先进的解析技术可加快制造业发展~解析技术研究中心的使命~
分析技术与解析技术的融合
2022年1月, 住友电工集团“解析技术研究中心”迎来成立20周年。其相关举措可追溯至1960年代。当时,住友电工在公司内设置了“试验科”,推动了“特性评价中心”的成立。另一方面,又设置了运用计算机进行解析的“计算机室”,以“CAE研究中心”为目标,成功完善并扩大了组织。之所以能最终发展为“特性评价中心”,是因为其负责直接观察并评价产品或材料的“分析”,而“CAE研究中心”负责用理论计算进行预测的“解析”。CAE是Computer Aided Engineering的缩写,这是一种在产品或材料的开发设计与制造等阶段,围绕该产品或材料的性能与品质是否存在问题,以计算机模拟的方式进行事前研讨的系统。它可以计算力的状态、流体、热、电磁场等物理现象,可将应力、温度、电磁场之类无法看见的物体内外的现象实现可视化。这样一来,便可弄清问题原因、预测产品强度与寿命,在无需试制的基础上开展多种设计验证。近年来,有不少制造商都采用了CAE,它已逐步发展为保证产品可靠性、确保其竞争力的重要工具。
“特性评价中心”和“CAE研究中心”的职能是以企业整体为对象提供各自的解决方案,但为了更深入更广泛地弄清各种课题的本质,两个中心于2002年合并为“解析技术研究中心(以下简称:‘解析研’)”。该中心成立的主旨是“追求解析技术的变革”。即,该中心的使命不限于单纯分析与解析,而是提供用于弄清和解决产品中各种课题本质的解决方案,开发相应解析技术,并广泛运用在该过程中获得的知识与见解,以促进信息共享,进而强化住友电工集团的生产制造的基础。
“化无形为有形”的技术
那么,分析与解析具体是指怎样的举措呢?解析研的中心长——木村淳说道:“简而言之,就是将无法看见转变为可以看见的作业。”
“在解析研,大家对分析的定位是直接观察实物,而CAE解析则是通过理论来预测用眼睛无法看见的现象或可能发生的现象。以镀层为例,当产品的镀层厚度极不均匀时,可通过分析和CAE解析来弄清问题原因。在分析过程中,可用电子显微镜观察肉眼看不见的镀层晶体组织及其成长过程,用化学分析确认镀液构成浓度,准确判断出镀液成分的作用是否符合预期。而CAE解析可将施加电压时的电场分布及镀液流向等可视化。将分析与CAE解析结合起来,便可弄清问题本质。分析和CAE解析都是‘化无形为有形’的工具,通过这些工具可从多角度进行考察与切入,以解决课题为目标,让大家积极讨论,最终得出解决方案。”(木村)
解析研所分析与解析的产品包括住友电工集团生产销售的所有产品。其工作地点有大阪、伊丹和横滨这三处。分别负责汽车、信息通信、电子、环境能源、产业原材料等各领域、各种产品的解析。此外,位于佐贺县鸟栖市的公共研究机构――九州同步加速器光研究中心里还设有专用同步辐射实验设施。该设施使用高强度X光照射材料,可实现极为细致的解析(详见后文)。此外,针对中国生产现场品质课题需求不断增多这一情况,特别是为了促进柔性电路板事业的发展,于2012年在中国苏州成立了中国解析中心。
为确保竞争力而备受重视的解析技术
在制造业界,解析技术的意义已日益凸显。从确保市场优势的角度来说,它已逐渐发展为一个极为重要的因素。
“最近有不少客户要求我们提供高水准解析,从保持竞争力的角度来说,能在公司内部自行完成高水准解析是一项不可或缺的要素。部分客户的供应商审查基准就包括分析与解析能力。而该审查结果有可能成为左右业务承接与市场份额的材料之一。以汽车生产商的竞标为例。以往一般是要求提交产品可靠性试验结果,但最近还要求提交CAE解析数据。即客户要求提供可证明其可靠性的证据。因此,我认为向客户展示本集团的解析技术实力和解析体制也是极为重要的举措。”(前文提到的木村)
在这样的背景下,解析研的优势之一是具备分析与CAE解析所需的设备、技术与人才,这些要素与住友电工集团的制造业务高度匹配。例如前文提及的专用同步辐射实验设施,仅有三家日本国内私营企业拥有该设施。此外,住友电工所拥有的各种设备也具备行业顶级性能。长年积累的分析与解析技术被新时代的员工们传承至今。那么,为实现进一步的解析技术进化与能力提升,需要付出哪些努力呢?
“今后,我们希望进一步强化信息的中枢功能。除了运用通过解析所获得的知识与见解外,我们还将不断推进解析知识数据库化。此外,以制造现场分析装置的性能维持与作业人员的技能提升为目标,指导管理的强化也是必不可少。另一方面,我们还要通过解析业务的分工与平台化来促进事业活动高效化。解析对象也在不断变化,解析技术也在不断进化,因此在最尖端的技术方面,我们也会灵活运用与外部机构的联盟协作关系。以世界最高性能的同步辐射设施“SPring-8”以及大强度阳子加速器设施“J-PARC”为首,我们希望与各种研究所和大学等积极开展包括人才交流在内的各种交流。我希望通过这些举措以及最尖端的解析技术,为住友电工集团的生产制造提供支持。” (木村)