デジタル・ツイン（車両の完全な機能を持つ3Dバーチャルレプリカ）は、自動車の設計と製造に革命をもたらしました。現在、モレックスのエンジニアチームは、仮想世界で電気製品を設計・最適化・検証し、その機能と寿命を事前に決定するために、電子部品レベルで製品のデジタル・ツインを開発しています。最新の車両設計に不可欠となるコネクターをバーチャルに検証することで、自動車OEMやティア1サプライヤーは、コスト削減、リコールリスクの低減、時間のかかる物理的試験・修正の最小化に役立つ情報が得られます。

製品のデジタル・ツインで自動車を設計することは、自動車メーカーに複数の利点をもたらします。製品のデジタル・ツインは、物理的な製品の仮想的な表現であり、製造後の製品（製造から現場での故障、または寿命が尽きるまで）の機能パフォーマンス予測を可能にします。

設計プロセスの各段階で、自動車メーカーはデジタル・ツインを使用して車両の動作をシミュレーションし、生産に費用をかける前に問題を特定して修正できます。エンジニアは、シミュレーションモデルからデータを受け取り、構造的完全性、重量、パッケージサイズの最適化、定格電流、熱管理、シグナルインテグリティ、EMI/EMC、高電圧への配慮、人間工学に基づいた組み立て、保守性要件など、さまざまな要因に関するパフォーマンス検証を実施できます。新たなアイデアも、物理的な試作品の数を減らしてテストすることができます。

3Dモデルは共有可能で、コラボレーションも強化します。異なるチームが同時に作業し、常に更新される単一の情報源を使用して、関連するシステムを作成および変更し、同期を保つことができます。デジタル予測モデリングは、物理的試験を完全に置き換えるものではないものの、製品検証のために必要な物理的試験の量を減らすことができます。

先進運転支援システム（ADAS）のようなメガトレンドが現実に近づくにつれ、これらの能力を備えることが重要になっています。モレックスは、これらの最先端テクノロジーと機敏なプロセスを可能にするために、製品のデジタル・ツイン機能に投資しています。変化し続ける自動車業界では、適応し、革新する準備ができた者が成功を収めるからです。そうでない人たちは、必ず衰退していきます。

バーチャル自動車モデルの成功は、モレックスのエンジニアにとって大きなチャンスであり、電気コネクター設計へのアプリケーションについて可能性を見出しました。

運転支援や安全自動化からパーソナライズされたエンターテイメントやキャビン設定まで、消費者があらゆるものを実行する、より多くのソフトウェア組み込み制御を必要とする機能を求めている今、このアイデアは説得力があります。これらの機能はすべて新たな電子制御ユニット（ECU）とケーブル配線を必要とするため、自動車メーカーはスペースがなくなりはじめ、車両は抗力を生むほど重くなっています。現実的なバーチャルモデル以上に、製品を革新し、生産に移行させる良い方法があるでしょうか?

昨年、モレックスのエンジニアリングチームが作業に着手し、コネクターの電流定格を95%の精度で正確に予測および検証できる高忠実度のデジタル・ツインを作成しました。従来、メーカーは製品の妥当性を確認するために、広範囲にわたる物理的な製品テストを実施したり、サロゲートデータを使用したりします。しかし、物理試験には約14週間かかり、顧客はそんなに長く待ちたくはありません。さらに、サロゲートデータは60～70%も外れることがあり、採用には大きなリスクが伴います。

製品のデジタル・ツインを使用することで、エンジニアはメーカーと協力して、必要に応じて仕様を調整かつ検証し、正確な結果が得られます。

定格電流の検証に加え、モデルは一時的な電流スパイクの影響を測定できます。これを信頼性科学モデルと組み合わせることで、保証コストやリコールを削減するための重要な要素である、さまざまな仕様下での製品寿命を予測できるのです。また、製造性を最適化する方法も模索しています。

現在の定格と機械的機能のデジタル・ツインから得られる知識により、エンジニアは設計スペースの効率性を追求し、メーカーのスペースと重量の問題を解決するソリューションを考え出すことができます。パイロットプロジェクトであるMX-DaSHでは、モレックスのチームは、ワイヤーハーネスにスペースを節約するゾーンアーキテクチャーを使用し、従来のシグナルと高速シグナルの両方をより効率的に伝送する小型化ハイブリッドコネクターを設計しました。ワイヤーツーデバイス ソリューションの一例では、14個のシグナル用コネクターを1つにまとめ、車両全体の電子制御ユニット（ECU）とコンピューターに極めてコンパクトなコネクティビティを提供しています。

モレックスにとって、MX-DaSHは始まりに過ぎません。エンジニアは、今後数年間で機械的機能、防水機能、熱的機能、電気的機能の領域でこれらの機能を拡張・改善することにより、電気コネクターの包括的な製品デジタル・ツイン機能を構築する予定です。これを信頼性科学と組み合わせることで、コネクターの公表可能な寿命仕様を確立できるのです。これらはすべて、自動車メーカーの最大の関心事です。

彼らが今日学んだ教訓は、この先、自動車業界をはるかに超えて適用され、あらゆるIoT製品のコネクター設計と信頼性を向上させるかもしれません。

モレックスとのコラボレーションにより、自動車業界のエンジニアは、製品開発期間の短縮と信頼性の高い車両設計を可能にする最先端の製品デジタル・ツインテクノロジーにアクセスできるようになり、競争で優位に立つことができます。