3Dハーネス設計でどのくらい無駄が削減できるか

電気部品では欠かせないワイヤーやケーブルなどの配線の長さ・配置を決める「ハーネス設計」。

そんなハーネス設計の際、いまだに現場で測長するというアナログな作業を行っている企業も多いようです。しかし、そのままでは余剰部材という「無駄」が多くなりがちなのも事実。今回は、そんなハーネス設計の効率化を進めることで削減できる無駄や得られるメリットなどを解説します。

もくじ

ハーネス設計の「無駄」
試作品の作成にはコストがかかる
ハーネス設計の効率化で得られるメリット
無駄削減事例
ハーネス試作回数大幅減（たまに0回）イギリス Aggreko社
検証！手作業 VS 3Dハーネス設計作業時間は1/3で誤差は数センチ！ドイツ Nordex SE
必要なハーネス部材費を事前に見積もることができ、平均15%のコスト削減中国三一重工
3Dハーネス設計でコスト削減と品質向上
Eplanによるデジタルツインのハーネス設計

ハーネス設計の「無駄」

ハーネス設計において重要なことは、ピッタリの長さにすることです。ハーネスが短すぎて届かなければ接続できませんし、逆に長すぎて余ってしまうと邪魔になります。

長すぎず短すぎない「ちょうど良い長さ」にできるのが理想的なのです。

しかしながら、ハーネスの長さをアナログ作業で測定している場合、この「ちょうど良い長さ」が正確に把握できません。ある程度の目星はつきますが、どうしてもあいまいになってしまうのです。

このような場合、ほとんどは大きい値を選ぶことになるでしょう。なぜならハーネス設計では、「長さが足りなくなる」ということが致命的だからです。余るならまだ良い方ですが、届かなければ作り直しになります。そのため「少し長めに作ることが多い」といえるでしょう。

リスクを避けるためなので仕方ありませんが、適度な長さに比べて余剰分が無駄になってしまうことは事実です。また、余ったハーネスはその分場所を取ることになるため、余分なスペースを割かなければいけません。この問題を解決するには、「ちょうど良い長さ」が分かるようにする必要があります。

試作品の作成にはコストがかかる

「ちょうど良い長さ」が分かるようにするためにはどうすればいいのかというと、「試作品」を作ればいいのです。ただ、当然ながら試作品の作成には費用がかかります。

従って、設計変更のたびに試作品を作ることは合理的ではありません。

それではどうすればいいのでしょうか。その答えは「3DCAD」です。物理的なプロトタイプ代わりにデジタルツインを作成することで、変更があった場合でも迅速に対応と実装が可能になります。

ハーネス設計の効率化で得られるメリット

3DCADを使用することにより、実物とほぼ同じ3Dモデルが画面上で確認できます。もちろんそこに取り付けられるハーネスの長さも、実物にかなり近いレベルで把握できます。つまり、適切な長さの設計が行えるということです。

適度な長さの設計が可能になり、余剰部材が減る。
スペースを有効活用できる。コンパクト化にもつながる。
現場での測長などアナログ作業が不要、試作品の作成回数も最小限に減らせる。

これらのことから、「コストの削減」や「開発期間の短縮」が期待できます。

無駄削減事例

ハーネス試作回数大幅減（たまに0回）イギリス Aggreko社

製品開発にかかる時間とデジタルプロトタイプの設計にかかる時間を短縮したいと考え、Eplanを導入しました。ハーネスの設計では、3Dと2Dでケーブルとワイヤーハーネスの設計と帳票類の作成をサポートするEplan Harness proDを利用しています。

使いやすさ、自動化された作業プロセス、正確な製造ドキュメント、高い設計データの再利用性などが、メリットです。さらに、ワイヤーハーネスの設計は試作品の有無に左右されないため、Aggreko社の設計エンジニアは多くの時間を節約できました。

検証！手作業 VS 3Dハーネス設計作業時間は1/3で誤差は数センチ！ドイツ Nordex SE

風力タービンメーカーであるNordex社は、3Dモデルでのタワーへのケーブル・ルーティングのため、Eplan Harness proDを導入しました。

同社は Eplan Harness proDの導入にあたり、「人間による作業」と「機械による作業」の比較をしました。

プロトタイプのナセルハウジングを計測し、パネルに沿って走る50本のケーブルの長さを決めるため、製造部門の2人の従業員は、正確な寸法を決めるために1日を必要としました。
EPLAN Harness proDを使ったところ、作業時間は3分の1で済みました。
タワー用ワイヤーハーネスでも同様のテストが行われ、結果は同じでした。

約120mの長さで配線する必要がありますが、誤算はわずか数センチの範囲でした。ルーティングトラックは常に正確にフィットしているので、非常に長いケーブルであっても余分な配線を計画する必要はなくなりました。