商用3D CAD製品カタログ
失われつつある“設計力”を回復できる職人気質の3D CAD「Creo」
PTCのハイエンド3D CAD「Creo」。その前身である「Pro/ENGINEER」の最初のバージョンがリリースされた1988年から現在に至るまでの歴史と、“設計者が求める設計ツール”のあるべき姿を追求し続け、機能強化を果たしてきたCreoの特長を紹介する。また他の追随を許さない同社の「デジタルツイン」への取り組みに基づく、注目機能なども併せて取り上げる。
Creoとは?[歴史]
パラメトリックCADのパイオニアとして知られるPTCのハイエンド3D CAD「Creo」。Creoという名称になったのは2011年(発表は2010年)と比較的最近なので、Creoの前身である「Pro/ENGINEER」(通称:Pro/E)の方がしっくりとくる読者も多いだろう。
Pro/ENGINEERの最初のバージョンがリリースされたのは1988年のこと。ロシアの数学者であったSamuel Geisberg博士が生みの親だ。Geisberg氏はもともとComputervisionに在籍しており、CAD/CAMの開発に従事していた。Computervisionで「CADDS5」を開発した後、Geisberg氏は3次元による次世代の設計環境の在り方を追求。それを実現すべくComputervisionを去り、1985年にParametric Technology Corporation(PTC)を設立した(後に、PTCはComputervisionを買収している)。Pro/ENGINEERは、1980年代に登場し始めたハイエンド3D CADの中では後発に分類されるが、現存するハイエンド3D CADの1つとして、Creo(旧Pro/ENGINEER)はその地位を確立している。
当初、Geisberg氏はPro/ENGINEERを開発するに当たり、多くの設計者にヒアリングを行い、そこから得たアイデアを基に、機構設計のあるべき姿を具現化していったという。今でこそ、多くの3D CAD製品が同じ思想を取り入れているが、「パラメトリック(Parametric)」「フィーチャーベース(Feature-based)」「相互連携性(Associativity)」の考えを3D CAD環境で実現し、製品として市場投入したのはPTCが初である。ちなみに、Pro/ENGINEERの最初のユーザー企業は、農業/建設機械メーカー大手のJohn Deereであり、建設/鉱業機械メーカーのCaterpillarも古くからのユーザーとして名を連ねている。
1988年に最初のバージョンが世に送り出されたPro/ENGINEERは、およそ半年に1回のペースでバージョンアップを行い、1997年にVersion 20のリリースを迎える。その後、Creoへと名称が変わる2011年までの間に、Pro/ENGINEER 2000i/2000i2/2001、Pro/ENGINEER Wildfire 1~5とバージョンアップを繰り返し、多くのユーザーを獲得していく。また、2005年以降になると企業買収も積極的に行っており、2007年のCoCreate Softwareの買収は大きな話題となった(CoCreateは現在、「Creo Elements/Direct」として展開されている)。そして2011年、Pro/ENGINEERはCreoと名前を変えて「Creo 1.0」をリリース。「Creo 4.0 M20」が最新バージョンとなっている(原稿執筆時点:2017年8月)。
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Creoのターゲットと特長
Creoのターゲットは、大規模アセンブリの設計を行う製造業全般である。ハイエンド3D CADとして、Creoはどのようなものでも取り扱えるよう“汎用性”を常に意識して開発が進められてきたという。
興味深いのは、さまざまなツールをCreoに“完全統合”している点である。企業買収などにより他社からツールを手に入れて、それを自社の単独製品として展開するケースはよく聞かれるが、PTCの場合、“設計に必要なツール”という大前提の下、買収してきたツールの幾つかをCreoに完全統合している。
例えば、Rasnaを買収して解析ツール「Applied Structure」を手に入れた際は、「Pro/MECHANICA」として一度製品展開した後、Creoの拡張機能「Creo Simulate」として完全統合している。また、Evans and Sutherlandからサーフェシング製品「CDRS」を買収した際も、一度「Pro/DESIGNER」として製品展開した後、Creoの拡張機能「Creo Interactive Surface Design Extension(ISDX)」として、こちらも完全統合を果たしている。なお、Creoに統合された各ツールの処理結果などは、「Single Source of Truth」、全てのデータは1つのソースから成るべきという考えに基づき、3次元モデルを“真”の情報源として、単一データベースの下で管理される。これにより、Creoは強いアソシエイティビティ(相互連携性)を実現している。
さらに、この完全統合に関する考え方は、Creoのサードパーティーにも浸透している。現在、Creo 4.0向けに提供しているオプション機能(プラグイン)のうち、「KeyShot」(開発元:Luxion)と「GD&T Advisor」(開発元:Sigmetrix)がサードパーティー製のものだが、いずれもCreoの中に完全統合されており、処理結果もCreoのデータに対して保存が行われるようになっている。
そして、何よりCreoの特長を表しているのが「モデリング」ではなく「設計」を意識した開発であろう。創業当時からの意思とカーネルを今なお継承しており、Creoの機能開発についても、設計者が設計業務に求める機能と、業務プロセスの変革を促す機能の2つの方向性で取り組んでいる。
Creoは設計の重要な情報をトップに集約して、配下の構造に確実に伝達させる設計手法「トップダウン設計」を想定して設計されている。トップダウン設計の実現に求められるのが連携性の強さだが、Creoは単一データベースの下で強い連携性を実現しており、設計手法を確実に3D CAD上で遂行することを得意とする。しかしその半面、いい加減な設計を許さないという厳格な側面があるため、目的によっては(例えば、モデリングを重視するような場合には)連携性の弱い3D CADを選択した方がよい場合もあり得る。
同時に、先進テクノロジーを用いて業務プロセスの変革を促すような機能追加もなされている。その1つが、近年PTCが注力しているIoT(センサーデータを設計に生かす)の取り組みだ。他にも、3Dプリンタを用いた製造プロセスの改革やクラウドの活用といった、先進テクノロジーを活用した機能強化が挙げられるが、これらは全て設計業務に役立つ、従来の業務プロセスを変革するという視点、シナリオに基づいて追加されたものばかりだ。
Creo、この機能に注目!
近年の3D CADは、各社切磋琢磨してきたこともあり、機能面で大きな差別化をすることが難しく、新機能による優位性を発揮できる期間もどんどん短くなってきている。例えば、マルチCAD環境の課題を解決する技術(PTCの場合は「Unite Technology」)なども、足並みをそろえるかのように各社搭載し始めている。
ただそうした中でも、PTCが「ここだけはそう簡単に追い付けないだろう」(同社)と自負するのが、「デジタルツイン」への取り組みだという。デジタルツインとは、フィジカル世界における製品などの情報をセンサーで取得し、そのセンサーデータを分析し、デジタル世界にフィードバックすることで、実製品のセンサーデータを製品設計に役立てたり、次期製品の検討に役立てたりできる。これを実現する上で重要となるのが、実世界のセンサーデータをデジタル世界にフィードバックするための仕組みであり、PTCは2014年にIoTプラットフォームの「ThingWorx」を買収し、デジタルツインへの取り組みを加速させている。
最新のCreoでは、フィジカル(実製品)とデジタル(CAD上の設計データ)のシームレスな融合による「コネクティビティ設計」を実現可能にする「Creo Product Insight」を提供する。
Creo Product Insightを用いることで、現実世界の製品に搭載されているセンサーのデータをThingWorx経由で取得し、それをそのままCreoの3Dモデル上で利用できる(ThingWorxを用いなくても、CSVでセンサーデータをCreo環境にインポートできる)。現実の稼働状況などを考慮しながら設計を見直したり、現実データを用いたシミュレーションを実行したりすることが可能。また、Creo上に「バーチャルセンサー」と呼ばれる部品を配置してシミュレーションすることで、実製品にセンサーを追加することなく、仮想的に特定部位のセンシングを行うこともできる。近年、IoTを設計に生かす取り組みの中で、デジタルツインという言葉を耳にするようになったが、ThingWorxという強力なIoTプラットフォームを有し、実際に3D CADの中にデジタルツインを実現する機能を盛り込んでいる点からも、「そう簡単には追い付けない」というPTCの優位性がうかがえる。
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さらに注目機能として、前述したGD&T Advisorが挙げられる。こちらはCreoに完全統合された対話型の幾何公差設定支援ツールで、幾何公差の標準規格に基づき、幾何公差の定義が曖昧な箇所の特定から、定義内容のアドバイス、その定義方法まで、視覚的効果を活用したインタフェースでナビゲートしてくれる。これまで後工程のために2次元図面を別途用意して、そこにアノテーション(幾何公差や注記、注釈)を入れていたが、これにより3D単独図の作成が容易に行える。
その他、3D CADと3Dプリントのギャップを埋める「Creo Additive Manufacturing」がある。従来、3D CADで設計したものを3Dプリントするには、複数のツールを介して最適化や検証、確認などが行われていたが、同プラグインを用いることで、Creoからそのままダイレクトに3Dプリントが行える。また、パラメトリックに制御された格子構造を作成する機能を備える。PTCでは3Dプリンタを単なる試作の道具としてではなく、製造プロセスを変革する手段として捉えており、今後も機能強化を続けていくという。
ちなみにCreoの提供は、従来のライセンス買い取り方式(永久ライセンス)に加え、サブスクリプション方式も展開する。今後、プロジェクト規模などにあわせて利用期間を柔軟に選択できるサブスクリプション方式へのシフトが進むことが予想されることから、バージョンアップの頻度も1年に1回(従来は1.5年に1回)に早め、新しい機能をいち早くユーザーに届けていく方針だという。
Creoは、モデリングではなく“設計”のための機能強化を大前提に、創業時の思想やカーネルを継承しながら、強い連携性を維持し、「本来こうあるべき」という設計のベーシックな考え方を3D CADとして具現化している。非常に厳格な3D CADである半面、きちんとCreoを使いこなすことができれば、現在失われつつある設計力の回復にもつながり、次期製品の検討や開発にも役立つに違いない。また、先進テクノロジーを用いた業務プロセスの変革という観点からも、現時点において、Creoはデジタルツインを活用した製品設計をいち早く実践できる唯一の選択肢といえるだろう。
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商用3D CAD製品カタログ
「3D CAD」の導入検討、比較、活用のための商用3D CADカタログ。主要3D CADの製品担当者にインタビューを行い、その歴史から特長、活用メリットまでを詳しくまとめました。3D CADの選定にぜひご活用ください。◎こんなキーワードに興味のある方にオススメ:[3D CAD][CAD][3次元設計][ツール選定][比較][導入][活用][検討]
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