概要
さまざまな製造業種において、今日使われているCADシステムの半数から少なくとも三分の一が3次元CADです。 残りは2次元CAD作図システムです1。2次元の方が効率的な作業も常に存在しますが、この数字は、多くの組織が まだ3次元手法を活用する余地を残していることを示唆しています。 これから3次元を導入しようとする組織にとって良いニュースは、これまで10年、20年に渡って3次元手法を使用して きたエンジニア達の知識と経験を生かすことができるということです。本稿では、2次元CADユーザーが最初の3次元 システムを購入する際に考慮すべき9つの基準をまとめました2。3次元CADシステムを選択す
るための
9つの基準
ホ ワ イト ペ ー パ ー B Y L . S T E P H E N W O L F E , P . E .1. 3次元設計の有効性と効率性 3次元CADの中核となるのは製品設計、検証、作図、金型設計、NCツールの プログラミングから検査まで、製造のあらゆる側面で使用されることになる 3次元のマスターモデルです。この3次元モデルはあなたの会社の製品に含ま れるあらゆる部品とそれらの関係を正確に表したものでなくてはなりません。 最大限の効率化を図るには、設計者は製品の品質に妥協することなく、でき る限り少ない工数で3次元モデルを設計できなくてはなりません。
水平グラインダーの3次元CADモデル（画像提供：Vermeer Environmental Equipment of Pella、米国アイオワ州） CADソフトウェアを評価する際には、あなたの会社が製造する各種製品を、 それぞれのソフトウェアパッケージでいかに効率的に作成できるかを確認し てください。たとえば、板金部品を製造しているならば、それらを作成し、 自動的にフラット パターンを生成するための専用ツールに注目してください。 スタイリッシュな製品を設計しているならば、自由曲面のサーフェスとブレ ンドを作成するツールをよく調べてください。機械設計を行っている場合 には、多数の部品を組み合わせ、ファスナー等の購入部品をライブラリから 挿入する手順が簡単に行えるかどうかを確認してください。
PremaCare保育器の3次元モデル（画像提供：360 Grader Produktdesign、ノルウェー
CADソフトウェアを評価する際には、あなた の会社が製造する各種製品を、それぞれのソ ウトウェアパッケージでいかに効率的に作成 できるかを確認してください。
また、変更は必ず発生するため、部品やアセンブリを変更するのがどの程度 難しいかを評価してください。たとえ20%程度でも少ない工数で設計できる CADシステムは、効率の悪いシステムと比較して大きなコスト上のメリット をもたらします。最も高い価値を提供する3次元CADとは、優れた技術的能 力と、リーズナブルな所有コストを組み合わせたものとなります。 2. 顧客やサプライヤとの互換性 今日では、垂直統合型の製造業はほとんどありません。ほとんどのメーカー は部品、金型、サブシステム、製造装置、設計サービスのコミュニティに依 存しており、多くの場合それは世界中に分散しています。あなたの会社がサ プライヤ側か顧客側かに関わらず、顧客やサプライヤと3次元CADファイルを やりとりすることでメリットを得ることができます。 可能であれば、業界やサプライヤ コミュニティで広く使われているCADシス テムを選択してください。これにより、システムから別のシステムへとファ イルを変換する必要がなくなります。変換には時間がかかり、エラーが発生 する場合もあります。 また、各システムの他システムからのファイルインポート機能もチェックし てください。STEP、IGES、VDA、IDF等の国際標準規格をサポートしているこ とを確かめましょう。そして、インポートされた形状の破損を修復するツー ルの使いやすさと効果を評価してください。複数のCADシステムから多数のフ ァイルを変換しなければならない場合には、各CADシステム付属の直接変換ツ ールを確認するとともに、変換に特化したサードパーティ製ツールもチェッ クしてください。 データ交換機能の評価を製品のジオメトリデータに限定しないようにしてくだ さい。ファイルのプロパティや部品表のインポート、エクスポートが便利に行 えるかどうかも確認します。 顧客やサプライヤとCADファイルでやりとりすることにより、作図を手作業 でやり直す場合と比較して何千時間、何週間ものスケジュールの短縮が可能 になります。製品とプロセス双方を3次元化することにより、製品コストの削 減と同時に、より良い製品作りが可能になります。 可能であれば、業界やサプライヤ コミュニ ティで広く使われているCADシステムを選択 してください。 SolidWorks eDrawings® のようなデータ交換ツールにより、ユーザーは顧客やサプライヤと のコラボレーションが可能になります
3. 社内標準に適合する作図ツール 設計を行うのが3次元であっても、サプライヤや工場の作業者は図面を必要と します。明確な図面とは、3次元モデルではわかりにくい情報、すなわちクリ ティカルな寸法や幾何公差、材料、表面仕上げの仕様、硬化プロセスや熱処 理の注記等を示したものです。購入する3次元システムが、現在使用している 寸法、幾何公差、文字設定、部品表に対する規格にあった図面を作れるかど うか確認してください。また、PDF、DXF、DWG等、よく使われているフォ ーマットに図面をエクスポートできるかどうかも確かめてください。 4. 信頼性と安定性 3次元設計システムは2次元作図システムよりも複雑です。コード量も多く、 バグを取り除くのもより困難です。残念ながら、他の多くのシステムや機械 のような信頼性を評価するための標準的手段がCADにはありません。システ ムの不安定性やバグについて頻繁に報告されていないか、ユーザー フォーラ ムを調べてみましょう。地域の企業や同業種の企業で3次元CADを使っている ところがあれば、どのくらいの頻度でクラッシュやフリーズが起こるか聞い てみましょう。 大規模なアセンブリを作成する企業の場合には、購入するCADシステムで大 規模アセンブリを効率的に処理できるかどうかを忘れずにチェックしてくだ さい。部品点数の多い複雑な設計を扱おうとすると非常に遅くなるシステム もあります。製品に複雑な自由形状、ヘリカル スイープ、穴やその他のフィ ーチャーの配列が含まれる場合には特に、アセンブリのパフォーマンスに注 意してください。 導入しようとする3次元CADシステムが大規模アセンブリを扱えるかどうか確認します 購入するシステムからPDF、DXF、DWG等、 よく使われているフォーマットに図面をエ クスポートできるかどうかも確かめてく ださい。
5. 良好なビジネス関係 現実問題として、CADソフトウェアサプライヤと顧客間の最も大きな摩擦原 因のいくつかは、技術的なものではなく、ビジネス上の問題です。一部の航 空会社が預かり手荷物やフライトの変更、飲み物、毛布などで追加料金を取 って顧客に不満を抱かせるように、一部のCADサプライヤは、ほとんどの顧 客が必要とするようなソフトウェアやサービスから追加料金を徴収します。 このような問題を回避しコストを抑えるには、必要なものがすべて入った、 わかりやすいソフトウェアパッケージを提供するサプライヤを探してくだ さい。CADをフルタイムで必要としないエンジニアがライセンスを共有でき るよう、フローティングライセンスの条件もチェックしてください。また、 有能な設計者がソフトウェアを会社でも自宅でも面倒なく使えるかどうかも 確認しておきましょう。 6. ビジネスに役立つ付属アプリケーション 設計の自動化と解析に特化したソフトウェアを使用することにより、3次元 CADの生産性はさらに向上します。物理運動、原動力、応力、変形、振動、 温度、流体力学等の物理的挙動をシミュレートする必要がある場合、統合さ れた解析ツールを持ったソフトウェア、または使用したい解析ソフトウェア と効率的なインターフェイスを持ったソフトウェアを選択してください。 金型、型押しダイ、コンベヤー、製造装置等、共通のタイプからの変化形で ある製品を作る企業の場合には、これらの製品の設計を自動化するソフトウ ェアが統合されているシステムを選択してください。 数名以上の設計者がいる組織では、CADツールと統合された製品データ管理 （PDM）ソフトウェアが必要になります。2次元CADシステムのファイルはフ ァイル ディレクトリで管理できます。しかし3次元CADシステムのファイル 間の関係は非常に複雑であるため、それらを整理、保存する自動化されたシ ステムが必要となります。PDMを使用しないと、設計者は誤ってお互いの作 業結果を上書きしてしまう危険があり、毎年数百時間の無駄につながります。 統合されたPDMソフトウェアにより複数の設計者グループが共通プロジェクトで効率的な 共同作業を実施できます。 PDMシステムは単なるファイルの保存と整理以上の機能を提供します。PDM システムにより、再利用可能な既存の部品を探し出せるため、設計者の重複 作業がなくなります。また、コスト見積のための材料リストを生成したり、 データをMRP（Manufacturing Resouce Planning）システムに送ることもでき ます。より高度なPDMシステムソフトウェアでは、変更管理プロセスを自動 化することにより、古くなったデータや非公開情報が工場やサプライヤに送 物理運動、原動力、応力、変形、振動、 温度、流体力学等の物理的挙動をシミュレー トする必要がある場合、統合された解析ツー ルを持ったソフトウェア、または使用した い解析ソフトウェアと効率的なインターフ ェイスを持ったソフトウェアを選択してく ださい。
最後に、対象のシステムが、包括的で使用法がドキュメント化された API（Application Programming Interface）を備えているかどうかを確認して ください。優れたAPIがあれば自社で設計自動化プログラムを作成することが できます。また、サードパーティが特殊なアプリケーションをCADシステム に統合する場合のコストも安くなります。 設計の自動化により、既存の設計を再利用して3次元CADモデル、図面、部品表を含む新し いコンフィギュレーションを作成できます。 7. 短期間で習得可能であること 3次元設計手法の導入にはトレーニングと経験が必要です。したがって、機能 がしっかりしていると同時に、習得の簡単なシステムを選択してください。 システム全体に渡ってユーザー インターフェイスが一貫しているものを選び ましょう。設計と作図の手順が開始から終了まで論理的に流れることを確認 してください。中には、隠れた落とし穴や不具合により設計者が作業の途 中で妨害され、最初からやり直しとなるようなシステムがあります。また、 トレーニング資料を自社で作成するのにも費用がかかります。 付属のチュートリアル、コンピュータ ベースの豊富なトレーニング資料、 作業者が質問をし、回答を得られる活発なオンライン コミュニティを持った システムを選択してください。さらに、地域の学校や大学で教えられている システムを選択すれば、すぐに仕事ができる学生を雇うことができます。 8. 投資を保護する革新的な研究開発部門 コンピュータ技術は常に変化しつづけています。CADベンダーがこうした技 術変革を活用できない場合、数年の内にあなたの組織は時代遅れで保守コス トのかかるCADシステムを抱えることになります。製造業界をリードしてき た実績があり、大規模かつ先進的な研究開発チームを持つサプライヤから購 入するようにしてください。 9. 頼りになる代理店 CADソフトウェア代理店と良好な関係を築く取り組みは、購入した瞬間から始 まります。3次元設計への移行を成功させるために必要な支援スキルと経験を 持った代理店から購入しましょう。代理店がトレーニングとサポートを提供 した実績のある3次元ユーザーの数を調べてください。質の高いトレーニング コースがあるか確認してください。その代理店のサポートするユーザー グル ープはありますか？設計と製造のプロセスを改善するためのトレーニングを 継続的に開催しているでしょうか？ 付属のチュートリアル、コンピュータ ベー スの豊富なトレーニング資料、作業者が質 問をし、回答を得られる活発なオンライン コミュニティを持ったシステムを選択して ください。 3次元設計への移行を成功させるために必要 な支援スキルと経験を持った代理店から購入 しましょう。
経験豊富な代理店は3次元を初めて導入する顧客の短期間での生産性向上を支援することが できます（画像提供：CADVenture, Inc、米国オハイオ州ウィロビー） それぞれの組織にあった選択 上記の基準のすべてがあらゆる組織に当てはまる訳ではありません。賢い選択 を行うには、それぞれの企業の設計開発ニーズに対する慎重な検討と深い知識 が必要です。 どのような組織にとっても、最も大きな間違いは3次元システムを比較検討す ることなく選択することです。少なくとも3社のベンダーを評価し、各ソフト ウェア パッケージの機能と代理店サポートの能力について調べてください。 3次元システムを2度導入しなければならない事態は悲劇です。このような組 織は通常、ブランドの好みによる感情的な判断や、あまりにも少ない基準に 基づいて選択をしています。不用意に選択した3次元システムで必要なことが できない、または機能の不備により余計な手間がかかることに気がついた 後で、新しいツールを購入し、習得しなければならないことになるのです。
1 CAD/CAM Publishing, Inc. による公開財務データの分析に基づく
2 3次元CADシステムを使用するエンジニアに対して著者が行った面談と調査
に基づく
L. Stephen Wolfe 氏はカリフォルニア州サンディエゴ在住のメカニカル エンジニアです。彼はComputer Aided Design Report および Product Data Management Report（現在の CADCAMNet オンライン）の創始者であり 発行人でした。20年以上にわたり、これらの刊行物はCAD業界において “Consumer Reports”のような役割を果たしてきました。Wolfe氏はCAD/CAM システムの選択方法について2冊の本、“The Smart Manager’s Guide to Selecting and Purchasing CAD Systems（賢いマネージャのためのCADシス テム選定、購入ガイド）”と、“The CAD/CAM Strategic Planning Guide （CAD/CAM戦略策定ガイド）”を出しています。彼は現在メカニカル エンジ ニアリング ソフトウェア分野のコンサルタントとしてユーザーが要件を定 義し、独自の調査を行い、ソフトウェア サプライヤを探し、交渉し、新しい ソフトウェアを効率的に導入するのを支援しています。 少なくとも3社のベンダーを評価し、各ソフ トウェア パッケージの機能と代理店サポー トの能力について調べてください。 本社 Dassault Systèmes SolidWorks Corp. 日本本社 Phone: +81-3-5442-4001 Email: info@solidworks.co.jp
