SUBARU、プレスラインでの部品搬送の不具合発見に向けたデジタルツインをゲームエンジン使い構築

　SUBARUが構築したのは、プレスラインにおける部品搬送を再現するデジタルツイン（図1）。複数台のプレス機を組み合わせ連続的に加工するラインを検討するためのシミュレーション環境を整備し、金型や装置間の干渉要素などを事前に発見し、設計段階での不具合解消につなげるのが目的だ。ゲームエンジンを使って3D（3次元）表示ができるようにした。

図1：SUBARUが構築したプレスラインのデジタルツインの表示例

　プレス成形は、複雑な形状の部品を成形するために利用する。新規にラインを組む際は、プレス間搬送装置の配置に自由度がある一方、干渉した際は、その不具合が設計段階にまで手戻りし遅延の要因になる。

　シミュレーション環境では、プレス成形のための金型のモデルデータを配置し、成形工程を3D画像で確認する。新規ラインの導入や既存ラインの改造の設計に向けては、金型と加工対象物やプレス間搬送装置との干渉をチェックしたり、搬送装置の傾斜（チルト）を調整し搬送効率に影響が出るかどうかを検証したりする。

　より高精度な制御が求められるサーボモーターを動力源とするプレス機の検証にも利用するほか、運動方向を変えるカムの挙動を再現し、動きのタイミングを設計段階で検証できるようにする。

　今後は、「プレスラインの特徴である製品別チルト搬送への対応やモーション検討、物理エンジンやAI（人工知能）の強化学習の活用なども視野に開発を進め、競争力のあるプレス生産の実現を目指す」とSUBARU 車体生産技術部 車体企画課の柴田 康徳 氏はコメントする。

　シミュレーション環境はゲームエンジンの「Unity」（米Unity Technologies製）を使って構築した。金型と搬送装置の干渉などは、Unityの物理計算機能を用いて検証している。シミュレーションの再現性に優れ、今後の機能拡張を考慮して採用したという。

　デジタルツインは、AI画像認識ソフトウェアのアルゴグラフィックス、CG（コンピューターグラフィクス）制作のシリコンスタジオ、XR（Extended Reality：拡張現実）コンテンツ制作のマンカインドゲームズの3社が共同で開発を支援した。