工場建設成功の鍵は設計時のシミュレーション！手戻り防止と生産性向上 | 工場建設パーフェクトガイド

工場建設成功の鍵は設計時のシミュレーション！手戻り防止と生産性向上

2023/08/28

近年、工場建設において3D技術やBIM（建築情報モデリング）の導入が進んでいます。工場建設におけるシミュレーションの活用は、工場運用での手戻りの軽減や生産性向上を実現するための重要な要素です。

シミュレーションの良し悪しは工場建設に大きな影響を与えるのは確かであり、設計段階でおける詳細なシミュレーションが工場建設の成功率を高めます。そのため、3D技術やBIMなどの新しい技術の積極的に採用し、より確かな基盤で工場建設に臨むことが求められています。

工場建設を成功する為に設計のポイント

本文工場建設は、生産効率、環境配慮、安全性など、多くの要素を総合的に考慮する必要があります。工場建設を成功させるためには、とりわけ計画段階から生産性向上を意識することが大切です。

 以下では、工場建設を成功に導くための設計のポイントを詳しく見ていきます。

コンセプトを明確にする

工場建設のコンセプトを明確にすることは、設計プロセスの基盤を築くうえで非常に重要です。製品やプロセスの目的、特徴、および価値提供ポイントなどを明確にすることで、必要な設備や設計の方針を選定しやすくなります。

建設会社と相談しながらコンセプトを決めていくケースもありますが、将来の変更や拡張に柔軟に対応できるよう、あらかじめ自社でコンセプトを明確にしたほうがよりスムーズに進行できます。

ランニングコストを試算する

工場の運用コストを試算することは、ビジネスの長期的な持続可能性に影響を与えます。エネルギー、原材料、人件費、メンテナンスなどの予想されるコストを詳細に洗い出し、「低コスト・高収益」に近づけることが大切です。

発注する建設会社によって、提供可能な製造機器のレベルにも違いがあり、全体のコストや生産性にも影響をおよぼします。さまざまな条件を考慮・比較して、運用コストを最小限に抑えつつ、品質と効率を維持するための計画を策定することがポイントです。

適切な労働環境を整える

労働環境の設計は、従業員の生産性、健康、満足度に影響を与えます。作業スペースの設計は、効率的な作業フローと快適な作業環境を両立させる必要があります。具体的には、作業スペースの適切な配列や適度な間隔、騒音や振動の低減、快適な温度調節、自然光を活用した照明設備の導入、休憩場所やアメリティの充実などです。

こうした作業環境全体の質の良さが、従業員のストレス軽減とモチベーションの向上につながり、それが生産性の向上にも貢献します。

発注する業者選びも重要

工場建設は、発注する業者の選定も全体の成功に大きな影響を与えます。適切な業者を選ぶことによって、生産性の向上、プロジェクトの円滑な進行、品質の確保、予算およびスケジュールの遵守が実現します。

業者選びの際には、業者の施工実績、過去の成功事例や顧客からの評価、適切な設備や技術（3D技術やシミュレーション）の提供が確保されているかなどを確認することが重要です。

工場建設はシミュレーションが重要

近年、建設業界においても3D技術とシミュレーションの導入が進み、工場建設におけるシミュレーションの重要性が増しています。ここからは、なぜシミュレーションが工場建設において重要なのかについて見ていきます。

3D技術とシミュレーションで生産性向上

3D技術とシミュレーションは、工場建設における生産性向上に直接的な影響を及ぼす重要な要素です。従来の平面図や模型だけでは把握しづらい工場の複雑な構造やプロセスを、立体的な3Dモデルとシミュレーションによってリアルタイムで可視化できます。

 3Dモデルを活用したシミュレーションにより、工場内の動線や設備配置、材料の流れなどをシミュレートすることで、最適なレイアウトやプロセスフローを導き出すことができます。これにより、作業効率を最大化し、不必要な移動や手戻りを削減することが可能です。

3D技術とシミュレーションを活用することで、異なる設計アプローチやレイアウトの比較検討も容易に行えます。また、適切なシミュレーションによって潜在的なリスクや問題点を事前に発見できるため、事故や遅延のリスクも低減できます。

具体的な導入方法

3D技術とシミュレーションの導入事例をいくつかご紹介します。

3次元レーザースキャナー

3次元レーザースキャナーは、建設現場や工場内部の詳細なデータを高精度で取得するための技術です。これを活用して建物や設備の現状を正確にモデリングすることができます。

従来の手法では見逃される可能性のある詳細な情報も捉えることができ、工場建設のプロセスにおける不確実性を減少させます。

コンカレントエンジニアリング

コンカレントエンジニアリングは、3Dモデルの合成・修正を実施する際に、複数の設計プロセスや作業が同時に進行する方法です。工場建設においては、設計チーム、施工チーム、製造チームなどが同時に協力し、効率的な情報共有と連携を図ります。

これにより、設計変更や修正が早期に行われ、コミュニケーションのミスマッチが減少します。また3Dモデルで視覚的にイメージを共有しやすいというメリットもあります。

生産ラインシミュレータ

生産ラインシミュレータは、工場内の生産プロセスを仮想的に再現するツールです。作業工程や設備の配置をシミュレーションすることで、生産効率の向上やリスクの軽減を実現します。

さらに、シミュレーションを通じて異なるプロダクションシナリオを検討し、最適なプランを特定することが可能です。これにより、作業プロセスの最適化やリソースの効率的な活用が実現し、工場の生産性向上に貢献します。

シミュレーションも可能な建設会社を紹介

シミュレーションやBIMを活用した工場建設を請け負っている建設会社を、以下でいくつかご紹介します。

清水建設

清水建設は、新しいエンジニアリングサービスとして「Growing Factory（グローイングファクトリー）」を提供しています。このサービスは、3Dプラントモデルと生産シミュレーターを組み合わせ、初期設計段階から運用までのプロセスにデジタルモデルを活用するというものです。

省人化や省エネルギー化などに取り組む工場において、3Dモデルによるシュミレーションやデジタルモデルを活用することで、工場プランや生産ラインを最適化し、生産効率の向上を目指しています。

前田建設工業株式会社

前田建設工業では、生産施設計画の効率化に革新をもたらす「IEソリューション」を展開しています。これは、生産機器の配置や人員配置、生産計画をシミュレーションソフトとインダストリアルエンジニアリングを駆使して最適化を目指すというものです。

計画段階で施設の効率性や使いやすさを評価し、3DCADとの連携でビジュアルに表現することで、顧客に理解しやすい形で効果的な施設設計を提供しています。

BIMを使用した建設を行う２社

タカヤ

株式会社タカヤは、BIMを積極的に導入している先進的な建設会社です。BIMは、3次元の建物モデルを活用する技術であり、タカヤはこの技術を用いて、設計段階から完成した建物の姿を3Dモデルとして視覚的に分かりやすくイメージすることを可能にしています。

タカヤはBIMを活用することで、異なる部門や関係者がリアルタイムでデータを共有できる環境を作り上げ、設計から施工、運用までのプロジェクト全体を効率的に管理し、品質の向上とスケジュールの遵守を実現しています。

千代田化工建設

千代田化工建設は、建設プロジェクトにおいてBIMを中心に据えたアプローチで優れた業績を収めている企業です。同社は3Dコーディネートチームを主力として配置することで、異なる部門の情報を一元管理し、施工中の課題を事前に検知することが可能としています。

千代田化工建設は、建物や施設の構造や設備を3Dモデルで再現し、メンテナンスの際に必要な情報を簡単に取得できる環境も構築しています。このBIMの導入により、従来の方法に比べて約30%の作業時間削減を実現しています。

本文工場建設の成功には綿密な計画と設計が不可欠です。コンセプトの明確化、ランニングコストの試算、適切な労働環境の整備などをしっかり行うことで、生産性が大きく向上します。また、発注業者の選定では、技術力の高さや実績を重視することがポイントです。

近年は建設業界でもBIMの活用が進んでおり、株式会社タカヤなどBIMを駆使する企業が増えています。BIMは3D技術を活用し、建物の設計や施工を効率的に行うための手法です。これにより、設計ミスの防止やプロジェクトの透明性が向上し、効率的な工程管理と高品質な成果物を実現します。

工場建設は、計画段階から設計、BIMの活用まで、多くの要素が絡み合います。これらを総合的に考慮し、最適な業者を選定するようにしましょう。