Certified Quality and Complete Traceability in EWIS Manufacturing

Aerospace

全プロセスチェーンに対応する単一パートナー
現代の航空機では、電気配線相互接続システム (EWIS) に対して高い要求が課されています。Komax Groupは、バリューチェーン全体にわたり、MROまで製造・試験を支援します。
  • あらゆるステップにおけるトレーサビリティ
    当局および航空機メーカーは、あらゆるワイヤ、あらゆるプロセスステップ、あらゆる試験について記録を求めています。自動マーキング、加工、試験によって得られた結果は、生産過程で記録され、ハーネスのシリアル番号に紐付けられます。
  • 少量、迅速な段取り替え
    航空宇宙用ハーネスの生産は、多品種・小ロットであり、設計変更も頻繁に行われることが一般的です。自動段取り替え、デジタル組立ガイダンス、構成可能な試験アダプタにより、単一のセットアップで広範なハーネスに対応することが可能です。
  • 最適なレベルでの自動化
    航空宇宙分野のような生産量において、完全自動ラインへの投資を正当化することは困難です。半自動機は、ストリップ、シールド加工、熱収縮を個別のワークステーションで行います。半自動機により、オペレーター依存が少ない再現性を実現し、生産量に応じて自動化レベルを拡張できます。
  • 航空機スケールでの試験
    単独の前部機体セクションに、約20,000ものテストポイントが存在する場合があります。分散型テストポイントユニット、航空機のラックに直接接続可能なライン交換ユニット、そして最大95%削減されたアダプタケーブルにより、ハーネス、セクション、最終組立の各レベルでの試験が実用的なものとなります。

データ準備

設計データから製造現場へ

航空機用ハーネスのロジック、レイアウト、ルーティングの設計には、膨大な量のデータが発生します。そのデータはその後、異なるシステムや、異なる目的で活用されることになります: 調達から、生産、あるいは製造パートナーを経て、試験システムに至るまで。これらの各工程はすべて同一の設計に基づき動作していますが、形式が異なります。そのため、変換エラーが発生しても、テスターが見つけるまで、そのミスは表面化しません。こうしたデータ変換エラーや手戻りは、厳格なコンプライアンス要件、厳しい納期、増大するコスト圧力がある現在、非常にコストが高くなります。

データ構成は千差万別

データの整備方法はメーカーごとに異なり、同じやり方は2つとありません。配線リストは、Excel、CSV、ANSI、ASCIIファイルから作成されることもあれば、ZukenやSiemensといったECADシステムから直接作成されることもあります。試験パラメータや許容差は、生産に使用されるエンジニアリングデータと同じデータに由来します。試験プログラムを作成するために必要な情報は、通常、複数の情報源に分散して存在しています。Komaxは、お客様が現在お使いの環境に寄り添い、そこから解決への道筋を描きます。

データのデジタル化

Data2Wireの詳細

自動切断およびマーキング

トレーサビリティは最初の切断から始まる

航空機に配線されたワイヤは、生産、検査、メンテナンス、そして修理に至るまで、そのプラットフォームの寿命を通じて識別可能な状態でなければなりません。規制によってそれが求められる一方で、ハーネスが稼働する過酷な環境が、その実現を困難にしています。あらゆるケーブルにレーザーマーキングができるわけではありません。そのため、一つの生産過程内でレーザーマーキングとスリーブ挿入の作業が併用されることも珍しくありません。識別作業は、ワイヤを測長切断する最初のステップで行われます。それ以降のすべての工程は、そのマーキングが正確で、変更できないものであることが前提です。

航空機の寿命に耐えうる消えないマーキング

Komaxの機械は、測長切断とマーキングを、一つの管理されたプロセスで自動化します。UVレーザーマーキングは、ワイヤ絶縁そのものに反応を引き起こすことで、インクなどの消耗品を使用せずに、永続的かつ変更不可能なマークを形成します。Optima 400は、中量から大量の生産に対応し、最大40本のワイヤスプールを用いた自動段取り替えが可能です。コンパクトなMRO 200は、航空機の完成工程やメンテナンスセンターにおける、小量から中量の生産に対応します。EasyContrastは、EN 3475-705およびSAE AS 4373規格に基づき、マーキングのコントラスト検証を行い、その結果を記録します。

ワイヤ末端加工

どのケーブルタイプでも、1 つの工程で

航空宇宙分野におけるワイヤ末端加工は、極めて厳しい材料特性と、わずかなミスも許されない精度が求められる過酷な作業です。ストリップ、クリンプ、熱収縮の各工程には、それぞれ専用の手法、工具、品質確認が必要です。PTFE、カプトン、シリコン、ガラス繊維編組は、それぞれ刃物に対して異なる挙動を示します。芯線の傷、シールドの歪み、あるいは不完全なクリンプ、それら一つひとつが、完成したワイヤを廃棄物へと変えてしまいます。その損傷は、組み立て済みハーネスの試験でテスターによって検出されるまで、見逃されることがあります。生産量は、全自動ラインを導入するほど大きくない場合がほとんどのため、作業はワークステーションで行います。

ケーブルが変わっても、プロセスは変わらない

多くの作業はまだ手工具で行われています。半自動機を使用すれば、完全に自動化されたラインを導入するほどの投資は必要なくなり、より早く、そして安定した品質で作業を行うことができます。制御された切り込み深さ、正確なブレード位置、信頼性の高いワイヤ検知により、傷やシールド損傷を防ぎます。さらに、一部の機種では、生産中にストリップの寸法を監視・修正します。航空宇宙産業に見られる、多品種少量生産の特性では、多くのケーブルタイプでブレードの交換や機械的な調整が不要であるため、段取り替えは短時間で済みます。半自動化により、生産速度を維持しながら高精度な加工を実現します。

当社の半自動化の専門知識に関する詳細
切断およびストリップ
航空宇宙分野の絶縁は、わずかなミスも許容しません。回転式ストリップとレーザー式ストリップで PTFE、カプトン、繊維編組を処理でき、シールド加工では編みシールドを歪ませずに露出させることができます。
クリンプ
すべてのワイヤ末端には端子があり、電気的な接続を確立するのはクリンプ部分です。Komaxではクリンプ用の手工具を取り扱っておりませんが、お近くの専門業者がお選びのお手伝いをいたします。ただし、クリンプの品質は測定可能です。
クリンプ品質保証
クリンプフォース、クリンプハイト、プルアウトフォースは専用のツールで測定され、完成したクリンプ部の断面がマイクログラフで確認されます。WinCrimp 8は、結果をデータベース内の生産オーダーと紐付け、部品に証跡が残るようにします。
赤外線収縮
デジタル制御された赤外線熱処理により、収縮スリーブを安定かつ正確に加工できるだけでなく、オペレーターの安全も確保します。

ハーネスの組み立てと試験

ガイド付き組立とボード上での検証

今日のコネクタ挿入作業において、ほとんどのエラーは手作業によるもので発生し、そのたびに修正が必要となります。バリエーションが多く、少量生産のハーネスの場合、変更が頻繁であるため、図面と実際のものがすぐに一致しなくなって作業が困難になります。そのボードは 1 ハーネスのためにだけ使われ、床面積を占有します。

作業を行う場所で指示

EasyWiringはCADデータを直接インポートするため、設計変更があった場合でも、新しい図面を経由するのではなく、電子的にボードに反映されます。ワイヤ、コネクタ、付属品を含めたレイアウトを 1:1 で表示し、作業指示と部品表に従ってオペレーターが各ステップを進められるようにします。トレーニング時間が短縮され、各ステップの追跡が可能になり、テーブルを再構築するのではなく、モジュール式のテーブルを次のハーネスに合わせて再構成できます。

組み立てと試験をワンフローで

試験は、ハーネスの完成を待つ必要はありません。Cirris 8100と連携し、オペレーターはプローブをテストポイントに接触させてワイヤを識別できます。ハーネスの組み立て中、EasyWiringのボード上でも低電圧試験を実行できます。試験ステーションで高電圧試験を行う場合、Cirris 8250は最大 100,000のテストポイントに対応し、Cirris 5150を使用することで、自動化された装置に試験工程を組み込むことができます。

セクション別および最終組立の試験

航空機を製造する場所での試験

ハーネスが航空機に組み込まれると、試験対象はハーネスではなくなり、EN 2283または同等の規格に従って、航空機全体として徹底的な試験を行う必要があります。前部機体セクションだけでも、容易に約20,000のテストポイントを持つことがあり、ロータークラフトやeVTOLはさらに独自の形状を持っています。試験を開始する前に、すべてのコネクタに接続アダプタを適用する必要があります。部品、プリアセンブリ、完成セクションは事前に試験済みで搬入されますが、それらを結合したときに形成される接続部は、試験されないままです。その結果が記録されれば、次の組み立てステップに進むことができます。

試験システムはすべて受注生産で構築

adaptronicは、お客様の要件に合わせて試験システムを個別に設計・製造します。モジュール設計により、各システムを標準部品のツールボックスから構成することができます。これには、テスター本体、分散型テストポイントユニット、アダプタケーブル、航空機本体の機器ラックに直接装着できるテストポイントカード付きのライン交換ユニット、既存の試験プログラムのインポートまたは新しい試験プログラムの自動生成、試運転、そしてトレーニングが含まれます。多数のインターフェースコネクタにより、既存のアダプタケーブルやサードパーティ製のアダプタケーブルを継続して使用できるため、設置されたシステムを交換するのではなく拡張できます。このアプローチの背景には、航空宇宙分野における40年間の実績があります。

最大規模の試験対象物に対して、NT 800-1は最大131,072のテストポイントを提供します。分散型テストポイントユニットは、テスター本体から最大90メートル離れた場所に設置でき、電源、制御信号、測定信号を単独のケーブルで伝送します。EN 2283規格では、航空機の配線電圧の上限を1,300VDCと定めています。電気およびハイブリッド電気推進システムでは、すでにこの規格を超える電圧が使用されており、当社の製品全体で見ると、試験電圧は最大で6,000 VDCおよび5,000 VACに達します。今日の鉄道車両業界では、最も厳格な基準で試験が行われていますが、その要件はこれらのシステムの限界値を下回っています。ライン交換ユニットは航空機の既存の機器ラックに直接接続でき、能動終端アダプタを使用することで、使用するアダプタケーブルの数を最大95%削減できます。試験はEN 2283規格に準拠して行われ、すべての結果が記録されます。

ケーブルの削減、迅速なセットアップ、そしてスペース効率の向上

通常、セクション内の各コネクタには、試験システムに接続するためにそれぞれ専用のアダプタケーブルが必要です。能動終端アダプタがそのケーブルに取って代わります。アダプタはコネクタに取り付けられ、試験対象のハーネスを通して電源、制御信号、測定信号が伝送されます。そのため、ユニットにはバッテリーも無線リンクも必要ありません。

1つのアダプタで、1つまたは複数のコネクタにわたる最大60のテストポイントに対応できます。ワイヤに異常がある場合、測定結果がノートパソコンまたはタブレットに表示され、同時にコネクタに取り付けられたアダプタが点滅し始めます。セクション全体で使用した場合、これにより最大で95％のアダプタケーブルが不要になり、それに伴う保管、取り扱い、設定時間の短縮にもつながります。

アダプタ自体は標準部品であるため、試験システムは特定の航空機のために設計・注文されたケーブルではなく、既存の部品から構築されます。ケーブル本数の削減に伴い、機内に持ち込む試験機器の量も減り、セクションへのアクセスも確保されるため、試験中も他の作業を継続できます。

NT 800-2では、同じアダプタを使用して最大1,300VDCの試験を行うことができ、そのため絶縁および絶縁耐力の試験を同じセットアップで実行できます。

当社の試験技術と専門性

品質を正しく実現する

品質ソリューション

メンテナンス、修理、オーバーホール

耐空記録として認められる確かな証跡

エンジンハーネスの整備後には、配線がエンジンメーカーから発行された整備指示書に従ってチェックされる必要があります。導通、短絡、絶縁、絶縁耐力に加え、一部のエンジンでは能動部品も試験します。マルチメーターと印刷されたリストを使って手動で行う場合、通常2シフト分の時間を要し、記録の信頼性は作業者によって左右されます。

30分で完了し、確実に提出できる記録が得られます

自動試験の実行には、通常12～16時間かかる作業が、わずか30分から60分で完了し、すべての測定値を記録します。試験完了後の記録の改ざんは不可能であり、耐空記録向けの詳細なレポートとしてエクスポートできます。エンジン内にハーネスが設置された状態でも、取り外してベンチ上で試験した場合でも、同じ試験プログラムを使用します。

同じシステムは、航空機の他の配線作業にも利用可能です。可搬型テスターは、ハードシェルケースに入れて航空機まで運びます。ベンチ型テスターは取り外されたハーネスを試験し、プローブにより、開線のワイヤ末端を記録します。修理により配線が変更された場合、MRO 200を使って純正と同じ基準で再マーキングします。

よくあるご質問

ご不明な点がございますか？

航空宇宙分野におけるデータ準備の最適化、ワイヤ処理、またはEWIS試験についてご質問はございますか？ここでは、OEM、Tier 1サプライヤー、MROセンターから最も頻繁に寄せられる質問に対する回答をご紹介します。

航空機用ワイヤハーネスには、どのような試験が必要ですか？

基本となる試験項目は以下の4つです：導通、短絡、絶縁抵抗、絶縁耐力です。航空機の試験仕様によっては、スイッチ、抵抗器、ダイオードなどの部品に対する試験や、能動部品の機能試験が追加されます。

EN 2283規格が値を規定し、航空機メーカーの試験仕様が、それらの値をどの回路に適用するかを定めています。

ハーネスを搭載前と搭載後に試験することの違いは何ですか？

EN 2283では、この2つがパートIとパートIIに分かれています。パートIは、製造後でハーネスが航空機に搭載される前に適用されます。パートIIは、組み立てられたハーネスが実際に搭載された後に適用されます。試験の種類は同じですが、搭載後はハーネスが機体構造に接続されているため、絶縁抵抗の要求値は低くなります。

航空機セクションを試験するために、試験システムには何個のテストポイントが必要ですか？

セクションによって異なります。水平尾翼では約1,000、主翼では約4,000、そして前部機体セクションでは約20,000のテストポイントが必要になります。この規模では、テストポイントユニットをハーネスの近くに配置できるため、テスターから最大90 m離して設置し、配線が扱いやすい長さに保ちます。

この規模のセクション試験に対応するシステムは、可搬型整備テスターの数百ポイントから、NT 800-1のような分散型システムで最大131,072ポイントまであります。

航空宇宙分野のような生産量においても、自動化は費用対効果が見合いますか？

はい、しかし完全な自動化とは限りません。航空宇宙分野のワイヤハーネスは、多様な種類で生産量が少ないため、自動車部品のように自動化された取り扱いを想定して設計されていません。通常は、個別の作業ステーションで半自動機を使用し始め、プログラムが試作段階から量産段階へ移行するにつれて、自動化レベルを上げていくのが一般的です。

どの工程から自動化を始めるべきでしょうか？

複数のリールからのワイヤの繰り出しとレーザーマーキングはすでに標準的な工程となっているため、自動化の検討対象というよりも、出発点となります。次に有効な自動化対象はワイヤストリップであり、複雑なケーブル構造の場合はレーザーストリップが適しています。次に端子のクリンプが続き、その工程にはプロセス適合が必要となります。現在、手作業によるエラーの多くはコネクタ挿入で発生していますが、自動化は可能です。ただし、部品自体は自動化を想定した設計にはなっていません。

航空機の配線には、なぜUVレーザーマーキングが使用されるのですか？

法規制により、永続的かつ判読可能な識別が必要とされ、UVレーザーマーキングはその要件を満たします。レーザーが絶縁体そのものの中で反応を起こし、消滅・摩耗・変更に耐えるマークを作り出します。このマーキングは、生産、検査、メンテナンス、修理の各段階で判読性を維持し、それが航空宇宙分野におけるトレーサビリティの重要な要素となります。

レーザーストリップは、機械的ストリップよりも、どのような場合に適していますか？

精密性が最も重要な、繊細で複雑な構造を持つ、あるいは非円形のケーブルの場合にレーザーストリップがより適しています。絶縁体のみを除去し、導体やシールドには触れないため、同軸ケーブル、多層構造のケーブル、航空宇宙分野で使用されるシールド付きケーブルに適しています。

より単純なケーブルや、投資を抑える必要がある場合には機械的ストリップが適切な方法です。

デジタルアセンブリボードは、木製フォームボードにどう置き換わりますか？

木製ボードには、1つのハーネスに対して1枚の図面が使用され、設計変更があるたびに新しい図面が必要になります。EasyWiringのようなデジタルボードでは、CADデータを直接インポートし、実際のサイズでレイアウトを表示するとともに、作業指示書と部品表を使用してオペレーターを段階的にガイドします。モジュール式のテーブルは、次のハーネスに合わせて再構成されるため、最初から作り直す必要はありません。

メンテナンス後、エンジンハーネスはどのように試験されますか？

エンジンメーカーの整備指示書に、試験範囲が定義されています。通常は、導通、短絡、絶縁、絶縁耐力です。印刷されたリストを参照しながら、マルチメーターで手動で測定を行うと、通常12〜16時間かかります。KT 236のような可搬式テスターを用いた自動試験では、30～60分で完了し、すべての個別の測定値を記録するとともに、後から改ざんできない記録を作成します。

電気式およびハイブリッド電気式の航空機における配線には、どのような変化が生じますか？

電圧です。電気航空機のエンジンは、約800Vで動作するため、必要な試験電圧が3,000Vを超えます。一方、EN 2283規格では、最大値を1,300V DCに設定しています。現在、eVTOLの高電圧ケーブルに関して適用可能な規格は存在しません。6,000V DCおよび5,000V ACに達する試験システムは、すでに他の産業分野における高電圧作業向けに開発されており、利用可能です。

航空宇宙分野の試験システムは、MESに接続できますか？

はい。adaptronicのシステムは、まさにこの目的のためにOPC UAインターフェースを提供しており、Cirris 8250もAPIとOPC UAを通じて接続できます。テスト結果をデータベースに書き込むことで、ワークステーションごとに分散管理するのではなく、試験記録を一元的に管理・評価できます。

エンジニアリングデータは、どのようにして機械や試験システムに送られますか？

通常は、単一の経路で送られることはありません。配線リストは、Excel、CSV、ANSI、ASCIIファイルとして、またはECADシステムから直接送られてくることがあります。そして、試験プログラムを構築するために必要な情報は、通常、複数のソースに分散しています。標準的なケースは変換ツールで処理し、残りは既存のシステムを基に統合作業を行います。

能動終端アダプタとは何ですか？

能動終端アダプタとは、ハーネスコネクタに直接取り付けられ、ハーネス自体を通じて試験システムと通信する試験用のアダプタです。試験対象のワイヤを介して電力と信号が伝達されるため、アダプタはバッテリーや無線接続を必要としません。1つのアダプタで最大60のテストポイントをカバーし、配線不良は、コネクタ上で示されます。航空機セクション全体で、最大95％のアダプタケーブルの使用量を削減できます。