VCADシステムの意図と戦略 - VCAD システム研究プログラム

理研シンポジウム
VCADシステム研究
「ものつくり」ツールの構築と 「研究」の基盤
ツールへの展開
VＣＡＤシステムの意図と戦略
VＣＡＤシステムの意図と戦略
独立行政法人 理化学研究所
ものつくり情報技術統合化研究プログラム
ディレクタｰ 牧野内昭武
背景１
製造業の置かれた厳しい状況とその対策
製造業が置かれた状況
開発期間のめちゃくちゃな短縮要求
困難な技術課題（新材料、高精度、製造
工程の削減、複雑な形状・構造）
コスト削減に対する圧力
情報技術に依存
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背景２
理研における金属プレス成形シミュレーション
ソフトウェア研究開発の経験
１９８７年 ー ２００２年
板成形シミュレーション研究会を組織（コンソーシアム）
１９９０年９月−１９９６年１０月
参加企業：31社、年会費１社２００万円
プレス成形シミュレーションソフトウェアITAS3Dの開発
理研ベンチャー（株）先端力学シミュレーション研究所の設立
１９９９年４月
シミュレーションソフトウェアのASU/P-form商品化
計算機トライアルによる割れの回避
(最初の金型形状）
ASU/P-form
(決定した金型形状)
成形進行
７形状をシミュレーションし、
最適形状を決定した
型組み立て後半日で OK
パネル取得
板厚変化率
（％）
われ
ポンチプロ変更
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このソフトウェアの研究開発によって学んだこと
１．研究ソフトウェアは生き残れない。
２．知的所有権の確保は絶対要件。
３．商品化には研究開発以上の費用がかかる。
４．似た商品の場合、性能が良くても後発は決定的に不利。
先頭を走るか、オンリーワンか。
背景３
成形シミュレーション周辺技術の開発経験
１９９５年−２００２年
IMS国際プロジェクト
プレス成形品の評価技術の開発
経済産業省ディジタルマイスタープロジェクト
ものつくりのためのナレッジデータ−ベースの開発
ものつくりの世界で使われているソフトウェアは、それ
ぞれ個別に開発されて来た歴史的経緯もありバラバラ
であるため、連携して使うのにたいへん苦労をする
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ものつくり情報技術統合化研究プログラム
プロジェクトの期間
前期 平成１３年４月‐平成１６年３月（３年間）
要素技術の開発
〔アドバイザリー委員会による評価〕
後期 平成１６年４月‐平成１８年３月（２年間）
統合システムの開発
プロジェクトの基本方針 １．他に無い画期的な技術を開発する
２．普及のための戦略を立てる
理研に求められる研究
企業で取り上げるのが難しいリスクの高い、ある程度息の長い研究
大学では困難な組織的拡がりを要求される研究
プロジェクトの基本方針 １
他に無い画期的な技術を開発する
変換
デザイン
（意匠）
変換
変換
測定
変換
測定
ＶＣＡD
ＶＣＡDモデル
加工
シミュレーション
デザイン
（意匠）
変換
シミュレーションから加工、測定まで一気
通貫に扱えるシステムの実現。そのため
ボリュームCADモデル（VCADモデル) を
コアとしたVCADシステムを開発。
変換
新技術：
設計、シミュレーション、測定、
加工などの各工程がばらばらで、
その間のデータのつなぎのため
に膨大な人手と時間が必要。
データが渡らないところも多い。
設計
変換
変換
シミュレーション
プレス 鋳造 構造
変換
加工
従来技術：
設計
プレス鋳造
プレス鋳造 構造
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VCADはもののモデルを作成するツール
形状モデル
もののモデル
wireframe
Surface
モデル
Solid
モデル
でも中は空っぽ！
VCADモデル
中に構造や物性の
データを持つ
VCADモデル
「形状」モデルから「もの（連続体）」のモデルへ
（１）外形形状、（２）内部構造、（３）物性分布、
（４）場の方程式を解くためのメッシュを持つ
セル
境界面（形状）
Kitta Cube
領域 １
領域 ２
対象とする領域
物性値だけでなく「形状」もセルを
単位にモジュール化される
大規模計算に適したデータ構造
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VCADシステムの特長
VCADモデルをコアとすることにより
１．シミュレーション、ＣＡＭ，ＣＡＴをシームレス
に扱える
２．異なる形式で入力される、人工物（設計した
もの）と自然物（複雑な構造を持つ図面の無
いもの）のデータを、同一データ形式のモデ
ルにして扱える
VCADシステムの構成
データの入口
人工物
自然物
設計者の考えた
設計案
図面の無い
人工物
現実にある
もの
Solid CAD
データの出口
製品
製造装置
X線CT
MRI
スライサー
V-シミュレーション
V-CAT
測定データの
ハンドリング
製品機能シミュ
レーションソフ
トウェア群
製造工程シミュ V-CAＭ
加工データ
レーションソフ
作成
トウェア群
VCADモデル
VCADフレームワーク
ＶＣＡＤデータ作成
とハンドリング
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プロジェクトの基本方針 ２
普及のための戦略を立てる
組織
理事長
知的財産戦略センター
センター長 丸山 瑛一
アドバイザリー
委員会
ものつくり情報技術統合化
研究プログラム
ディレクター 牧野内 昭武
ボリュームCAD開発チーム
チームリーダー 加瀬 究
事業化推進チーム
加工成形シミュレーションチーム
チームリーダー Cristian TEODOSIU
チームリーダー 田辺和夫
システム統合班
班長 常木優克
製品機能シミュレーションチーム
チームリーダー 小野 謙二 平成１５年１０月発足
V-CADシステム研究会
V-CAT開発チーム
チームリーダー 横田 秀夫
V-CADものつくり応用チーム
チームリーダー 大森 整
平成１４年１１月発足
普及戦略
基本戦略
特許で技術を守る（特許出願数４４件）
行動戦略
第１ステージ（現状）
「ＶＣＡＤシステム研究会」による外部企業/研究者との連携
（企業会員２７社、個人会員４２名）
第２ステージ（１７年度以降）
基盤ソフトウェアの公開
理研ベンチャーや外部企業と組んで、商品ソフトウェア
の開発を促進。
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開発ソフトウェア群
役割
ソフト名
ＣＡＤ
VCADフレームワーク CADデータ生成と修正、可視化
ＣＡＴ
Ｖ−ＣＡＴ
製品機能シミュ SPHERE
レーション
V-STRUCT
機能
点群データから形状を抽出しＶＣＡＤへ渡す
シミュレーションプログラム開発フレームワーク
構造解析
V-FLOW
熱流体解析
Ｖ−ＯＰＴ
傾斜屈折率レンズの光路解析
加工成形シミュ V-CAST
レーション
V-STAMP
鋳造解析
V-FORGE
鍛造解析
ＰＬＡＮＥＴＳ Tryshot
樹脂射出成形解析
V-CAM
ワークの変形解析と連動したCAM
NanoＣＡＭ
ナノ精度が実現できるＣＡＭ
ＣＡＭ
プレス成形解析
公開ソフトウェア
企業による商品化予定
商品化済
V-CADシステム研究会
１．発足：平成14年11月
２．研究会の活動内容
V-CADシステムの研究・開発に関する情報交換
理研で開発されたソフトウェアの試験的使用及び共同で
の研究開発
３．会費
企業会員； 年会費30万円
個人会員（大学、公立研究所の研究者）； 年会費5千円,
問い合わせ先 (V-CADシステム研究会事務局）
久保貴義 [email protected]
Tel: 048-451-5855, Fax: 048-451-5655
研究会ホームページ
http://vcad.jp
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