産友会メールマガジン第10号 【カスタマイズ技術特集】
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産総研中国センター友の会（産友会）メールマガジン
【第10号/ 2012.10.31発行】
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【特集】カスタマイズ技術特集
自動車の生産に代表される近代の組立型の工業生産は大量生産方式を採用することで大きな飛躍を遂げてきました。しかし、大量生産方式の場合、海外における安い人件費の元で生産された製品との価格競争にさらされてきていることに加えて、消費者側からみた場合、画一的な製品に自分を合わせるのではなく、自分に合った製品を購入したいという意識もあるため、多品種少量生産により製品の『カスタマイズ』を行う意義はこれからますます大きくなってゆくものと思われます。このため、産総研メルマガの１０月号ではこの『カスタマイズ関連技術』に焦点をあてて、産総研において開発された技術を中心にご紹介します。
■Ｔ型フォード自動車: 製品の供給とマスカスタマイズの課題
本論文では、自動車産業の起源に焦点を当て、Ｔ型フォード自動車とその多くの亜種について、ヘンリー・フォード氏のビジョンと彼の車への洞察について説明しています。マス・カスタマイゼーションのバージョンは、フォードによって実装されました。フォードの会社が共通のプラットフォームを構築し、正確な顧客のニーズに合わせるために専業メーカーを使用したことが紹介されています。Ｔ型フォードの導入100周年を迎え、製品のカスタマイズについてフォードの過去の事例からの貴重な教訓を学びとることができるのではないでしょうか。
■外注による多品種少量生産へのガイド
この記事では、医療機器の分析機器を製造する医療機器メーカーが運用コストを縮小し、高い品質基準を維持しなければならないことから、その生産をアウトソーシングすることの意義を述べています。アウトソーシングをすることにより医療機器の製造企業は大きい利益を得、医療機器メーカーであるFrost & Sullivan の2013年の売上高が80億ドルに上昇することを予測しています。
■多品種、少量生産の規範
本論文では多品種少量生産における各種の規範について、紹介しています。フレキシブル生産システムの採用により、多品種製造組織のすべての機能間の調整が必要で、増加した多品種少量生産および労働力の柔軟性に起因するパフォーマンスの向上が、競争に対する効果的な障壁となること等を紹介しています。
■少量生産のためのモジュール式自動車車体製造法
ドイツで実施されている企業と研究機関の共同プロジェクト“FlexBody”において、年間生産台数１～10000の少量生産自動車のための、車体をモジュール式で製造する技術の開発を行っています。この技術で車体を製造すると、車体形状を要望に応じて変更できます。
■改造車研究の可能性
本論文では東京モータショーと同様、大手自動車会社も出展する東京オートサロンについて、その歴史的視点から概要を紹介し、さらに、改造車がどのような形でマーケティングの対象とされ、またメーカーの戦略に利用されているのかについて考察しています。「量産化や産業化とはほど遠い奇妙な手仕事の跡」と表現されるカスタマイズを含めて自動車のカスタマイズ化について紹介しています。
■人工股関節ステムのカスタムメイド化
本論文では石川県工業試験場のものづくり支援に一環として研究が行われた『人工股関節ステムのカスタムメイド化』について紹介しています。ステムの設計手法、ステムの金属材料として有望なバナジウムフリーチタニウム合金の高速切削加工技術について検討し、切削にはバインダレスcBN工具が有効であることなどが紹介されています。(その他、石川県工業試験場で行われた２件の技術についても合わせて紹介されています。)
■日本企業のソフトウエア選択と生産性
－カスタムソフトウエア対パッケージソフトウエア－
本資料では日本と米国の企業におけるカスタムソフトウエアとパッケージソフトウエアの採用状況とそうした状況を生み出した原因について調査、分析を行っています。日本企業のカスタムソフトウエア偏重の理由として、コスト、信頼性、製品寿命等の１０個の要因を取り上げ、個別に考察し、自社の独自のノウハウの強みを生かせるようなソフトウエアを開発して、自社ノウハウの競争力を維持しようという積極的な理由が大きいことを指摘しています。
■多品種少量微細製造に関する本格研究 --小さな製品は小さな装置で --
産総研では、さまざまな種類の製品を個人の好みによりカスタマイズして生産する多品種少量生産に向く生産方法として、ナノ製造を机の上に乗る小さな工場（デスクトップナノファクトリ）で行うことを試みています。このコンセプトを生かした装置開発の手はじめとして、大本の微細な形状（マスターパターン）を作成するためのリソグラフィ装置とマスターパターンの複製を多数製作するための装置（ナノインプリント装置）を試作しました。この超小型ナノ製造システムはものづくり日本大賞を受賞しました。
■日本人顔面３次元形態に基づいた高フィット眼鏡の開発
産総研では、企業との共同研究により日本人成人男性56名の顔面３次元形態の個人差を調べ、顔を４つのタイプに分類し、各タイプごとに適合する眼鏡を設計しました。この眼鏡は、顔面の３次元形態を考慮して設計されているだけでなく、耳の後ろまで包み込むような新フィット感を持っています。
■セラミックス部品の多品種少量生産型高効率加工技術
産総研では、セラミックス部品を対象として、切削・研削加工等に高周波振動エネルギー及び熱エネルギーを援用するハイブリッド加工技術について研究を行うとともに、ハイブリッド加工装置及び専用工具の開発を行いました。 本研究では知識ベース制御による加工システムの最適化を図り、ハイブリッドマシニングシステムを構築しました。
■産総研のミニマルファブ構想
産総研では、多品種少量および変種変量生産ニーズに適応した、新しい半導体システムとしてミニマルファブモデルを提案しています。 このモデルは工場ラインと試作ラインの投資規模を大幅にコンパクト化して行くことで、コスト競争力だけでなく、 研究開発直結型であることを高付加価値の源泉とし、 一方で変種変量の潜在市場を獲得してゆくという特徴を持っています。
■異形断面形状が成形できるスピニング加工機 － リニアモーター駆動の実用機プロトタイプ
産総研は、企業と共同で異形断面形状が成形できるスピニング加工機「リニア・ロボスピン」を開発しました。この加工機はロボット制御技術の導入により、楕円・偏心・多角形など異形断面形状の成形を実現し、金型コスト削減で小ロットの多品種少量生産、単品の特注品や製品開発における試作に有利という特徴を持っています。
■ミニマルマニュファクチャリング 考え方とテクノロジー
産総研では、必要な時に必要な数の製品を製造するミニマルマニュファクチャリングの具現化に向けた研究開発を行っています。本報告書はミニマルマニュファクチャリングのコンセプトを産業界へ展開するために必要な技術課題を抽出し、体系化を図ることを目的としてまとめられたものです。
■エアロゾルデポジッション法
産総研では粉末材料を常温で固化・緻密化できる革新的なコーティング手法であるエアロゾルデポジション法を開発しました。このコーティング手法は必要なところに必要なだけあるいは多品種変量という要求に答える手法です。この技術を用いた、圧電駆動型のMEMS型光スキャナーへの適用について紹介しています。
■患者に最適な高生体適合性インプラント製品の実用化
産総研では生体適合性の高い材料を用い、個体適合性に優れたカスタムメイドインプラントを設計・製造する技術の開発と早期実用化を目指した研究を実施しています。本研究では生体適合性の高い合金元素の効果を解明し、合金のミクロ組織を制御する技術の開発しました。強度、延性、疲労特性などの素材強度評価し、生体内模擬環境下での耐食性評価、細胞適合性、動物埋植試験などによる生体適合性試験を行い、世界で最も生体適合性の高いTi-15Zr-4Nb-4Ta合金を開発することができました。
■ナノテクノロジーを活かしたローコストでオンデマンドなミニマル生産
産総研では、今後のナノテクノロジーによる生産技術革新の有り方について調べるため、「ナノテクノロジーによる生産技術革新に関する調査研究」を行いました。その中で、変量多品種生産の具体的技術やシステムとして、インクジェット技術、マイクロリアクター、局所クリーン化生産システム（環境分離型生産システム）、 Self-Assemble MEMS（またはSelf-Functional MEMS)という技術があることを紹介しています。
■経済性シミュレーションによるバイオマス利活用ニーズのカスタマイズ化
産総研では、「バイオマス協議会」を主催しています。40機関が参加するこの協議会では、積極的情報交換によるバイオマス利用プロジェクトの創生と推進を目指しています。その手法としては、バイオマス研究センターで保有しているバイオマス利活用システムの経済性シミュレーション手法を、技術プラットフォームとして提供し、各地域の各ニーズに対してカスタマイズ化することを考えています
■カスタムメイドインプラント
本資料では産総研における高生体親和性チタン材料の設計・製造，高機能インプラントの製品開発について紹介しています。人工関節の材質、疲労特性、開発ガイドライン情報等について紹介し、カスタムメイド人工股関節の開発ガイドライン（案）を提示しています。
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