次世代航空機の耐空証明取得を円滑に支援するシーメンスの統合型デジタル・プログラム管理

次世代航空機の耐空証明取得を円滑に支援するシーメンスの統合型デジタル・プログラム管理

  • ドローンジャーナル
  • 更新日:2022/06/23
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2025年に開催を予定している日本国際博覧会(大阪・関西万博)で空飛ぶクルマの導入が発表された。これを目標に国内メーカーが空飛ぶクルマの開発に注力するほか、海外メーカーと手を組み、数年後に日本への導入を急ぐ企業も増加傾向にあるなど、近い将来の空飛ぶクルマ市場を見込んだ動きが世界で勢いを増している。

日本では「空の移動革命」として2018年に「空の移動革命に向けた官民協議会」を発足し、空飛ぶクルマの実現に向けて議論が交わされ続けている。空飛ぶクルマは交通渋滞のない空の移動手段として、主にタクシーや宅配サービスでの利用が検討されており、近未来のイメージである都市部で飛び交う姿が社会実装の目標だ。

空飛ぶクルマは航空機より低高度で飛行し、将来は自動航行によって操縦者なしで人の移動を可能にするとされ、航空機よりも身近な存在となる。しかし、利便性が良く、ビジネスでの活用も期待される反面、実現に向けた課題も多い。

これまで空の移動は人の生活と密接した関係ではなかったことから、自動車の代替えとして気軽に利用するためには社会受容性が必要だ。また、タクシーやオンデマンド配送といった安価なサービスが確立されているだけに、ビジネスの採算性が合わず、新たな付加価値を生み出せるかが焦点となってくる。そして、実現のための第一歩は空飛ぶクルマの安全性確保だ。人が搭乗し、第三者上空を飛行するという点では、航空機と同等の安全担保が必要となる。あらゆる航空機は、設計開発から製造の多くのプロセスにおいて安全であることを「耐空証明」という形で証明したうえで運用されている。空飛ぶクルマも航空機のひとつとして耐空証明を取得する動きが始まっており、適用基準の構築が官民で進められている。これまであまり馴染みのなかった耐空証明と、その取得をサポートするシーメンスの認証管理システムについて紹介しよう。

すべての航空機が証明すべき「耐空証明」とは

航空機の規則と設計要件は何らかの不具合が発生する、または発生していることを前提に定められており、事故の防止に役立てられる。つまり、航空機の安全な離着陸を保証するために、厳格な基準を設ける仕組みとなっている。

最軽量のグライダーやヘリコプター、超大型の民間旅客機、軍用機といったすべての航空機は、設計基準を満たしていることを示す必要がある。それには、構造強度のほか、耐空性に求められる操作性と安定性を備えていることを証明しなければならない。証明は解析やシミュレーション、試験を実施し、最終的には監督機関 (米国では連邦航空局) による検証を通じて適合性を実証していくこととなる。このプロセスを経て証明されるものが耐空証明であり、空飛ぶクルマも例外ではなく、厳格に定められた安全な設計基準を満たさなければならない。耐空証明の取得は膨大な作業を必要とするうえ、空飛ぶクルマにおいては新たに基準を構築していかなければならず、ひとつのハードルとなっている。

デジタル管理であらゆる課題を解決できる耐空証明の取得

耐空証明を取得するためには複雑なプロセスを要するのに加え、航空機の開発と製造にかかるコストの約50%が製品の安全性を証明するために費やされるといわれている。耐空証明を取得するための準備は、設計から製造までの工程と並行して進めるべきであり、設計段階が終わってから着手したり、独立して進めたりするものではない。しかし、多くの企業が耐空証明の取得作業を独立した作業として捉えているのも事実だ。

そこで、デジタルを駆使した認証管理システムがあれば、効率的にデータを管理し、航空機認証プロセスを進めることができる。エンジニアリング審査、試験、点検、機器認定の段階でデジタル認証管理を取り入れることで、正しく統制の取れたプロセスが適用され、効率的に機体設計の安全性を証明できるようになる。

シーメンスが提供する統合型プログラム・プラニング(IPP)は、耐空証明の取得を円滑にサポートするシステムとなっている。航空機メーカーが要件を形にすることができ、無数の作業分解図を定義、計画、スケジューリングすることが可能となる。例えば、翼を設計する場合、設計と構築はどういうプロセスで行うのか。どのような要件があるのか。どんな試験が必要とされ、実施済みの試験はどれかなど、翼ひとつとっても検討・管理することが多く発生する。そこで、IPPを導入してリンクをたどれば顧客の仕様書、耐空証明を管轄する当局の仕様書をすぐさま確認できる。さらには、試験とシミュレーション、製造、検査、ユーザビリティー、文書管理、保守整備にいたるまで、関係者が1つ1つチェックしていき、要件を確実に満たすことが可能だ。このように、統合的なデジタル化はすべての業務を結びつけ、縦割りで構成された社内管理を解消し、情報検索の手間を削減するので包括的な業務環境を築くことにつながる。

また、統合型のデジタル・プログラム管理を導入することで書類などのデータ管理も可能だ。初期製造段階と量産段階の耐空証明を裏付けるには、多岐にわたる膨大なデータを必要とするため、データの効果的な管理が必要不可欠となる。

しかし、そのようなデータがどこに保存されているのか。共有ドライブやローカル・コンピューターのデスクトップ、海外オフィスに書類で保存されているなど、企業によってさまざまだ。いくつものファイルを検索し、多くの関係者に尋ねながらデータを集めて整理する作業は、多くの時間とコストがかかり、製品のリリースや整備作業に遅れが生じる。そこで、統合型のデジタル・プログラム管理を使用すれば、検索やトレーサビリティの対象を耐空性関連の部署だけに限定することが可能になる。技術資料、部品表、メンテナンス指示書のほか、定期点検や大がかりな修理に出された全製品の情報も、常に最新の状態に保つことができる。

統合型のデジタル・プログラム管理の有効な使用例としては、代替品の効率的な管理が挙げられる。航空機メーカーは標準部品を入手しにくくなった場合、代替品を使用することがある。メーカーは安全に使用可能な代替部品のリストを作成することで対応しているが、整備用文書や部品カタログでリストを正しく表記しておかないと、現場で混乱が生じてしまう。このように管理が行き届いていないと、もっと手軽に手に入る代替品があるにもかかわらず、同一の交換用部品を探し回るといった余計な時間・労力を費やすことになりかねない。部品の規格は常に更新され、入手のしやすさも変動するので、代替品でも純正品同等の品質か時にはそれ以上の可能性もある。そうした情報を得られることが重要であり、統合型のデジタル・プログラム管理はダウンタイムの短縮、安全性の確保、総所有コストの低減を実現する。

次世代航空機に欠かせない「統合型のデジタル・プログラム管理」

電動航空機や空飛ぶクルマの開発が進みはじめ、設計者は排ガス削減、航続距離延長、バッテリーの出力密度向上、運用コストの大幅削減を図るなどして、電動航空機の限界に挑戦している。

シーメンスはeAircraftエンジンの開発を世界に先駆けて進めており、この新しいタイプの航空機は航空機市場を一変させ、革新をもたらす可能性を秘めている。これを実現するには、統合されたプログラム管理の利点をこれまで以上に引き出し、認証プログラムに取り組むことが必要だ。新型機の認証ルールはまさに策定が進められており、規制当局との緊密な連携が必要になると思われる。

メーカーが新タイプの航空機について全要件を満たせたことを立証するには、包括的な優れたツールが欠かせず、統合型のデジタル・プログラム管理こそが、将来の航空機業界に必要不可欠なシステムといえる。

▼シーメンスの統合型のデジタル・プログラム管理の詳細な資料は以下からダウンロードできます。

資料1.「検証・認証プロセスの統合により、製品の市場投入を加速」
資料2.「耐空性の管理と検証を効率化するツールとは」
資料3.「航空宇宙 / 防衛産業の認証プロセスを改善するためのシーメンスのアプローチ」

ドローンジャーナル編集部

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