簡 潔に解説してください。 成型：本書では、射出成形の事を指す。 プラスティック製品の製造方法の主流で、 金型に、加熱した樹脂を注入し、冷却後取り出す。 用語の解説 トライ：樹脂の温度、金型への注入圧力、冷却時間等を、製品に合わせ、 調整する作業、この時の製品の出来によって、金型構造を修正する。 金型設計 ノウハウ：同じ材料を使用しても金型の優劣でコスト、納期、製品精度が大きく変わ る、但し、現状は各技術者の経験則に異存する事が多い。 (有)アカデミア 匠 ＜システム開発工数見積＞ １．システム開発項目 上流工程 下流工程 要求分析 システム設計 情報化作業 非情報化作業 ２．工数見積 要求定義 基本設計 外部設計 内部設計 プログラミング仕様書作成 プログラミング テスト･デバッグ 運用マニュアル作成 合計 要求定義 基本設計 外部設計 内部設計 プログラム仕様書作成 プログラミング テスト・デバッグ 運用マニュアル作成 ８時間（0.05 人月） ３２時間（0.2 人月） ３２時間（0.2 人月） ４８時間（0.3 人月） ２００時間（1.25 人月） ４０時間（0.25 人月） ４０時間（0.25 人月） ４００時間（2.5 人月） 様式１−４ 事業化等に関する説明書 成果の活用先と として予想され る製品・サービス について ・概要、特徴 ・用途、利用分野 ・製品化への課題 ・概要、特徴 樹脂製品の付加価値生産や CAD/CAM の利用現場において、既に世界の生産国が中国に移行 し、今後の技術立国を維持継承を志向する企業にとっては、自社のもてるコアコンピタンスを 構築し、継承することを目標とし、価値の競争力を高めるために、技の形式知化・可視化が課 題である。その匠の蓄積化を目指しための IT 活用から逃れることは出来ない。コンピュター や工作機械の高度化により、中国の量産技術の追い上げはすでに認めざるを得ない。これらを 打破するためには身の丈にあった、画期的な技術伝承の発想が必要である。このような市場に は今回の研究開発が、貢献できることを祈る。 ・用途、利用分野 樹脂の射出成型・金型の設計、及び CAD/CAM の利用の製造現場にておいて、生産の効率化、 生産技術の継承を意識するモノづくり分野、今後の中国との棲み分けを意識する分野。 ・製品化への課題 伝承の技能と試作金型、成形品の伝承の教科書は、成形機・CAD の機能にも左右され、たえ ず、すべて準備のそろった環境は揃わない。個々の 現場流 というものが、各自あり、今回 の開発したプラットフォームをいかに応用利用し、インテグレーション手法を導入し、イノベ ーションへ昇華させる意思が問われる。 ・目的：金型の固有の設計・製造技術の知識の形式化による技能伝承。 ・ｺﾝｾﾌﾟﾄ：IT(３ＤＣＡＤ)を活用した、最適化設計への設計手順の可視化。 ・顧客層／ニーズ：大学・専門校、中小の射出成形品製造業者・設計請負事業者。 ・市場予想：CAD/CAM 売上の市場規模は下記に示す。年間 1500 億円規模があり、そ れ は、微増であるが安定継続した完成された市場である。その規模内での潜在需要は想 定できる。またこれらとは、別に射出成型機の販売市場がある。こららの現場では、 世代代わりを余儀なくされ、ここに今回の研究開発の市場性を見出せる。 機械系ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ アプリケーション分野別集計結果 百万円 200,000 事業化の計画 150,000 について その他 ＰＤＭ 機械系ＣＡＥ 金型 ３次元機械 ２次元機械 100,000 50,000 ・目的、ｺﾝｾﾌﾟﾄ ・市場予想 0 アプリケーション分野別 ・事業化時期 ・実施ｽｹｼﾞｭｰﾙ ・事業規模資金 ２０００年度 ２００１年度 ２００２年度（見込） ２０００年度 金 額 （単位：百万円、シート） ２００１年度 シート数 金 額 ２００２年度 シート数 金 額 シート数 ２次元機械 31,785 95,030 26,068 102,448 22,732 103,670 ３次元機械 73,461 54,158 75,684 58,004 87,000 66,833 金型 19,102 8,132 20,050 8,785 19,963 8,826 機械系ＣＡＥ 12,445 1,385 12,735 1,850 14,420 2,970 ＰＤＭ 16,963 27,377 20,295 31,602 24,922 39,108 その他 1,350 6,500 1,300 6,400 1,700 6,400 155,106 192,582 156,133 209,089 170,738 227,807 合計 ・事業化時期 ：伝承プラットフォームのケーススタディーを蓄え、2 年間にて事業 化する。また､このインテグレションとしてコンサル化の FS をすすめる。 ・実施ｽｹｼﾞｭｰﾙ :開発 1 年直後から、導入先を既取引先にアプローチする。 ・事業規模資金：初年度は FS・営業経費として 800 万円(営業=1 人月)と導入コンサ ル の販促 SE で 500 万円(OP/SE=１人月)とする。調達ｺｽﾄとして、現在の月商の１ヶ 月以 内であり、既に取引実績もあり、現取引銀行の手配に難はない。
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