ものづくり応援ニュース「内容」

「ものづくり立国日本のための"設計力の改革"」

2009.7.25

設計検証への取り組み～3次元ＣＡＤを使いこなす～

ここで、ソリッドワークス社および同社の3次元CADソフトウェア製品SolidWorksについて簡単に紹介させていただく。ソリッドワークス社は1993年に設立され、1995年に最初のリリースである“SolidWorks95”を世に送り出した。3次元CADといえば高価なワークステーション（OS:UNIX等）上で動作する高額な設計ツールと見なされていた時代に、SolidWorksは世界初の“Windows95”ベースのパソコン上で動作する経済的なパラメトリックソリッドモデラーとして一躍脚光を浴びることとなる。「実務レベルのソリッド・モデリング機能を開発者全員のデスクトップ上に配備する」、「3次元の力を製品開発に携わる人々全員に解き放つ」というJon Hirschtickと彼の共同創業者らの製品開発理念は、「いくら使い易くても、十分ということはあり得ない」、「どれ程速くしても、決して速過ぎることはない」という徹底したユーザーの立場に立脚するポリシーと相まって、これまでのすべてのリリースに、脈々と反映されている。機能性と経済性、そして何よりも使い勝手を徹底的に追及したSolidWorks CADソフトウェアは、多くの設計者に受け入れられ、発売開始後14年を経て本年(2009年)3月、累計100万人のユーザーに使用される3次元CADソフトウェアとしてメインストリームの地位を揺るぎ無いものとしている。「より良いものづくりを支援するために必要不可欠な道具を迅速に提供すること」をビジョンに掲げるソリッドワークス社は、

＜SolidWorks 機能の歴史＞

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常にユーザーの要望に耳を傾け、それを製品に実装する顧客主導型企業であり続けている。

設計者が3次元ＣＡＤ＝SolidWorksを道具として簡便に使いこなすことを支援する様々な機能の歴史については、動画をご参照いただきたい。

前述したように、ソリッドワークス社は、より良いもの作りを支援するための革新的な道具を提供してきた。3次元CADでは必ず問われる干渉チェック機能をはじめ、2003年からは、設計要件を検証する構造解析、機構解析の機能を提供している。これは、構造解析による設計検証へのユーザーの強い要望に応え、従来多くのベンダーが別オプション製品として販売していたそれら機能を、設計者が使える機能として3次元CADに組込む画期的な取り組みであった。CAEの代表とされる構造解析は、従来、多くの場合、解析専任者に使用されていた。解析専任者による解析は、新規解析手法の構築、技術探究および、解析請負に代表される試作テストの代用を目的として行われていることが多い。しかし、設計者には、設計の各プロセスの任意の段階で設計の妥当性検証を限られた時間の中でタイムリーに行い、最適化した設計仕様を決定することが求められる。このため、電卓代わりに簡便に操作ができ、かつ確実に結果が出ることが非常に重要な要件となる。ソリッドワークス社では、この3次元CADに構造解析・機構解析を取り込むことで、設計者が容易に設計検証を行うことのできる環境を安価な3次元CADの機能として提供している。ここで重要なことは、この構造解析・機構解析をおこなうモジュールがSolidWorks CADソフトウェアに完全に統合された環境であるために、3次元CAD＝SolidWorksを日常使用している設計者から見て、違和感無く、設計業務の一部として操作できる点である。すなわち、日常の設計業務において、必要なときに必要な検証を設計者自身が行うことができるのである。

＜SolidWorks デモムービー＞

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SolidWorksでは、作成した3次元モデルに対して、(1)解析タイプの設定、(2)境界条件の設定、(3)メッシュ作成、(4)解析の実行/表示、という4つのステップにて簡便に解析を実行し評価することができる。この一連の流れを動画でご覧いただきたい。

ソリッドワークスでは、図4に示すように、構造解析、機構解析のほか、固有振動数、座屈、定常／非定常熱伝導、疲労/耐久性、落下試験、圧力容器検証のための荷重の組み合わせ、非線形材料（大変位および非定常）、動的時刻歴（調和、不規則応答）等のシミュレーションタイプにも対応している。