株式会社renueは、図面から3D CADを生成・検査するサービス「Drawing Agent」に、工場・設備・物流を対象とする製造デジタルツインの機能を追加しました。設計段階の検証台として、図面やラダー、工程の条件をもとに「置けるか・つながるか」「回るか・詰まるか」「止まったらどうなるか」「届くか」「何人要るか」の5つの問いに答えます。結果には、参照した図面やラダーの該当箇所と設定した前提条件が添えられます。

新機能の概要と対応する検証領域

Drawing Agentは2D図面から3D CADを生成して検査するサービスで、11月6日に発表されたアップデート「DRAWING SKILL」により、部品から工場全体までの3Dモデル構築に対応していました。今回の新機能では、構築した3Dモデルを起点として、設備ラインの能力と制御までを同じ設備情報で検討できるようになります。

新機能が対応する5つの問いと検証内容は以下の通りです。

• 置けるか・つながるか：図面（PDF・DXF）から工場のレイアウトと設備を3D化し、干渉・クリアランス・通路を確認
• 回るか・詰まるか：工程の待ち行列・仕掛・処理量・リードタイムを計算し、車両の台数と需要を比較
• 止まったらどうなるか：自然文からラダーを生成し、仮想PLCで設備の動作を再生して詰まり・停止・復帰を解析、インターロック表を作成
• 届くか：図面の加工点からロボットの加工座標と動作を生成し、到達範囲と干渉を確認
• 何人要るか：倉庫の在庫・受注から必要な人員を計算し、複数の作業で共有する作業員の取り合いを確認

あわせて、AIネイティブなラダー・ST開発ツール「PLC Studio」も開発されました。AIエージェントが人と同じ画面や仮想PLCを操作し、プログラムの編集から動作確認までを進めるデスクトップアプリです。ラダーとST（IEC 61131-3の構造化テキスト）の編集・実行が可能で、主要なPLCメーカーの形式の取り込みや変換に対応します。

なお、公開された例は公開資料や架空の条件に同社が補った条件を加えた検討モデルであり、処理時間や投入量などの数値は仮定値です。仮想PLCの結果はPC上の仮想実行による確認で、メーカー開発ソフトでの確認はタイマを含まない架空の4回路の範囲となっています。実機のPLC、実設備の安全機能、稼働中の工場との接続は対象外であり、結果は設計の検討材料で設計を保証するものではないとしています。

開発の背景と従来の課題

生産技術や設備設計の部門では、新しいラインの構想段階で配置・能力・制御を並行して検討しますが、配置はCAD、流量は表計算やシミュレーションソフト、制御はPLC開発ソフトと別々に扱われることが多くありました。ソフトごとに同じ設備情報を入れ直す必要があり、配置を1か所変更すると3つの検討を修正しなければならない課題がありました。

また、2D図面から起こした3Dモデルが形の確認にとどまり流量や制御の確認で設備を作り直す手間が生じる点や、PLCプログラムが仕様確定後に作成されるため試運転まで制御を確かめられない点、設備入れ替え案ごとの計算やり直しによる比較案の制限といった課題も存在していました。新機能は、配置・能力・制御を同じ設備情報でつなぎ、試運転の前にラインの能力と制御の動きを数字と画面で確かめられるようにするために開発されました。

主な特長と検証機能

本機能では、図面から建屋や設備の外形、工程順序を読み取って配置案を作成し、既存の配置と並べて移動距離・処理量・仕掛・リードタイムを比較できます。図面内の寸法や数値の食い違いは採用・不採用を明記し、全体3D・接写・平面図を連動させて選択ロットを追跡表示します。

制御面では、自然文の要望から制御案を作成し、仮想PLCで設備の指令と帰還信号を再生します。下流から順に起動して運転帰還を待って上流を動かす制御や、仕掛品がある間の経路切替制限などを再現します。架空の4回路をPLCメーカーの開発ソフト体験版とソフトウェアシミュレーターで変換した検証では、4回路とも変換エラーと警告が0件で、全20スキャンの計80値が事前の期待値と一致したとしています。

また、2階層の搬送ラインモデルを用いた計算例では、1時間に1,000箱を投入する条件（ラインの能力を超える投入）において、立ち上がり20分を除いた1時間の搬出は173箱でした。昇降機を1台の荷台が往復する方式から複数の荷台が連続して回る方式に入れ替え、昇降ストロークを6,150mmから4,000mmに変更したところ、搬出は1時間あたり173箱から484箱に増加すると計算されました。このモデルでは入れ替え後に上層の検査区間の稼働率が約90%と最も高くなるなど、対策の効果と次に改善する設備候補を同じモデル上で継続して確かめられます。

ロボットや倉庫の検証においては、図面の加工点から接近・作業・退避の動作を生成して可動範囲と治具の干渉を調べ、届かない点や干渉がある場合は出力しません。倉庫では品目別在庫と時間別受注から出荷量・未出荷量・必要人員を計算し、作業員の取り合いや混雑場所、待ちの長さを原図上に重ねて表示します。

利用環境としては、AIエージェントによるローカル実行やデスクトップアプリに対応し、一部機能は業務用AIアシスタント上のエージェント「図面アシスタント」からも利用可能です。

今後の展開

短期的には、図面と要望から5つの問いへの答えを一度に出せるようにするほか、実際の工場の図面と要望を用いた機能ごとの結果確認が進められます。流量計算への入れ替え案自動選定・比較機能の追加や、PLC Studioにおけるラダー編集機能および対応命令範囲の拡大も予定されています。

株式会社renueの概要

• 社名：株式会社renue（リノイ）
• 代表者：代表取締役 山本 悠介
• 本社：〒105-7105 東京都港区東新橋1-5-2 汐留シティセンター5階
• 設立：2021年3月
• URL：https://renue.co.jp/

本記事は株式会社renueの発表をもとに作成されています。