プロセスのバーチャル化は、プロセスの最適化、効率と精度の向上、そして素早い対応が求められる環境においてより迅速に設計変更を行えることから、多くの分野で広く活用され、さらに拡大を続けています。プレス成形分野では25年以上にわたり、プレス成形工程でのシート材の挙動をシミュレーションする専門性の高いソフトウェアが活用されています。これらのアプリケーションを通じて、シミュレーション結果を保存し、生産チェーン全体で重要なデータを共有することができます。
プレス成形分野でシミュレーションソフトウェアを継続的に活用することで、バーチャル環境での結果と実際の製造現場での結果を最大80％程度まで相関させることができます。パレート図（図1）はこの相関を示しており、投入するエンジニアリング工数に応じて、シミュレーションの結果と製造現場での結果の一致率がどのように変化するかを表しています。
図1：パレート図
現在では、80％の相関を達成するために必要なエンジニアリング工数は約20％にすぎません（図1）。しかしこの相関をさらに高め、できる限り高い予測精度を目指し続けることこそが、今後の課題となるでしょう。
本質的には、これは未来を予測する能力に関わるものです。大きなメリットをもたらす変革的な考え方である一方で、完全に実現することは依然として容易ではありません。
シミュレーションが実際の製造を導く以上、取り組むべき課題の一つは、バーチャルでシミュレーションしたことを実物の製造現場で正確に実行することです。製造工程全体を通じて数多くのパラメータが存在し、それらが変動することで、シミュレーションと実際のプレス部品との間に差異が生じる場合があります。
さらに、品質基準はますます厳格になっています。寸法精度は0.3mm以内に維持する必要があり、外観部品に生じるサーフェスの不具合についても正確に予測しなければなりません。これらの不具合は、特殊な照明技術を用いて初めて確認される場合も少なくありません。また、単品部品のばらつきを考慮しながら、サブアセンブリや完成したホワイトボディ（Body in White）の寸法公差を維持する必要があるため、さらに複雑さが増します。
したがって、シミュレーションと実際の生産パラメータの差異がわずかであっても、製品仕様への適合性に大きな影響を及ぼす可能性があります。このような場合、各パラメータの関係を詳細かつ体系的に分析することが重要です。具体的には、材料証明書に記載された機械特性（図2）と、ソフトウェア上の材料特性の設定（図3）を比較します。また、これらの特性は時間の経過とともに変化する可能性があるため、製造日も確認する必要があります。
図2：材料証明書の例
図3：シミュレーションにおける材料特性の設定例
シートの流入に影響を与えるもう一つのパラメータは、バインダ内の面圧分布です。これは、加えられる荷重と接触面積との関係によって決まります。そのため、製造現場の面圧テーブル（図4）と、バーチャル上の面圧テーブル（図5）を比較する必要があります。
図4：プレス機を閉じる時点における実際の面圧テーブルの例
図5：シミュレーションにおける面圧テーブルの例
トライボロジも、プレス成形に大きな影響を与えます。金型表面の粗さは材料流入と最終部品の面品質に大きく影響します。そのため、シミュレーションで使用する摩擦係数と、実際の金型に施される表面仕上げ（図6）を比較することが不可欠です。
図6：AutoFormで使用する摩擦係数と、実際の金型に施される研磨との比較
着目すべきは実生産のパラメータとシミュレーションのパラメータが一致しない部分を特定し、理解することです。
このような課題を克服するには、徹底的かつ体系的な検証プロセスが必要です。バーチャルのシミュレーションパラメータと現場での製造条件を効果的に同期させることで、シミュレーションを実際の製造プロセスの信頼できる指針として活用でき、実質的にデジタルマスターを構築することにつながります。
より高い相関性を追求することは、品質向上、効率改善、そしてコストとリードタイムの削減につながります。これにより、拡大する市場要求に応えることができます。
したがって、従来の考え方にとらわれず、シミュレーションを信頼して製造プロセスの指針として活用することが不可欠です。そのためには、部門間で情報を円滑に共有し、ある分野のシミュレーション結果を、別の分野でも有意義なデータとして活用してゆくことが重要です。
シームレスな情報の流れを確保するには、初期の製品フィージビリティ検討から生産ラインの稼働に至るまで、全体を捉えるグローバルな視点をもつ必要があります。全体像を共有することで協調的な取り組みが促進され、各部門および各工程が共通の目標に向かうパートナーであることを認識しやすくなります。こうした協調により、有機的で障壁のない情報交換が促進されます。
デジタル情報の流れは、部門間の統合だけでなく、より広範なサプライチェーンをつなぐうえでも不可欠です。効果的なデータ共有により、生産プロセスチェーン全体にわたって、情報の詳細度と精度が向上します（図7）。
図7：情報の流れ
まとめると、コスト、品質、納期に関する市場要求を満たしながら、部品のプレス成形およびアセンブリで優れた成果を得るには、すべてのプロセスにデジタル化とシミュレーションを十分に組み込むことが重要です。重要なパラメータを整合させ、デジタル情報の円滑な流れを維持することが鍵となります。このような連携によって初めて、バーチャル上の予測を実際の製造現場における成功へと確実に結び付け、一貫して高精度で信頼性の高い結果を実現することができます。
