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» 2017年11月01日 09時00分 公開

設計者CAEは普通の解析と何が違う?(1):設計者CAEを詳細設計の段階で実践できているか? その定義を再確認しよう (1/2)

「設計者CAE」という言葉が設計現場で聞かれるようになって久しいですが、3D CAD推進とともにきちんと設計者CAEに取り組んでいる企業もあれば、まだ途上あるいは全く着手していないという企業もあるかと思います。本連載では、設計者CAEがもたらすメリットや実際に導入していく上での注意点を、現場目線でご紹介します。

[土橋美博/飯沼ゲージ製作所,TechFactory]

 「CAE(Computer Aided Engineering)」は、3次元設計の現場でごく当たり前のように聞かれる言葉となりました。ここであえて日本語に訳す必要はないかもしれませんが、強いて言えば「コンピュータ技術を用いて開発設計業務を支援すること。また、そのツール」と表現できるのではないでしょうか。

 よくCAD/CAM/CAEが“一連のもの”として語られるように、3D CADによる設計を推進していく上で、CAEによる解析はごく当たり前の存在であると同時に、設計開発において重要な要素の1つになっています。

 最近CAD業界では、金属3Dプリンタ活用のさらなる盛り上がりを受け、「トポロジー最適化(位相最適化)」や「ジェネレーティブデザイン」といった新しい設計アプローチの話題に注目が集まっていますが、これらは3D CADと解析技術の融合によって実現しているものだといえます(関連記事:ジェネレーティブデザインの真打、「形状合成」が設計の常識を覆す)。

  • トポロジー最適化(位相最適化) 
    ……人間が設計した基本形状から不要な部分を抜く形状最適化のアプローチ
  • ジェネレーティブデザイン 
    ……コンピュータが自ら形状を作り出す形状最適化のアプローチ。「形状合成」などと呼ばれている

 また、「デジタルツイン」「エコシステム」という言葉もよく聞かれるようになりました(関連記事:製造業のIoT/AR活用のカギはCADとPLMにあり――現実味を帯びてきたフィジカルとデジタルの融合)。

  • デジタルツイン 
    ……現実世界での事象をデジタル世界(3D CAD環境など)でそっくりそのまま再現し、設計改善や次期製品開発の検討などに役立てること
  • エコシステム 
    ……依存関係や協調関係などを示す用語。3D CAD関連では、CAD/CAM/CAE/PDMといったシステムが1つにまとまり、連携している状態を意味する

 これらについてはまた別の機会に取り上げますが、既に開発設計製造現場では、3次元のデジタル空間上で作られた3Dデータおよびそれに付随する情報により、構想/詳細設計/解析/加工/管理といった各工程が進められています。こうした流れは、現場側だけではなく顧客側にもメリットをもたらします。例えば最近では、VR(バーチャルリアリティー)技術がデザインレビューなどで活用されつつあり、設計者と顧客との有効なコミュニケーション手段として注目されています。

「設計者CAE」の重要性が増す理由をあらためて理解する

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