日本の製造業は今、大きな転換期を迎えています。IoTやAIの導入が進む中、より高度で複雑なタスクをこなし、リアルタイムでデータを共有できるインテリジェントな制御盤の需要が急速に高まっています。
この需要は、制御盤メーカーにとって大きなビジネスチャンスですが、同時に厳しい課題も突きつけています。多くの現場では、未だに2D図面を使った手作業中心の旧来の製造方法が主流です。しかし、この方法は時間がかかり、人為的ミスも起こりやすいのが実情です。熟練した技術者の不足も深刻な問題となっており、生産性を上げるためには、従業員数を増やすことなく製造時間を短縮する戦略的な変革が求められています。
この記事では、制御盤製造の現場が抱える課題を解決する鍵となる「デジタルデータを活用したエンジニアリング」と「制御盤製造の自動化」が、いかにして生産性を劇的に向上させるかを、具体的なデータや事例を交えて解説します。
なぜ今、3D設計への移行が重要なのか？
従来の2D図面による設計は、多くのボトルネックを生み出しています。シュトゥットガルト大学の研究によれば、制御盤製造の総時間の最大49%を配線作業が占めています。さらに、驚くべきことに、72%もの企業が、ダクトの容量オーバーや部品の物理的な干渉といった設計上のミスを、製造段階になって初めて発見しています。
シュトゥットガルト大学の研究「制御盤製造4.0」をまとめた記事
こうした課題を解決するのが、3D設計をサポートするデジタルエンジニアリングソフトウェアです。
- 設計時間の大幅な短縮
2Dでの回路図作成に比べ、3D設計ソフトウェアを使えば、標準的な制御盤のレイアウトをわずか4時間ほどで作成可能です。これは、2Dに比べて10分の1から20分の1の時間に相当します。標準化された部品ライブラリや過去の設計テンプレートを活用することで、ゼロから作図する必要がなくなり、作業時間とミスを大幅に削減できます。
- 「デジタルツイン」によるミスの事前防止
ソフトウェア上で作成された3Dモデル（デジタルツイン）を使えば、製造前に部品の配置や配線ルート、ダクト容量などを正確にシミュレーションできます。これにより、物理的な干渉などの問題を設計段階で特定・修正できるため、手戻りや材料の無駄を防ぎます。
- 配線作業の劇的な効率化
1台の制御盤には平均で約500本の電線があり、2D図面を使った手作業では配線に約54時間もかかると言われています。そのうちの31%（約17時間）は、図面の解読や接続先の確認といった準備作業に費やされています。
3Dモデルやデジタル化された回路図を使えば、配線元と接続先が視覚的に表示されるため、この準備時間を最大81%も削減できます。
さらに、事前に適切な長さにカットされ、ラベリングされた電線セットを用意することで、配線工程全体の時間を約35%短縮することも可能です。
制御盤の自動加工機がもたらす圧倒的な生産性向上
3D設計ソフトウェアと連携する制御盤の自動加工機は、製造現場に革命的な変化をもたらします。
- 筐体加工の高速化
従来、手作業で8〜10時間かかっていた穴あけや切り抜きなどの筐体加工が、CNC加工機（例：リタールの「Perforex」）を使えば、わずか15分で完了します。
- 電線準備の完全自動化
配線作業時間の約69%は、電線の測長や切断、圧着といった準備に費やされています。自動電線処理機（例：リタールの「Wire Terminal」）は、デジタル設計データに基づき、電線の切断、圧着、ラベリング、仕分けまでを全自動で行い、手作業に比べて最大8倍の速さで完了させます。これにより、熟練技術者でなくても、高品質な電線ハーネスを迅速に準備できます。
ソフトウェア×自動加工機で効果を最大化
Eplan Pro Panelのような3D設計ソフトウェアは、自動加工機との連携で真価を発揮します。
ソフトウェアは、3Dモデル上で最適な配線ルートを自動計算し、必要な配線リストや接続情報を生成します。このデータをCNC加工機や自動電線処理機に送ることで、設計から製造まで一貫したデジタルワークフローが完成します。
この連携事例がいくつかあります。
- ドイツの企業： リタールとEPLANの自動化ソリューションを導入し、10面の制御盤製造にかかる時間を2週間からわずか1日に短縮しました。配線時間だけでも40%〜70%削減されました。
- 米国の企業： 2Dから3D設計へ移行し、自動電線処理機を導入したことで、年間制御盤生産台数が180台から700台へと約4倍に増加しました。
- 別の米国の企業： 自動化ソリューションの導入により、作業時間を40%削減し、同じ作業に必要な人員を14名から8名にすることができました。
まとめ：未来を勝ち抜くための戦略
顧客の要求が高度化し、熟練労働者の不足が続く中、制御盤製造におけるデジタル化と自動化は、もはや選択肢ではなく、事業の成長と存続を左右する戦略的な必須事項です。
設計システムの移行にはエンジニアの再教育などが伴いますが、導入によって得られる50%以上の時間短縮は、大きなインパクトをもたらします。自動化は熟練技術者の仕事を奪うのではなく、彼らの作業をより速く、正確にし、付加価値の高い業務に集中させるための強力なツールです。
もし貴社がまだデジタルツールを導入していないのであれば、その一歩を踏み出すべく、ぜひご検討ください。
「制御盤製図の未来」を、実際に体験できます
EPLAN Pro Panelのような3D設計ソフトウェアが、いかに設計時間を手作業の10分の1から20分の1に短縮し、製造前にミスを発見できる「デジタルツイン」を作成するか、ご理解いただけたかと思います。
しかし、EPLANの真価は、その完璧な設計データが製造現場とシームレスに連携することで、最大限に発揮されます。
リタールアプリケーションセンター（RAC）は、まさにその「連携」を体験できる場所です。
EPLANで作成した設計データをボタン一つで送信すると、
- 8〜10時間かかっていた筐体加工が、わずか15分で完了し
- 手作業の8倍の速さで、正確な電線が次々と準備される
…そんな未来の製造現場が、そこにあります。
設計と製造、2つの革命が融合する瞬間を、ぜひ貴社のビジネスのヒントにしてください。
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(リタールアプリケーションセンター)
Eplanグローバルブログの日本語訳です。一部抜粋、わかりやすい日本語に言い換え、追記などを行っています。完全版（英語）はこちらのリンクからご確認ください。
Efficiency in Control Cabinet Manufacturing with Digital Automation
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