【導入事例】工作 機械やレーザー技術、産業用エ レクトロニクスの分野で世界をリードするドイツのTRUMPF社が、NXとSIMITを使って機械のソフトウェア・ テストを自動化

産業機械 TRUMPF Mechatronic Concept DesignerとSIMITを使って機械のソフトウェア・ テストを自動化した工作機械メーカー 製品 シーメンスのソリューションにより、 板金のブランクを切断したり、部品を成形した NX、SIMIT TRUMPFは品質の向上と市場投入期 りするには、専用の工作機械が必要です。板 間の短縮を実現 金加工機のパイオニアであり、世界的なトッ プメーカーとして、ドイツのシュトゥットガルト 課題 近郊、ディツィンゲンに本社を置くTRUMPF 業界をリードする多種多様な板 板金加工をはじめとするソリューション グループがあります。1923年に設立された 金加工機を開発 小型の電子機器やキッチン用品から自動車ま TRUMPFは、1968年に数値制御を搭載した 卓越したパフォーマンスと機能、 で、私たちが日常的に使用する製品の多くで、 世界初の板金加工機を発表し、工具交換を含 高い信頼性をすべて実現 板金を切断・成形して作った部品が使われて めて作業プロセスの完全自動化を実現した います。製品本体や筐体に使用されるだけで ほか、1979年には、レーザー技術を組み合わ 新しいソフトウェア・リリースの市 なく、多くの産業で、複雑な板金部品が構造部 せたパンチレーザー複合加工機を開発しまし 場投入期間を短縮 品として使用されています。すでに何年も前か た。 ら、軽量で大量生産が容易な板金部品がさま 成功の鍵 ざまな分野で鋳物や機械加工に代わって使わ 輸入したビーム源は精度や信頼性に欠けてい れるようになっています。 シーメンスのシミュレーション・ソ たため、TRUMPFは自社でビーム源の製造を フトウェア・ツールを組み合わせ て使用 各機械のデジタルツインを生成 する構成ソフトウェアを開発 数日で機械の包括的なデジタル ツインを生成するソリューション を開発 成果 機械のソフトウェア・テストを自 動化 品質を向上すると同時に市場投 入期間を短縮 試作機の数を削減 TRUMPFは、多様なバリエーションとオプションを提供する、フレキシブルな板金やパイプ加工用の工作機械を製 造する世界有数のメーカーです。 siemens.com/software

「バーチャルTRUMPFマシンを テストベッドとして使用した夜間 ソフトウェア・テストは、バグのな いソフトウェアを実 現すると同 時に、画期的な製品の市場投入 期間を大幅に短縮します。1年以 内の投資回収も夢ではありませ ん。」 TRUMPF マシン・ダイナミクス・マネージャー Bernd Renz氏 TRUMPFは、3D部品の切断・溶接・表面加工用のレーザー・システムに加え、レーザーを用いた積層造形 (AM) ソリューションなどを製造しています。 開始し、1985年にレーザー・メーカーとして 様にコンサルティングとトレーニングを提供 の地位も確立しました。これにより、TruLaser しています。 5030をはじめとする競争力の高い高速レー ザー切断機の開発が勢いを増しました。また、 高まるソフトウェア・テストの重要性 多角化も進め、現在では、3D部品の切断・溶 TRUMPFは、年間収益の10%以上を研究開 接・表面加工用のレーザー・システムに加え、 発 (R&D) に再投資しており、なかでもソフト 高性能レーザーやジェネレーター、レーザー ウェア開発に費やす割合がますます増えて を用いた積層造形 (AM) ソリューションなど います。機能拡張や制御・可視化ソフトウェア を提供しています。 の継続的な改善によって、新しい機械を購入 するユーザーにメリットをもたらすだけでな TRUMPF最大の事業分野は、フレキシブル く、年2回のソフトウェア・リリースによって、 な板金やパイプ加工用の工作機械です。同 TRUMPFの既存の板金加工機ユーザーにも 社の製品には、曲げ加工機やパンチ加工機、 機能の拡張、更新、アップグレードといったメ パンチとレーザーの複合加工機、レーザー切 リットがあります。 断機、レーザー溶接機などがあります。このほ か、特注の機械やオートメーション/ネットワー TRUMPFの機械は、各製品ファミリの中心に ク/ソフトウェア・ソリューションによって、設計 同一コアを使って標準化していますが、数多く から生産制御に至るあらゆる加工工程でオペ のオプションによって豊富なバリエーションを レーターが2Dブランクから完成した3D製品 提供しています。そのため、新製品のリリース を製造する支援をしています。ドイツとアメリ 前に行うソフトウェアのテストは非常に大変 カにあるTRUMPFのスマート・ファクトリーで です。機械のPLC (プログラマブル・ロジック・ は、デジタル・ネットワーク化されたインダスト コントローラー) 用に作成されたソフトウェア リー4.0の生産ソリューションを導入するお客 には特定のセルフテスト機能を備えています 以前は4週間かかっていたソフトウェアのリ リーステストが、今では一晩で完了するように なりました。 TRUMPF マシン・ダイナミクス・マネージャー Bernd Renz氏

「 M e c h a t r o n i c s C o n c e p t DesignerとSIMITで作成したデ ジタルツインを使って自動化した テストでは、はるかに多くの構成 オプションをテストできます。」 TRUMPF マシン・ダイナミクス・エンジニア Kevin Diebels氏 TRUMPFのソフトウェア・エンジニアは、機能モデリング・ツールのSIMITとキネマティック・モデリング・ツールの Mechatronics Concept Designerを使用してバーチャルTRUMPFマシンを構築し、さまざまな構成のデジタルツイン を自動生成してソフトウェア・テストを自動化します。 が、複雑なメカトロニクス装置の経時的な動 そこでTRUMPFのエンジニアは、ソフトウェ 作のテストには対応していません。これまで ア製品をいくつか検討し、そのうちの3つの は、最終的なテストは試作機を使って実施し ソフトウェア製品を使ってレーザー切断機 ていたため、TRUMPFでは、各タイプの機械 TruLaser 5030のモデリングを試しに行っ を複数の構成で保管しており、ソフトウェアの てみました。ベンチマーク・テストの結果、 テストやトラブルシューティングのためのテス Siemens Xceleratorのバーチャル・コミッショ トベッドとして使用していました。 ニング用のソリューションとして広く使用され ている製品を組み合わせて使うことを決めま 「ソフトウェア・テスト段階で実際の機械を した。Siemens Xceleratorは、ソフトウェア、 使ってすべての機能を検証すると、時間がか ハードウェア、サービスで構成されるビジネ かり大変でした。しかもこの方法では、考えら ス・プラットフォームです。具体的には、NX™ れる構成オプションやエラーシナリオをすべ ソフトウェアの一部であるCAD/CAE/CAM向 てテストすることができません。」と同社のマ けのMechatronics Concept Designer™ソフ シン・ダイナミクス部門の責任者、Bernd Renz トウェアと、SIMITシミュレーション・プラット 氏は語ります。 フォームを採用しました。 テストにデジタルツインを使用 これらの欠点を克服するために、TRUMPFの マシン・ダイナミクス部門のエンジニアは、実 際の機械ではなく、各機械のデジタルツイン を使ってソフトウェアのテストを実施するこ とに決めました。Renz氏によると、機械のソ フトウェア・テストという複雑な用途に適した ソフトウェアを見つけること自体、非常に難し かったそうです。多くのモデリング・ソフトウェ ア製品は、個別の機械をHiL (ハードウェアイ ンザループ) シミュレーションを使ってバー チャル・コミッショニングするには適していま すが、多数のコンピューター・モデルを仮想環 境でテストするには、SiL (ソフトウェアインザ ループ) シミュレーションが必要です。 Mechatronics Concept Designerで作成したキネマティック・モデルとSIMITで作成し た動作モデルを使ってテストベッドを構築し、仮想の数値制御システム上で動く自動 化ソフトウェアを実行します。

Renz氏は次のように話しています。「シーメ ンスのこの2つのシミュレーション・ソリュー ションを組み合わせることで、『バーチャル TRUMPFマシン』と呼べるものを作ることが できました。モデル・ライブラリを使って、ソフ トウェア・テストが必要なすべての機械のデジ タルツインを簡単かつ半自動的に作成するこ とができます。」 完全な仮想環境でテストを実施 TRUMPFのエンジニアは、Mechatronics Concept Designerを使用して、TruLaser 5030 の製品構成に使用し得るすべてのコンポーネ ントとアセンブリのキネマティック・モデルを 作成しました。その作業として、社内のCADソ フトウェアから3Dモデルをインポートし、各部 位間の動きの関係性や、慣性や重力がもたら す物理特性など、必要な情報をソリッドモデ これまでは、物理的な試作機を使ったソフトウェアのリリーステストに4週間かかっていましたが、 ルに追加しました。 必要なあらゆる機械構成のデジタルツインを使用することで、人的な介入なしに一晩で完了でき るようになりました。 「Mechatronics Concept Designerは、ユー ザー・フレンドリな操作性と強力なインポート 機能を備えているため、テストベッドとして使 SIMITシミュレーション・プラットフォームで 用するデジタルツインの基盤を簡単に作成で は、オートメーション・システムのハードウェ きました。また、本格的な3Dモデリング・エン アを使わずに、HiLまたはSiLを用いてシミュ ジンを搭載しているため、必要な変更をその レーション環境とオートメーション環境を容 場で加えることができます。パフォーマンス向 易につなぐことができます。 上のためのモデルの簡素化なども簡単です」 とRenz氏は語ります。 似たような機械のモデルを作成するのに2日 かかりませんでした。 TRUMPF マシン・ダイナミクス・エンジニア Kevin Diebels氏

ソリューション/サービス また、このプラットフォームは、業界固有のコ 機械のデジタルツインの場合、8割がSIMITの Mechatronics Concept ンポーネントやシミュレーション・コンポー モデル、残りの2割がMechatronics Concept Designer ネントなど、包括的な機能モデルを作成す Designerのモデルで構成されます。しかし、機 siemens.com/mcd るための複数のライブラリを備えています。 械に自動ハンドリング装置を追加することに TRUMPFのエンジニアは、SIMITのテンプ なれば、この割合は逆になります。」 SIMIT レートを使用して、TruLaser 5030のすべての siemens.com/simit コンポーネントとその経時的な動作のモデ わずか一晩で終わるソフトウェア・テスト ル・ライブラリを構築しました。 テスト自動化ソリューションに投資し、必要な 主な事業内容 あらゆる機械構成のデジタルツインを自動生 1923年に機械工場として創設さ バーチャルTRUMPFマシン 成できるようになれば、さまざまなメリットが れたTRUMPFは、その後、工作 TRUMPFのエンジニアは、構成ソフトウェア 得られます。1つは、時間とコストの削減です。 機械やレーザー技術、産業用エ を社内開発しました。この構成ソフトウェア 必要な機械タイプのすべてのコンポーネント レクトロニクスの分野で世界を は、SIMITのモデル・ライブラリを使用して、機 をモデル・ライブラリに登録さえしておけば、 リードする企業に成長しました。 械のデジタルツインをさまざまな構成で半自 新しい機械構成を作成する時間とコストは、 世界70か所以上に現地法人を 動生成し、テストの自動化に使用することを 物理的な試作機を作成するよりはるかに抑え 擁し、2020年度には約35億ユー 可能にします。このデジタルツイン構成ソフト られます。「似たような機械のモデルを作成す ロ の 売 上 高 を 達 成しました 。 ウェアは、シミュレーション・コネクターとの共 るのに2日かかりませんでした」とDiebels氏 www.trumpf.com 有メモリ・インターフェースのパラメーターも は話します。 設定します。また、SIMITの動作モデルと仮想 数値制御カーネル (VNCK: Virtual numeric 所在地 また、テストに要する時間は、さらに大幅に短 control kernel) をつなげて同期させ、関連す 縮しました。Diebels氏は次のように続けます。 ドイツ るすべてのソフトウェア・ツールを調整・管理 「以前は4週間かかっていたソフトウェアのリ ディツィンゲン します。 リーステストが、今では一晩で完了するよう になりました。また、Mechatronics Concept SIMITとMechatronics Concept Designer、 DesignerとSIMITで作成したデジタルツイン そして社内開発したソフトウェア・ツールに を使って自動化したテストでは、はるかに多く よって、さまざまなバージョンの部品やアセ の構成オプションをテストできます。」 ンブリを使用して、あらゆる構成のバーチャ ルTRUMPFマシン (vTM) のデジタルツイン 「バーチャルTRUMPFマシンをテストベッド を作成することが可能になります。そのうち、 として使用した夜間ソフトウェア・テストは、 機械に装備できるあらゆる自動ハンドリン バグのないソフトウェアを実現すると同時に、 グ装置も追加されるようになるでしょう。ソ 画期的な製品の市場投入期間を大幅に短縮 フトウェア・ソリューション開発全体を担当す します。1年以内の投資回収も夢ではありませ るマシン・ダイナミクス・エンジニアのKevin ん」とRenz氏は結論づけます。 Diebels氏は、次のように話します。「標準的な シーメンスデジタルインダストリーズソフトウェア 北米・中南米 1 800 498 5351 © 2025 Siemens. 関連するシーメンスの商標はこちらに記載されています。その他の商標はそれぞれの所有者に帰属します。 ヨーロッパ 00 800 70002222 83032-D10-JA 5/25 LOC アジア・太平洋 001 800 03061910 そのほかのお問い合わせ先はこちらをご覧ください。 siemens.com/software