量産組み立て品の寸法精度予測が実現するフロントローディング
背景
自動車部品の開発では、単品部品の寸法精度を高めるために金型を作り込んでも、溶接後の組み立て状態で寸法不良が発生し、金型修正に戻るケースが後を絶ちません。自動車はプレス・溶接・塗装といった複数工程を経て完成するため、プレス工程で単品精度を追求しても、量産時に避けられないばらつきが最終品質に影響を及ぼします。近年、プレス工程ではSE検討（サイマルテニアス・エンジニアリング）が進み、設計初期から成形性を考慮する取り組みが一般化しつつあります。しかし、溶接工程の検討は依然として後工程に委ねられることが多く、溶接による変形や組み立てばらつきを前工程で十分に織り込めていません。この工程間のギャップが、品質課題や手戻りの発生を招く大きな要因となっています。
課題
- 工程ごとに最適化された垂直統合的な自動車開発フロー
- 溶接工程を設計初期に検討しづらい現状
工程ごとに最適化された垂直統合的な自動車開発フロー
現在の自動車開発は、工程ごとに最適化された縦割り型のフローで進められています。部品設計段階では、成形不良や金型手戻りを防ぐため、プレス工程を並行して検討するSE検討を取り入れる企業が増えています。一方で、溶接工程の検討は部品設計が固まった後に始まることが多く、設計初期では溶接変形や組み立てばらつきが十分に考慮されていません。そのため、単品部品としては高い寸法精度を確保していても、溶接後の組み立て状態で問題が顕在化し、治具調整や金型修正といった手戻りにつながります。工程間の検討タイミングの違いが、量産品質の事前作り込みを難しくしているのが現状です。
溶接工程を設計初期に検討しづらい現状
溶接工程を設計初期から検討することが難しい要因の1つに、従来のシミュレーションでは量産ばらつきを十分に扱えない点があります。実際の生産現場では、板厚差やスプリングバック量、治具抑え位置など、さまざまな要因によるばらつきが存在します。しかし、従来の解析は名目値を前提とした評価が中心で、組み立て後の寸法精度を事前に把握することが困難でした。さらに、溶接シミュレーションは条件設定が複雑で解析時間も長く、設計変更のたびに評価することは現実的ではありません。その結果、溶接工程の検討は後工程に委ねられ、前倒しでの品質作り込みが進まない状況が続いています。
