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1. CAEとは？
CAEとは、Computer Aided Engineeringの略称であり、簡単に言うと、製品の設計や製造、設計の事前検討をコンピュータ上で実施するツールです。
一般的に、「CAE解析」や、「シミュレーション」とも呼ばれており、荷重や応力、熱伝導や流体の動きなどをシミュレーションする、「構造解析」や「流体解析」が有名です。
SIMULATION
初めてのシミュレーション
「シミュレーションという言葉はよく聞くけれど、イマイチ理解できない」「シミュレーションって難しそう」と考えている方、
「シミュレーションって、本当に役に立つの？」「シミュレーションでできることは？」と疑問に感じている方に、
シミュレーションについてわかりやすくご説明します。
2. シミュレーションを活用するメリット
シミュレーションを活用すると、下記のようなメリットがあります。
1. 現象の可視化による安全性/品質の向上
視覚的に捉えにくい流速、圧力、温度などのパラメータを可視化することで、問題の早期発見につながります。
また、長年の経験や勘による運用から脱却できます。
2. 実験/試作コスト、人件費の削減
大規模な実験をコンピュータ上で行うことで、実験や試作にかかる費用、時間を削減します。
また、実験に費やす工数の削減により、人件費も削減できます。
3. 製品のアピール、顧客の信頼度向上
シミュレーション結果をグラフやアニメーションでまとめることで視覚的に理解しやすくなり、製品のPRにつながります。
また、競合他社や海外企業との品質差別化に繋がります。
3. 実験とシミュレーションの特徴
長年の経験や勘に頼った運用や開発に取り組む企業が多い中、いまや国内他社や海外企業との品質差別化が急務になっており、理論的な根拠に基づくアプローチも必要になってきています。そこで現在注目を集め始めているのが、シミュレーションを活用した検証です。
では、実験とシミュレーションでは、どのような違いや特徴があるのでしょうか。
実験とシミュレーションの特徴
| 【実験】 | 【シミュレーション】 | |
| インプット | 条件、設備 | 条件、3Dデータ |
| アウトプット | 測定点の結果 | 3次元の全ての結果 |
| 可視化 | 苦手 | 得意 |
| 理論的理解 | 経験則・過去のノウハウによる説明 | 物理量に基づく評価、 実験に対する根拠付けが可能 |
| 工数/費用 | 工数・費用増大 | 事前に検証可能なため、工数・費用削減 |
| 誤差 | 実験誤差(材料、初期条件など) | 数値誤差(精度) |
実験とシミュレーション活用による効果の比較
| 【実験】 | 【シミュレーション】 | |
| 費用 | 実験費用がかかります。 | シミュレーションは初期導入コストがかかりますが、数回の実験でシミュレーション導入と同等の費用になることもあります。 |
| 工数 | 経験と勘による実験の場合、実験の工数がかかります。 | シミュレーションで現象を理解してから実験を行うため、実験にかかる工数や手戻りを削減できます。 |
| 人的リソース | 実験には人的リソースの確保も必要です。 | 計算結果を待っている間に、別の業務ができます。 |
