理由は分からないけどOKだからOK---解析ツールの功罪？

製造業に欠かせない解析ツール

あらゆる製造業で近年とみによく使われる解析ツール。

昔のやり方だと、デザインして試作して検証してダメだったらまたデザイン試作。

これだと手もどりが多すぎるのと開発期間とコストもエンジニアの負荷もすごいことに。

出典：ANSYS

そこで、それをある程度のところまでコンピュータやデジタルの仮想世界で行いましょう、というのがいまふうの考え方。 

いまはCADでコンピュータ上でデザインして、解析ツール(シミュレーション、CAE)でコンピュータ内でシミュレートや解析を行ってうまく動くか検証。大丈夫だろうとなったところで、試作を行います。これで開発効率を上げています。 

それをもう一歩進めたモデルベースデザインという手法も、今ホットなトピックスです。

中小メーカーでもCAEは欠かせない

大きな製造メーカーから中小メーカーまで、いろんな現場を取材してきましたが、中小メーカーでも今はある程度はCAEツールは欠かせないようです。製造業におけるDX、開発のスピードアップ(効率化)でも解析ツールは重要なアイテムです。

ソルバーとは ？

ということで、CAEでよく出てくる言葉に「ソルバー」というのがあります。

エクセル使いの方なら知っているかもしれません。変数から最適な値(目標とする結果)を得るための変数のことを言います。

解析(CAE)方面では、ソルバーとはユーザーが入力した形状、材料、境界条件に基づいて方程式を組み立てて解き、結果値を計算するモジュールのこと。分野ごとに種類別にさまざまソルバーが必要となります。

例えば構造、流体、熱、プラスチック射出成形、疲労、電磁シミュレーションなどなどのソルバーを使います。また、これらの要素はお互いに相関しあうので、複数を組み合わせたものもあります。これを複素数を用いる並列有限要素法解析といいます。

ブラックボックス化の課題も？

スピードを競うレースマシン、たとえばF-1では空気抵抗や気流の乱れを改善するために空気の流れの解析は欠かせません。

近年は、とみに複雑怪奇な形状の空力パーツが増えています。これはＣＡＤやＣＡＥでならではの形状。

なぜこういう形のパーツになったのか、という質問にデザイナー開発者も的確に解答できなくなっている、といいます。「こういう形にしたら有効だとシミュレーションで出て、実際やってみたら効果があったからだ」。

こんな笑えない答えが出てきてしまうのも、進化しすぎたCAEの功罪と言えるかもしれません。