CAE

<CAEは製品の機能設計に役立つか?>

#2421#2001年12月20日#datti#
ところで、CAEは製品の機能設計といった点では役にたっているんでしょうか。
設計後、解析を行ってそのデータをフィードバックするという点で効率化は図れると
思いますが、本質的な設計の改善に使われているのかどうか、またその問題点等あっ
たら教えてください。

#2422#2001年12月20日#チャーリー#
> チャーリーさん,ハッピーさん御回答ありがとうございます。
> ところで、CAEは製品の機能設計といった点では役にたっているんでしょうか。
> 設計後、解析を行ってそのデータをフィードバックするという点で効率化は図れると
> 思いますが、本質的な設計の改善に使われているのかどうか、またその問題点等あったら
> 教えてください。

こんにちは、回答した記憶がさっぱりないのですが、、(笑)すみません。
いいところだけ、気がつく点お応えします。

> ところで、CAEは製品の機能設計といった点では役にたっているんでしょうか。
もちろんですよ。
大型構造物なんかは、やはり解析をやらないと設計がすすまないなんてことは
よくありますね。

>本質的な設計の改善に使われているのかどうか、またその問題点等あっ
>たら教えてください。
構造上L/O的に無理がある場合に、コスト的に達成材料が使えないときなど非常
に困ります。
こういう場合無理をしてでも、エイヤーで実験してうまくいく事もあったりします。
ただ、安全率と真解だけでは謀れない境界値誤差なんかは問題あると思います。
振動での減衰項でしょう。これは、まじめに実験経験が必要と考えてます。

#2424#2001年12月20日#ハッピー#
> ところで、CAEは製品の機能設計といった点では役にたっているんでしょうか。
> 設計後、解析を行ってそのデータをフィードバックするという点で効率化は図れると
> 思いますが、本質的な設計の改善に使われているのかどうか、またその問題点等あったら
> 教えてください。
by_dattiさん

こんばんは。CAEの有効な使い方の一つがパラメータースタディでしょう。
品質工学/ロバスト設計の中でもCAEによるパラスタが結構、活用されるよ
うです。直交表で割り付けられた条件で解析を行って、設計変数の感度を調
べロバストな設計案をつめるものや、絨毯爆撃的に解析を行った後で、最適化
手法で解を探索するとか
(編集担当：burning 2002/03/18)

<現在のCAEについて>

#2394#2001年12月13日#datti#
CAEに関してほとんど詳しくないんですが、何か問題点ってありますか?信頼性
といった面で問題などないんでしょうか。

#2395#2001年12月13日#チャーリー#
> CAE、、、、何か問題点ってありますか?信頼性といった面で
> 問題などないんでしょうか。

こんばんは、
イニシャルコストが高い。=信頼性を出す為の時間に対する根気につきると思います。

ちょっと難しいスポーツなんかと一緒の感覚かなーと思います。
例)スキーの指導員になる。道具もお金をかけていろいろ揃えますよね
いろんなケーススタディ(ゲレンデや天候)で、めちゃくちゃ練習しますよね。

例えが悪すぎたかな(苦)

今晩は、頑張ります。もちろんCAEです。

#2406#2001年12月15日#ハッピー#
> CAEに関してほとんど詳しくないんですが、何か問題点ってありますか?信頼性
> といった面で問題などないんでしょうか。
by_dattiさん

自分が設計するためにCAEを使う場合と、解析技術者として第三者に結果を提供す
る場合とで若干異なるように思います。

後者に関しては、チャーリーさんご指摘のように、相手(設計者や顧客)が信頼して
くれるかどうか。これはCAEに対する信頼以上に、解析担当者に対する信頼が重要
でしょうか。CAE という個人技量への依存性が高い道具をプロとしてきっちり使い
込んでいると見てくれるかどうか。

前者に関しては責任は自分に帰するわけですから、こちらも慎重に疑いを持って掛かり
ましょう。ソフトですからバグをはらんでいる可能性も否定できません。収束もせず
に答えを出している場合もあります。どうしても解けない時に制限事項がマニュアルの
片隅にあったなんてことも。
(編集担当：burning 2002/03/18)

<CAE解析事例を公開しています>

#鈴木# 1998-9-4#
はじめまして。鈴木と申します。
このような掲示板があるのを最近知りました。
仕事で、CAE関連の仕事をしておりますので、今後もアクセスさせていた
だくかと思います。宜しくお願いします。

ところで、私が所属します静岡工業技術センターでは、当センターで解
析を行った事例のうち、公開できるもの11例をWWWページ内で公開いたし
ております。これは、CAEに関心を持っている中小企業の方々を対象に、
「CAEとはどんなものか？どのような応用ができるのか？」に対して、い
くつかの具体例を示すことにより、CAEに対する理解を深めていただこう
、という趣旨によるものです。
　こちらの掲示板に参加されている方々には少し簡単過ぎる解析事例か
もしれませんが、ご興味ありましたら、ご覧ください。また、ご意見い
ただけましたら幸いです。
事例は以下のURLで公開しております。
http://www.s-iri.pref.shizuoka.jp/s4/kikai/jirei/jirei.htm
今後とも宜しくお願いします。
(編集担当：Matsui 2001/12/11)

<CAEの利用効果と、問題点}>

#ひろこ# 1999-06-30#
すぐに教えて。
CAEの利用効果と、問題点を教えてください。

#訳あって匿名です# 1999-06-30#
はじめまして。
(ここで社名は出せない)製造業のCAE推進部門に所属する元設計者、
CAE利用歴15年ほどの初投稿者です。

お急ぎのようなので、要点のみ自分の知識の中から回答します。

利用効果(ソフトベンダーさんのHP見たほうが良いとは思いますが)
実験しなくても結果がわかる。
実験より早く答えの出る可能性が高い。
実験より安く済む可能性が高い。
実験で観測できない現象が見えることがある。
設計をしくじってもCAEなら、怪我人も死人もでない。
勘だけで設計していた設計者が、少しだけ根拠のある設計をするようになる。

問題点
普通の設計者は手を出したがらない、自分の設計プロセスを変えることになるから。
答えは出るが、現象とあっている保証が無い。
精度の検証は実験に頼らざるをえず、とても手間がかかる。
設計上の肝心要を知らずに解析しても、設計の役に立たない。
意外なほど金がかかる。
意外なほど、習熟に時間がかかる。
ウソの答えが出ても、きれいなカラーグラフィックなので、ウソに見えない。

このくらいがすぐに思い浮かびました。
これだけ書けば、他の常連さんがフォローしてくれることと思います。

#よう# 1999-06-30#
要点だけ。

利用効果は匿名さんと一緒。
問題点ですが、ＣＡＥの業務遂行能力って個人依存性が極めて高いんで、
工学的センスがあり、素養のしっかりした人が手がければ効果は高くな
るけど、そうでない人（コンピュータお宅）にやらせると、システム構築
やらシステム管理に業務のウェイトがいってしまい、効果ゼロになったり
します。

”コンピュータお宅”にだけはやらせてはいけない業務ですね。むしろコンピ
ュータ操作は今一つだけど、工学センスはばっちりという人にやらせたほうが
良いと思いますよ。6年間の実務経験からそれは感じます。

ＣＡＥの要諦

「シミュレーションはうそ計算していると思え」
部下にはこの言葉口酸っぱくして言ってました。

こんなんでどーでしょーか？？

#風来坊# 1999-7-1#
もう遅いのかもしれませんが、風来坊です。

1．ＣＡＥの効果、メリット

（1）設計初期検討の高精度化
ものを作る前に机上シミュレーションで、性能面、品質（強度）面の
絞り込みを効率的＆手計算ベースよりは高精度に行える。
特に、パラメータスタディが容易なため、「感度評価」（何を変えると
一番効くのか、何は対して影響はないのか）が効果的に行える。
（これは精度が余り高くなくても有効です）

この製品開発の上流工程で設計品質が高められることで、
・試作実験での試行錯誤が少なくなる−−＞実験工数、費用の削減
実験での評価ポイントを絞ることも出来る。
重要点の測定漏れ、無駄な測定を防げる。
−ー＞設計変更も減る
結果として開発期間の短縮が図れる。
−−＞開発余力が生まれ新技術開発に結びつくかも

解析そのものには確かに時間が掛かりますが、開発全体としてみて
メリットが生まれます。
いわゆる、トップヘビー（初期検討に重点を置く）の開発が行える。

（2）設計ノウハウのデジタル化、蓄積＆継承

パラメータスタディの履歴はそのまま設計ノウハウになります。
実験に比べ、パラメータスタディが極めて容易な面が生きてきます。
これをしっかりとレポートにまとめることで次世代機の開発には大いに
役立つはずです。つまり、初号機の開発に時間が掛かっても次世代以降で
元は取れる。

（3）技術の横通しが自然に出来る

ＣＡＥ技術者は、構造力学以外にも流体、熱などの広範な知識を業務上の
人的交流の中で、自然に行えます。また、他製品の設計ノウハウも自然に
吸収します。よって、ＣＡＥ技術者が設計に絡むことで、既成概念にとら
われない新鮮な発想、着眼点を期待することができる
．．．は言い過ぎでしょうか？

（4）設計者の力学センスの向上

前のメールにも書きましたが、ＣＡＥを行うと製品の全体的な挙動がよく
分かります。どこに、どう力が加わって、どう変形するのか。といった。
こう言う経験を積み重ねることで、設計者のセンスが磨けるのではない
でしょうか

（5）ＣＡＥでしか求められないものが未だにある

燃焼器内の流動なんぞ、測りようが無く、精度云々の前にＣＦＤでしか
めっこを付けることすらできない。
また開発期間、予算からどうしても実験ができない場合は、手計算よりは
よほど精度の高いＣＡＥを活用することで、（たとえ多少方向が間違って
も？）開発を進めることが出来る。
判断基準が無ければ前に進めませんから．．．

2．問題点

（1）目的を見失いやすい

何を検討するのが目的かが不明確なままに解析をする例が多い。
また、作業に手間取り答えを出すことに躍起になり、時間＝コスト
の意識が薄れる場合が多い。
このため、ピント外れな解析にやたらに時間をかけてしまったりする

（2）解析の基本を知らない、解析技術者、設計上司があまりに多い

やれ世の中ＣＡＥだ、と如何にも簡単そうに思える広告の影響の
せいでしょうか？

#風来坊# 1999-7-1#
出勤前です。風来坊です。

メリットを追加します。

（1）トラブルシューティング
実際、ＣＡＥの適用シーンとしてトラブルシューティングは多いの
ではないでしょうか？
試作品が壊れた、客先に納めた製品がトラブった時に、原因を解明し対策を
講じる。このような際に、破損原因の様々な仮説を立てて、ＣＡＥで検証し
次いで対策案を検討してその効果を予測する。
何故、こんな破壊が起こったのか。どのような荷重が作用したと想定される
のか。どこかが引っかかったのではないか。共振する固有値がどこかにある
のではないか。じゃあどこに補強を入れよう、肉厚を上げよう、断熱材を入
れよう？その効果は？コストは？．．．客先にロジカルに説明しなければ．．．
当然、超特急でこなす必要があるわけですが、ＣＡＥを使うことでこれらの
作業が高精度化＆効率化できます。
もちろん、トラブルシュティングのためにＣＡＥをいれるわけではなく、
平常から設計にＣＡＥを活用することで突発事態にも迅速かつ的確に対応
できるものと思います。

（2）材料開発
新材料を製品に適用する場合、その力学モデルが構築できるとあとはＣＡＥ
で様々なトライが出来ます。調合を変えた場合、成形法を変えた場合にどの
ような影響があるかといった検討が、定性的、定量的に机上である程度
つめることが出来ます。

#Ｃ# 1999-7-1#
実際に作ってみなくても良いというのは大きな効果ですよね。
特に社外に試作に出していたりしたら、金額と期間が膨大になるし、
マンモスタンカーなんてのは容易に試作できませんし。

問題点は、解の信頼性が未確認だったりして、本格的な運用開始前に
チェックが必要な事もあるかな・・・　と思っています。
解析ソフトによっては、同じ問題を解いても違う答えが出て来てしまい、
その差が誤差で済む範囲であれば良いものの、2倍も違ったりした経験があります。
こういう場合は、実験と比較して「このソフトの解を1．5で割れば実験値と＝になる」
とかって具合に結果を見ます。
(編集担当：Matsui 2001/12/11)