Rexroth Hydraudyne 社

迅速かつ正確な油圧シリンダー設計

Rexroth 社ロゴRexroth Hydraudyne 社は、Bosch Group の事業部の 1 つです。Bosch Group はドイツに本拠を置く事業会社であり、自動車技術からブロードバンド ネットワークまで幅広い分野に従事しています。オランダに本社を置く Rexroth Hydraudyne 社は、世界中の企業に大型の特殊油圧シリンダーを提供しています。これらのシリンダーはあらゆるメカニズムの駆動および制御に使用されています。同社の油圧シリンダーを有名にしたのが、ロッテルダムから南に 16 キロほどのところにあるハーテル運河の内陸水路と海を隔てる防潮壁でした。

Rexroth Hydraudyne 社のエンジニアは、PTC Mathcad を使用して大規模な工業用油圧シリンダーを設計しています。PTC Mathcad は、すべての業界のエンジニアが、製品の設計段階でさまざまなデータ ソースを利用し、あらゆる数式や計算を文書化できる視覚的な設計環境です。すべてのシリンダーはカスタム製品ですが、それぞれのシリンダーに適用される計算は高度に標準化および最適化されており、非常に高い信頼性を備えています。同社は、PTC Mathcad を 10 年にわたって採用し続けた結果、製造コストが大幅に下がり、業界パートナーとの連携効率も向上しました。

Rexroth Hydraudyne 社内の研究開発部門が、すべてのシリンダーのエンジニアリングを担当しています。エンジニアリング マネージャのマーク・ムーレナー (Marc Moolenaar) 氏はこう述べています。「やり直しは利きません。1 つのジョブに 1 つのシリンダーしか作らないのが普通なので、最初にプロトタイプをテストすることはできないのです。私たちの部門は実質的に "個別受注生産" を行っています。最初から間違いは許されません。つまり、大量の技術計算を処理しなければならないのです」

150 万人を超える世界中のエンジニアが使用する PTC Mathcad は、標準の数学的表記を使用して数式を処理することができ、さらに、再計算、表示、プレゼンテーションを簡単に行う機能もあり、Web にパブリッシングすることもできます。PTC Mathcad を使用することでエンジニアは、計算に盛り込んだ論理的解釈を簡単に伝えることができ、設計品質の確保や検証が可能になり、頻繁に実行する計算ルーチンの再利用も容易になります。

ムーレナー氏はこう言っています。「多くの場合、油圧はより大きな要素の一部でしかありません。たくさんの企業が同時に作業に関わっています。そして、もちろんどの企業も当社の設計データに注目します。クライアントが当社の計算を再度チェックすることも珍しくありません。これは、たとえば、当社が正しい手順、規格、安全性を維持しているかどうかを確認するためです。そのため、計算とその説明は切り離せません。PTC Mathcad を使用することで、当社は適切なドキュメントをいつでも提供できます。PTC Mathcad は、当社の業界パートナーとのコミュニケーション [プロセス] で大きな役割を担っています。当社の計算内容を一貫して正確にプレゼンテーションできるので、クライアントは私たちの意図を理解することができます。クライアントは見たものを手にすることができます。これは大きな強みです」

PTC Mathcad 導入以前の状況

Rexroth Hydraudyne 社は、1993 年から PTC Mathcad を利用してきました。同社の 16 名の設計エンジニアの 3 分の 2 が日常的にこのパッケージを使用しています。PTC Mathcad を導入する前、エンジニアは彼らの計算用にベンダーが開発したソフトウェアを利用していました。その信頼性は高いものでしたが、柔軟性に欠けていました。シリンダーの種類、エンジニアリング規格、アプリケーションが新しくなるたびに、ソフトウェアに変更を加えなければならず、時間と人的資源を消耗していました。柔軟性の高いソリューションを求めていたエンジニアが見つけたのが PTC Mathcad です。

シニア設計エンジニアのキース・ヴァン・デ・グリント (Kees van de Grint) 氏はこう述べています。「PTC Mathcad は習得しやすく、ほぼ何にでも対応できます。また、ニーズに合わせて計算を自由に設計することもできます。紙で計算するように、空白の画面でただ計算を始めるだけです」

PTC Mathcad の自動文書化インタフェースでは、数式、テキスト、インタラクティブ グラフィックスを 1 つのワークシートに組み合わせることができます。多くの計算パッケージやスプレッドシート、プログラミング言語とは異なり、PTC Mathcad の "ホワイトボード" インタフェースでは、キーボードを打ったりメニュー パレットをクリックしたりして、数学的表記をそのまま使用し、表示することができます。プログラミングは必要ありません。この "ライブ" インタフェースによってエンジニアは、変数や数値を変更し、結果だけでなく、2D や 3D のグラフを即座に再計算できます。

「この自由度の高さはすばらしいものです。しかし、統一的アプローチと一貫性のあるプレゼンテーションを目指すなら、部門内でそれを十分に構造化する必要があります」とヴァン・デ・グリント氏は続けます。そこで、彼は 3 年前にエンジニアリング ハンドブックの作成に着手しました。このハンドブックは、情報を簡単にまとめることができる PTC Mathcad 内の電子ライブラリという形で作成されました。重要な計算の方法が説明と出典を示す標準テキストとともに収められています。ユーザーは、計算の該当する部分や計算全体をコピーするだけです。材料と具体的な条件について情報を追加すると、PTC Mathcad がすべての計算を自動的に行うので、すぐに全体が完成します。

結果

ヴァン・デ・グリント氏はこう言っています。「統合 CAD システムの Intergraph SmartSketch で作成した図面でさえ、計算値に自動的に適合します。デジタル エンジニアリング ハンドブックの採用によって、エンジニアリング部門の生産性は向上しました。常にエンジニアリング ハンドブックから実証済みの数式を使用しているので、結果の信頼性はさらに高くなります」PTC Mathcad のデジタル エンジニアリング ハンドブックは、165 個のコア計算と 5 つのテンプレートで構成されています。

ユーザーは提供されるフォームにデータを入力するので、ミスの発生は大きく低下します。使用する単位がインチでも、ミリメートルでも、メートルでも、PTC Mathcad は、測定変換プロセスを自動的に処理します。これは、手動で行うとエラーが起きやすいプロセスです。「国際市場に向けた業務でも非常に便利です。単位をチェックすることで、数式にミスがないか簡単に確認できます」とヴァン・デ・グリント氏は述べています。

競争力

油圧シリンダーを設計する際は、シェルの正確な計算が不可欠になります。多くの場合、シェルは大きな力と圧力に耐えなければならないため、シリンダーの中でも最も高価な部品の 1 つです。シェルの最適な厚さの計算が正確であるほど、必要な材料を抑えることができます。これにより、コストと収益に大きな違いが現れます。「だからこそ、当社は競争力のある製品を提供できるのです」とヴァン・デ・グリント氏は述べています。

ムーレナー氏はこう付け加えます。「そのため、私たちは非常に詳細な計算をハンドブックに組み込みました。いくつかの数式は検討にかなりの時間と労力をかけましたが、これらの数式は今後、繰り返し同じように使い続けることができます」

しかし、ムーレナー氏はこれらの数式を公開したくないと思ったこともありました。「PTC Mathcad では、計算の一部をほかの人が利用できないようにすることもできます。やはり、当社の企業秘密を公開したくはありませんからね」とムーレナー氏は微笑みました。「代替構造を検討することがよくあります。たとえば、ほかの取り付け原理や構造タイプを使用したものです。もちろんそれは正確には私たちの仕事ではありませんが、介入が功を奏することもあります。場合によっては、仮定をわずかに変えることで、油圧シリンダーの価格を安くすることができます。たとえば、コンクリートの量を減らすことができるかもしれません。その場合、文書で十分に実証された計算が求められます。それがなければ、こうした変更を行うことはできません」

PTC Mathcad は、プロジェクトの範囲まで変えることがあります。「PTC Mathcad は、計算の生成に大きな柔軟性をもたらしました」とヴァン・デ・グリント氏は続けます。「すべての設計について詳細な検討内容をクライアントに示すことができるようになりました。厳密で実証された設計規則を採用することで不要なリスクを回避できます。そのため、クライアントのあらゆる希望に沿うことが可能になりました」

Bosch Rexroth AG について

Bosch Rexroth AG は、Robert Bosch GmbH の完全所有子会社で、従業員は約 25,500 人、2002 年には 36 億 2000 万ユーロの売上を達成しました。同社は Bosch Automationstechnik と Mannesmann Rexroth の合併により 2001 年 5 月に創設され、旧ブランドである Bosch Automation、Brueninghaus Hydromatik、Indramat、Lohmann + Stolterfoht、Mecman、Refu、Rexroth Hydraulics、および Star の製品およびサービスを引き継いでいます。Rexroth 社は、約 80 カ国に、機械学、油圧、空圧、エレクトロニクス分野を対象とした関連駆動、制御、およびモーション技術と関連サービスを提供しています。