コンセプト段階でイノベーションを加速「MODSIM のアプローチでどのように時間とコストを節約するか」

コンセプト段階でイノベーションを加速 MODSIM のアプローチでどのように時間とコストを節約するか

重要なコンセプト段階の最適化 自動車メーカーには、競争他社よりも先に魅力的で革新的、かつ持続可能な新型車を市場に投入 しなければならないという強いプレッシャーがあります。また、すべての設計が、ますます増加する 規制要件を満たす必要もあります。業界全体が電気自動車へと舵を切る中、エキサイティングな新 しい車両設計を生み出すこれまでにないチャンスも訪れています。 コンセプト段階は、このような目標を達成する最も重要なタイミングです。この段階では、設計者が、 強力なバッテリー・パックを安全に取り付けるために車両構造を見直す課題などを見つけ、前進す るための最良のアイデアを生み出します。同時に、重量、性能、拡張性の要件をバランスよく考慮し ながら、さまざまな車両構成に同じ基準を適用する必要があります。車両が生産段階に移行するに つれ、設計の変更にはよりコストがかかるため、変更のコスト効率が良い初期段階で柔軟性を最大 限に高めることも重要です。 何十年もの間、自動車開発においては、設計者からエンジニア、モデラー、シミュレーションのエキ スパートへとアイデアと仕様が渡されるため、さまざまなシステムやインターフェースを介してデー タのエクスポートと変換が行われてきました。これが問題となっています。コンセプトの作成、形状 のクリーンアップ、メッシュ作成、シミュレーションのセットアップ、実行、結果の評価といったプロセ スでは、逐次処理で分断されているため、変更が取り入れられる前でも、完了するまでに数週間か かる場合があります。 さらに、アイデアの作成に使用するツールは、より詳細な設計段階に使用するものと同じであること もよくあります。コンセプト設計者は、そのレベルの詳細さを必要としません。そうではなく、市場を リードするアイデアの作成、評価、特定にもっと迅速でアジャイルな方法を求めています。 モデリングとシミュレーションを組み合わせた MODSIM で、このような方法を提供できます。 MODELING と SIMULATION から MODSIM へ MODSIM のアプローチでは、3DEXPERIENCE® プラットフォームの 1 つのユーザー・エクスペリエン ス上の共通のデータ・モデルで、モデリングとシミュレーションを統合し、自動化します。このアプ ローチでは、分断された逐次処理のプロセスではなく、共同で迅速に設計を変更して、シミュレーシ ョンができるモデルをすぐに生成できる、連続的なエンジニアリング・ループが作られます。つまり、 コンセプト段階においてより多くのイノベーションと変更が可能となるとともに、数週間かかってい たこれらのプロセスを数日に短縮できます。 MODSIM では CAD および CAE データが一体となり、あらゆる変更が共有モデルの形状やメッシュ に即座に反映されるようになります。関係者全員が、自分のアイデアが車両の KPI (重要な性能の指 標)にどのように影響するかを確認して、早期に最良のトレードオフを特定できます。 自動化されたプロセスで、繰り返し発生する時間のかかるタスクも処理されるため、設計、モデリン グ、シミュレーションの担当者は、最適な作業に集中できます。これにより、開発に最適なアイデアを より多く試行し、イノベーションをより迅速に起こすことができます。

1 つの場所 1 つの共通モデル 1 つのエンドツーエンド・ プロセス • 3DEXPERIENCE® プラット • CAD と CAE データの自動的 • シームレスな設計とエンジニ フォーム な関連付け アリング・プロセス • 一体化した CAD/CAE データ • プロセスの自動化とカスタマ • 迅速で簡単なテスト要件管理 • 完全なトレーサビリティー イズ • 再利用可能なデータ・モデル • 共通の目標に対して複数の とプロセス 分野からコラボレーション 仕組みを見てみましょう。 プロセスの例 1: ボディー・イン・ホワイト ボディー・イン・ホワイト(BIW)アーキテクトが、車両設計の作成と修正を迅速かつ簡単に行います。 既存の CAD モデルを追加することもできます。 モジュール式のアプローチにより、アーキテクチャの設計者はモジュール・ライブラリの既存のエン トリに基づいて、またはゼロからボディー構造を組み立てることができます。モジュールはセマン ティックな関係を介して相互に接続されます。これにより、アーキテクトはモジュールの再利用、再接 続、再配置をして複雑な構造の組み立てができます。 1.BIW アーキテクトが、車両または構成部品の簡略化された 1 枚のサーフェスの(シングル・レイヤ ー)モデルを作成し、さまざまな要素を相互に関連付け、どの形状を接続するかを指定します。この ボディー構造の 1 枚のサーフェス・モデルから、3DEXPERIENCE が、インターフェース、材料、板厚の 属性に基づいて板組つきのマルチ・レイヤーモデルを生成します。

2.マルチ・レイヤー形状と、有限要素メッシュとそれぞ れの接続のプロパティを使用して、パラメトリックでシ ミュレーション可能なメッシュが自動的に生成されま す。これには、溶接や接着剤など、車両のすべての接 合部が含まれます。 3.接続、材料、形状の属性に対する修正はすべて、モデルの残りの部分に反映されます。たとえば、 車の外面の要素が変更された場合、それに合わせてボディーが更新されます。 モジュール化した構成部品では、車両の設計とメッシュが完全に一体となり、必要に応じて再利用、 再配置、再接続が可能です。 4.モデリングとシミュレーションはシームレスにリンクされます。プリ処理は不要です。 つまり、設計者はサイズ設定や配置のほか、空力、ボディー剛性、衝突性能といったプロパティのパ ラメーターに基づいて、さまざまなオプションを試すことができます。 5.設計を最適化するために、シミュレーションを使用して複数の変数を評価し、トレードオフを探索 し、さまざまな代替案を自動的にテストします。最適な選択肢が特定できたら、それを引き継いでさ らに開発を進めることができます。

このプロセスを通して、BIW アーキテクトは、同じモデルを使用してバッテリー・アーキテクトやパ フォーマンス担当者などのエキスパートと協力して、開発上の不整合がないことを確認できます。こ の開発サイクルの初期段階で、MODSIM が作る設計、モデリングとシミュレーションが一体化したル ープに、あらゆる変更を迅速に組み込むことができます。 プロセスの例 2: 電気自動車バッテリー・フレーム 3DEXPERIENCE の MODSIM アプローチにより、バッテリー・アーキテクトは BIW アーキテクトと同 じモデルで作業できます。さまざまなツールやシステム・インターフェースを繰り返し使用する必要 はありません。 たとえば、エンジニアがバッテリー・アーキテクチャの側面衝突性能を強化したいと考えているとし ます。 1.設計者がマトリックス状の選択肢にある構成要素を使用し て、バッテリー・フレームを構築します。複数のオプションを使 用して、適切な構造を持つ要素をすばやく見つけ、衝突性能、 重量、コスト目標の間の最適なトレードオフを特定できます。 2.次に、設計者は必要に応じてを部材を変更します(たとえ ば、ロッカーの幅や厚みなど)。設計者は、代替モジュールを使用してパーツのタイプを変更したり、 それぞれバッテリー・パックとの距離を変更したりできます。 3.3DEXPERIENCE プラットフォームで自動 的に生成されたバッテリー・パックのモデル を使用して、設計者はパラメトリック形状を 変更できます。たとえば、ホイールベースの 長さが変更された場合、関連するスペース を埋めるようにバッテリー・モジュールの数 を変更します。 形状への変更はすべてモデルとメッシュに 反映され、ボタンをクリックするだけで構成 要素と接続が新しい設計に沿って調整され ます。

4.次に、シミュレーションを使用して、新しい設計の衝突性能を評価します。 コンセプト段階で衝突シミュレーションを行うことができるので、設計者とエンジニアは、現在の ツールや手法と比較してはるかに早い段階で、衝突性能メトリクスを入手できます。この段階で非 線形衝突荷重ケースを評価すると、開発スケジュールの後半での設計変更が必要なくなり、関連コ ストを削減できる可能性があります。 変更が必要な場合は、3DEXPERIENCE プラットフォームでモデルを簡単に調整して評価できます。 このような変更と評価には、従来のファイルベースのシステム・プロセスを使用すると、それぞれ数 週間もかかります。MODSIM アプローチではこれを数日に短縮できます。 その結果、コンセプト段階でより多くの変更を加えることができ、より多くの実験やイノベーションが 可能になると同時に、開発に最適な設計を特定するのにかかる時間を短縮できます。 複合領域を、一つのプロセスで プロセスの変革は、ビジネス変革の基盤となります。モデルと解析のデータが一つになり、お互いに 結びついた開発ループにより、分野間のコラボレーションが強化され、イノベーションが加速し、効 率性が大幅に向上します。 コンセプト開発段階で MODSIM を使用することにより、車両の後行程の開発に送る前に、複数の変 更やバリエーション探索が迅速にできます。この初期段階で変更を加えることで、サイクル後半の修 正に伴う時間とコストを大幅に削減できます。 コンセプト・モデルの開発を加速 • 形状作成時間を最大 90% 短縮 • 柔軟で完全にパラメーター化されたコンセプト・モデル • 既存のアセットを再利用し、モジュール・ライブラリを拡張 連続した MODSIM エンジニアリング・ループ • シミュレーションが実行できる解析モデルの自動生成(メッシュと結合) • 複数分野にわたるシミュレーションの条件定義と再利用 • コンセプトの評価時間を大幅に短縮 プロセス自動化と結果の分析 • 設計スペース探索を自動化 • 評価されるコンセプトの数が大幅に増加 • 直感的なトレードオフと意思決定 統合されたエンドツーエンド・プラットフォーム • 要件、確保された設計空間、エンジニアリングの入力を関連付けて統合 • コンセプトから詳細まで、連続的でシームレスな設計

MODSIM アプローチにより、さまざまな分野の担当者が 1 つのチームとして作業できます。設計者、 エンジニア、シミュレーション・アナリストは、CAD や CAE などのシステムによって制限されることな く、共通のデータ・モデル、自動プロセス、統一されたユーザー・エクスペリエンスを共有できます。こ の共有スペースでは、さまざまな分野の専門家が自信を持ってイノベーションを行い、市場をリー ドする車両を迅速に開発できます。 MODSIM の詳細については、go.3ds.com/ja/MODSIM をご覧ください。 MODSIM の導入プロセスについてや、ダッソー・システムズのロール Concept Structure Engineer と Concept Structure Analyst についての詳細は、こちらからお問い合わせください。 ダッソー・システムズは、人々の進歩を促す役割を担います。1981年以来、バーチャル世界を開拓し続け、消費 者、患者、そして市民のより良い生活を実現しています。 ダッソー・システムズの3DEXPERIENCEプラットフォームを活用することで、あらゆる規模、業種の37万社のお客様が、共同作業、想像、そして価値ある 影響を及ぼす持続可能な技術革新を可能にしています。 詳細については、www.3ds.com（英語）、www.3ds.com/ja（日本語）をご参照ください。 2025 © Dassault Systèmes. All rights reserved. 3DEXPERIENCE、3DSロゴ、Compassアイコン、IFWE、3DEXCITE、3DVIA、BIOVIA、CATIA、CENTRIC PLM、DELMIA、ENOVIA、GEOVIA、MEDIDATA、NETVIBES、OUTSCALE、SIMULIAおよびSOLIDWORKSは、フランス法で法人化、およびヴェルサイユ商業登記所に登記番号322 306 440で登録した欧州会社（Societas Europaea）であるダッソー・システムズ、または、アメリカ合衆国および/またはその他の国における、その子会社の登録商標または商標です。その他すべての商標は、各所有者に帰属します。Dassault Systèmesまたはその子会社の商標を使用するには、明示的な書面上の許可が必要です。