CAE

＜設計者との連携＞

#1999年6月18日#kaz#
　変な質問ですいませんが、疑問に思ったので教えて頂けませんか？
設計者から3Dデータを受け取って、解析してから3Dデータを返すということ
は現状普通に世の中でされているのでしょうか？
また、解析データに設計データをそのままつかえますか？
解析結果をどのように設計に反映させるのかが知りたいです。

#1999年6月19日#小林篤央#
　本来のＣＡＥの思想から言って行うのは多少の困難は生じます。
日本では、ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥの言葉どおりうけとって、
データの流れをＣＡＤ→ＣＡＭ→ＣＡＥと受け取っている方は少なくありません。
また、多くの方はＣＡＤ→ＣＡＥ→ＣＡＤ→ＣＡＭと考えているようです。
当社、および、われわれのユーザー、その他われわれの知人のあいだでは、
ＣＡＥとは本来、ＣＡＥ→ＣＡＤ→ＣＡＭであるべきと考えています。
しかし、国内では上記の考えが定着しており、ＣＡＤ→ＣＡＥ→ＣＡＤ→ＣＡＭ
という、ユーザーが一番多いと思います。

また、国内では、それに関する環境、ユーティリティ、インターフェースプログラム
が豊富に出回っており、国内のユーザーにとっては、まことにうまく、
はまり込んでいます。（多少嫌みな表現でした。失礼）

少し、質問からそれましたが、質問にお答えすると、
「解析データーを設計にそのままつかえるか？」という質問ですが、
それは一言でいうと無理です。上記にお話したようにそれに関する環境が
出来上がっていますので、多くの解析プログラムのプリポストプロセッサーは
そういう機能（解析データをＣＡＤデーターにもどす、もしくは変換する）
がついていますので、そういう手続きをとれば簡単に解析データーを設計データ
（の一部として）に使えます。

#1999年6月20日#hide2038#
>設計者から3Dデータを受け取って、解析してから3Dデータを返すということ
>は現状普通に世の中でされているのでしょうか？
>また、解析データに設計データをそのままつかえますか？
>解析結果をどのように設計に反映させるのかが知りたいです。

「ひで」です。小林さんの後なので、小生ごときが申し上げる事は
何も有りませんが、小生の経験上で一言補足申し上げると、
「ＣＡＤ→ＣＡＭ→ＣＡＥ」の流れの場合でも、「ＣＡＤ→
ＣＡＥ」でも、モデルの複雑さや形状、解析条件、データ量に
よってはＣＡＤデータを使わない方が、早く結果が得られる
場合が多いようです。
　これはＣＡＤ（設計）、ＣＡＭ、ＣＡＥそれぞれで使用
されるデータの中身に差が有るからです。
　設計図面に必要なシンボルマークや部品表はＣＡＥには
全く必要がありませんし、ＣＡＥに必要な有限要素は
ＣＡＤやＣＡＭでは全く不要なデータなのです。
　よって、受け取ったデータに不要な物が多いとそれらを
取り除き、かつ残ったもの中で使えそうなデータをＣＡＤ、
ＣＡＭ、ＣＡＥそれぞれの目的に合わせて加工しなければ
なりません。
　受け側と送り側のＣＡＤが同一ソフトであれば、
上記の作業量は軽減されますが、ＩＧＥＳやＤＸＦ等の
中間ファイルとなると、データの精度が保証されない為、
受け取ったデータが抜け落ちたり、近似分割され、
全く使い物にならない事もあります
（特に自動車のボディー等の高次自由曲面をＣＡＴＩＡから
ＩＧＥＳデータで受け取った場合）。
　また、解析の種類によっては、何も3次元でやる必要が
全く無いものも有ります（回転体等の解析）。

　よって、ＣＡＥデータをＣＡＤへ受け渡す事は全く
有りませんし、ＣＡＤからＣＡＥに渡す場合も、そのまま
使える事は、少ないと推測されます。

　一般にＣＡＥ結果の設計への反映は、出力された応力図を
見たり、解析結果をポストプロッセッサで解析者が設計者へ
説明し改善案を打ち合わせ等で決め、設計に反映するという
パターンをとっています。

#1999年6月21日#kaz#
　小林さん、hide2038さんどうもありがとうございました。
使えないということが良く分かりました。
私自身設計担当で、解析については認識不足で、商社のデモを見るといかにも
”連携はばっちりです。設計者でも簡単に”みたいなものが多くて、ほんとに
形状そのまんまでOKなのか、実際の生の声が聞きたかったのです。

今、システムの選定中で、CADはNTにしたいし、CAEはUNIXがいいらしいし、
ダイレクトトランスレータは高くてもったいないし、どれだけデータが流用
できるかわからないし、結構悩みが入っています。
お金があるから買うんじゃなくて、必要十分ということを大事にしたいです。

#1999年6月21日#ＡＢＣ#
あくまで実務サイドからの発言ですが設計者との3Ｄの連携は、工夫次第で可能です。
解析は、どこまでやるのかで決まります。

解析結果をフィードバックしても設計者はセンスだだとか、そんな結果は信じられない
とか結構言いたい事言います。

そこで、最適化まで含めて行い。最適化のデータを含めて行うことが、解析サイドと
設計者サイドとの息のあった解析が可能になると私は考えてます。

またテスティングとの連携（ＣＡＴ）など、含めると結構面白いです。

各種3Ｄ化は、時間と物理的なものも含めて時間がかかりますし
さすがに、コマーシャルベースのようにはいきませんが
最適化の付加したアバウトな形状をＣＡＤにマージできる形状データを
トスする場合も当方では多々あります。

設計者にしても、解析者にしても、
基本的には計算機上に向かっているほとんどは3Ｄ編集作業であり
共通の3Ｄを共有しあうのは、ベストであることは間違いありません。

実際にやるべき目標の風呂敷きを広げてじっくり
行うことも重要と思われます。
必要なときは、当方では必要最低限のＩ／Ｆなどあわてて自作しますし。

結局は、自分が苦労するわけであって、詳しくフローを考えながら
一つ一つ販売店やベンダーに生のデータでもって確かめながら
妥当性のいい方向性が見えると思います。

やっぱり金額とかＯ／Ｓとかの問題ではありません。

#1999年6月24日#K.K#
　ご意見興味深く読ませていただきました。
　私も構造解析を中心としたCAEを業務として行っています。
　最近、設計実務者に対し設計者自身がCAEを行うようにいろいろと啓蒙活動を
しているのですが反応が芳しくありません。「CAEなど使わなくても設計はできる。」
とか「CAEのソフトウェア、ハードウェアにかけるお金があるなら開発費に回せ」
とかよく言われます。そのわりに依頼の形で解析業務を引き受けると注文はいろい
ろでてきます。（今まで試せなかったアイディアをシミュレーションしてくれとか、
細かいものではビスの位置、数を減らした場合は構造上どのような影響があるのか
とか）まあよくそこまでやりたいことがあるもんだと思うくらい要求がでてきます。
そこまでやりたいことがあるのなら自分でやったらというとすぐ逃げてしまいます。
　愚痴にかなり近いですが、実際みなさんの状況はどのようなものなのでしょうか
やはりCAEを行うのは専門部隊が必要なのでしょうか、できれば設計者自身が行うの
が一番いいと私は考えているのですが。無論設計者自身の手では時間的に手に負えな
い事例というものについては専門部隊（小規模）を設置するか、外部への依頼解析を
するということで対処する必要があると考えています。

#1999年6月24日#小林篤央#
＞私も構造解析を中心としたCAEを業務として行っています。
ご苦労様です。

＞まあよくそこまでやりたいことがあるもんだと思うくらい要求がでてきます。
＞そこまでやりたいことがあるのなら自分でやったらというとすぐ逃げてしまいます。
本当にそうですね。その気持ちは痛いほどよく分かります。

＞愚痴にかなり近いですが、実際みなさんの状況はどのようなものなのでしょうか
私は、生産も現場に直接いませんので、細かいところまでわかりませんが、
多かれ少なかれ各社でも同じ問題を抱えていると思います。

＞やはりCAEを行うのは専門部隊が必要なのでしょうか、できれば設計者自身が行うの
＞が一番いいと私は考えているのですが。
この議論は一概に、言えませんが、会社の規模、ＣＡＥの導入状況により千差万別です。

＞無論設計者自身の手では時間的に手に負えない事例というものについては
＞専門部隊（小規模）を設置するか、外部への依頼解析を
＞するということで対処する必要があると考えています。
そうですね。それがいいと思います。

ただ、欧米を始め、国内の先端ユーザーはＣＡＥを現場におろしてきています。
よって、将来的には設計部門でパソコンなどをつかって手軽にＣＡＥを行えるように
なったらいいですね。（ただ、その場合でも、社内にはＣＡＥのコンサルティング部隊、
またはヘルプ部隊は必要だと思います。
以下は私の最近書いたペーパーで、テーマが：「日本では何故、欧米程CAEが活用されないか？」
-----------------------------------------------------------------------------------------------
1．初めに
　私は、前の会社を含めると足かけ20年近くCAE業務と関わってきました。そこで以前から疑問に思っ
てきたことを整理する意味でも
以下のテーマ（疑問点）について、問題を提起して、私なりに考察いたします。そのテーマとは
「日本国内で欧米ほどCAEが活用されていない」ということである。このペーパーでは、現状での欧
米および日本国内のCAE導入実績およびその問題点、さらには、今後CAEのあるべき姿についてもコメ
ントできれば幸いです。

2．本文
　(1）欧米と国内のメーカーのシェアとCAEのシェア
日本国内ほとんどすべての産業（メーカー）は、航空機産業をはじめとする一部の産業を除いて欧米
と互角かそれ以上の生産力を備えていると私は思っています。
ところが3次元CADはそこそこ中堅企業を含め国内の各企業に広まっているものの、CAEに関しては、
欧米を100とすると20～30程度の普及率といわれています。
3次元CADの国内普及率と比較して、このCAEの普及率の低さは私には理解しがたいものがあります。
なぜなら、これまで私のCAE業務では幸運にも、導入先での成功事例が多く、機能不足のCAEを導入
されたユーザーでもそれなりに使いこなされ、たとえば、定量的判定が無理な場合は定性的な判定
で判断するなど、CAEの機能、使い勝手を十分に理解された上で導入されているからだと思われます。
CAEは使い方いかんにより無用の長物になるか、強力な設計の武器になるかのでちらかであると思います。
そこで次に、いくつかの仮定を想定し検証して見ましょう。

(2）国内でCAEが普及しない主な理由
　　ア）欧米に比べCAEシステムが高価。
　同じソフトの日米価格比は1.5倍～3倍ほどであり、日本のユーザーは高コストのCAEを導入しています。（大半のユーザーは知らないか、あきらめているようです。）

　　イ）欧米のCAEメーカーは、日本のマーケットは大きくないと思っているので、日本のマーケット
を軽く見ているようです。
　　日本のソフトメーカーはリスクを嫌い、開発コストの捻出は、やはり難しいのでしょう。（パッケ
ージソフトの開発は膨大な初期投資を必要とするので・・・）
　　ちなみに96年度のデーターですが、1$ = 120円で計算しました。
　　米国のCAD/CAM市場は約8,000億円
　　米国のCAE市場は約800億円
　　日本のCAE市場は約100億円程度です。
　　（過去に、JMESH/JPOST（日本総合研究所製）やFEMAS（東洋情報システム製）など先見的なソフト
ウェアがいくつかありましたが、海外のソフトに比べ、バージョンアップのスピードが追いつけない
ようでした。）
　　現在は、プリポストプロセッサーだけを見ても、商用版で普及している国内のものは皆無でしょう。

　　ウ）日本のベンダーは商社的なところが少なくなく、アフターフォローがいいかげん
　　であったり、技術的相談に的確に答えられないところが多いように思います。
　　これはア）、イ）で述べたように、国内でのソフトメーカーが育たなかったので、いたしかたない
面もあるでしょう。
　　ただ、例外的に、ある分野（磁場解析など）に限っては、国内のソフトメーカーの方が優秀で安価
なソフトが、最近見受けられるようにな
　　りました。

　　エ）10数年前に第一次CAEブーム（私は勝手にそう呼んでいます。）に大手メーカー
　　　　は争って導入したが、コストは、かなりかかった割に効果が期待したほどでは
　　　　ありませんでした。
　　　　
　　オ）その第一次CAEブームに国内のベンダーは便乗し、かなり大ぶろしきを広げ
ユーザーを持たせすぎました。
　　ブームにのって安易に担当者の言うがまま予算化し導入した経営者にも問題が
　　ありますが、一番の責任を負うべき人は、いいかげんなソフトベンダーと導入した担当者
であるでしょう。（私の過去の経験から、当時はCAEを導入したい担当者もベンダー顔負けの
大風呂敷で導入された方は少なくなかったように思います。）
権威のある学会に報告したり、社内で商品化に向けてコストダウンをはかれたり、
最適設計（製品性能の向上化など）にいかされたCAEシステムは1割もなかったのではないで
しょうか。
（当時、それにしても、「解析結果が実験結果とうまく一致した」と安堵するユーザーが
なんと多かったことでしょうか。当然のことながら、それではCAEを行う意味がなくなります。
そこから、パラメーターサーベイや、最適設計に進んでいくのが理想でしょうが、
当時は、ハードの能力、ソフトの機能不足、ユーザーの未熟さゆえに、CAEに関する
無駄な投資は少なくなかったのではないでしょうか。

　　カ）国産で有効なCAEシステムが開発できませんでした。
1つには、米国と比べソフトメーカーが未熟であったと思われます。1970年代はIBMの時代で
IBMであらざればコンピューターにあらず
という風潮がありました。当然初期のマニュアルはすべて英語で、日本語マニュアルも理解
できない項目が少なくありませんでした。
これは、日本のソフトメーカーの開発者にとって大きな障害となります。1980年代はDEC、
EWS（UNIXマシン）などが主力を占めましたが、どちらも本国で生まれ、

　　キ）現在、欧米では現場サイド（設計部隊）がCAEの中心的な役割で
　　　　あるが、国内ではまだ、CAE推進センター（または室）があり、
　　　　現塲サイドはこれからというところが多いようです。

　　各会社でCAD推進室というような部署はもう少ないようです。（過去には確かに多かったのです
が、今は行き渡って、もう必要ないようです。）
　　同様に考えるとCAE推進室のような部署があるということは、まだ社内にCAEが行き渡っていない
ことを、社内、社外に訴えかけているようで、技術的に遅れている印象を持たれる懸念を危惧します。
　　これまでのCAE推進室は全社的に整合性を取って各部署にメジャーで、コストパフォーマンスの良い
システムを提供するのが役目でありました。しかし最近は、EWSが低価格化し、各部署で勝手に導入
できるようなシステムになってきました。パソコンは何をか言わんかです。
　　よってしばしば、エンドユーザーがその部署で使いやすく低コストなシステムを見つけてきても、
逆に、CAE推進部門がCAE最先端ソフトの導入の阻害要因になっているという話は、たまに耳にします。

ク）ハードウエア＆OSの問題
ハードウエア（パソコン）が劇的にコストパフォーマンスが向上したにもかかわら
ず、国内の導入率は欧米に比較してかなり低い。（表1参照）

日本のパソコン出荷台数：約750万台
米国のパソコン出荷台数：約2000 万台
（表1、98年度推定値）

9495　9697（年度）
国内のパソコンの出荷台数（OSはほとんどWindows）：362600760725（万台）
国内のEWSの出荷台数（OSはほとんどUNIX）：15.817.718.216.2（万台）
パソコンの出荷台数とEWSの出荷台数比率（倍率）： 22.9 33.9 41.8 44.8
（表2）

ある自動車関連会社では、数年前からUNIXシステムをリース契約で積極的に導入しましたが、
（当時それはベストソリューションであ
ったのでしょうが・・・）最後のリースが切れる、後2～3年ほどはパソコンを導入したいが、
出来ないという滑稽なケースも拝見しました。
担当者は今でもパソコンをすぐに導入したいそうでしたが・・・

（3）国内でいいＣＡＥソフトが開発できなかった理由

私なりに考えたところ以下の点に問題があるのではないかと思われます。
1）終身雇用がじゃまをしている
パッケージを買うより自社でシステムを構築してしまう。それだけの人材と経営資源があった。
当然開発したシステムにはバグやバージョンアップがつきものなので、他社の商品はいまいち信用に
欠けるように思われます。その点、これまでの社内の技術者は終身雇用でしたから、ドキュメントも
残さず自社開発したりしていました。（これからは、人材が流動化しますから、これまでのようにい
かないでしょう。）

2）ソフトメーカーの経営者にパッケージ開発への理解が少ないように思います。
結果を短期間にもとめ、数年かけていいソフトを世の中に提供するというしくみがソフト開発会社の
社内での了解（コンセンサス）がとりにくい仕組みになっていたと思います。

3）ユーザーが海外ブランド志向で、いくらいい商品を提供（プレゼン）してもよっぽどの動機が
なければ（極端に言えば欧米至上主義者）
欧米の商品のプレゼンテーションは、私も何度も聞きましたが、ほれぼれとする内容です。
100のものを200くらいに感じてしまいます。

3．これからの日本におけるＣＡＥのあるべき姿
（1）ボーダーレス化（日本語化の問題）
（2）現場主義
（3）ダウンサイジング
（4）低価格化
（5）大衆化（言い方はまずいかもしれませんが…）
今後ハードウエア（パソコン）の劇的な低価格化や高性能3次元CADやCAMのように日常の業務に何の
違和感もなく使える日がそう遠くないと思っています。また、そういう方向へユーザーを導く
（思い上った言い方になりましたが・・・すいません。）ことは私にとってミッションと考えています。
以上の答えの1つとして次ページ（表4）を提示しました。

4．最後に
そのためには、
（1）最新情報を確実に入手する方法を確立する。
（2）社外に信頼できるＣＡＥのコンサルタントがいる
（3）社内にCAEリーダーともいうべきキーマン（CAEサポーター）を育てる。
以上の3点がキーとなると思います。

なお、是非、ご意見、ご批判を当方までお聞かせください。

#1999年6月24日#K.K#
小林　様
No.13の件に関しまして、ご丁寧な意見ありがとうございます。
またペーパーまで公開していただきありがとうございます。

関係ないことですが、CAEをやってるといってご苦労様といわれたのは
はじめてです。（なんかうれしくなってしまいました）
(編集担当：burning 2001/12/20)