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コンセプトを 創造する
設計エンジニアのための概念設計ソリューション コンセプトを 創造する 概念設計の初期段階からシミュレーション技術を活用し 設計の方向性を決定することは、設計プロセス全体に 要する時間やコストの大幅な節減を可能にします 製品設計および意思決定の手法に根本的な変革を To radically change way organizations design products and make decisions James R. Scapa, Chairman & CEO, Altair 概念設計ソフトウェア Simulation Inspiration Innovation 製品設計開発の極めて初期の段階からシミュレーション技術を適用し、 構造的かつ経済的な概念設計を作り出すことが 革新的な製品を開発する最も有効的な手法であると Altair は考えます。 INSPIRE は概念設計を行うために必要な３次元モデリングや アセンブリ機能に加え、材料の削減や軽量化に有効な トポロジー最適化機能、および基礎的構造シミュレーション 機能 （v10.0 より）を搭載した、設計エンジニアのための 概念設計ソフトウェアです。 最先端 CAE テクノロジーを提供する Altair だからこそ可能な、 シミュレーションが導く設計プロセスの新しいユーザー体験を提供します。 Altair は、会社創設以来長年にわたり培ってきた CAE 技術と融合した ３D デザイン・レンダリング 設計エンジニアのためのツール群を開発しています 解析エンジニアのための CAE プラットフォーム 設計エンジニアのための概念設計ソフトウェア 工業デザイン 概念設計 CAD CAE 詳細設計 性能検証 EVOLVE はデザイナーが短時間に多くのデザイン案を評価、探求、 またはビジュアライズすることを可能にする 3D NURBS モデリングや レンダリング環境を搭載した工業デザインソフトウェアです。 Mac OS X と Windows OS に対応し、高品質な 3D モデリングと フォトリアリスティックなレンダリング機能が１つのパッケージに すべて含まれています。 設計エンジニア 工業 ・ 建築デザイナー シミュレーション技術を適用して再設計するために、既製 のベンチのCADデータをインポートまたは形状を定義します。 骨組みが配置できる３次元設計空間を定義し、想定さ れる荷重・境界条件および対象条件を設定します。 解析エンジニア トポロジー最適化シミュレーションを実行し、目標とする材 料率や強度に合った必要な部材の分布を求め表示します。 シミュレーション結果を参考に、部材の新しいデザイン （設 計）を考察します。 シミュレーション結果にデザイナー独自の意匠的考察を加 え、３次元 NURBS モデルを作成します。 各部材に質感を与えて実物に近いリアルなレンダリングを 施し、最終製品をイメージしデザインを検討します。 設計エンジニアのための概念設計モデリング・シミュレーションソフトウェア solidThinking Inspire 設計者やデザインエンジニアは、 製品の生産性や製品コストを考慮しながら、 限られた設計期間内で 製品を完成させなくてはならない命題と常に取り組んでいます。 中でもコストに直結する材料費に関し ては、 どれだけ軽量化できるかと言う点において、 競業他社との差別化に大きく貢献します。 Inspire は、 Altair が持つ最適化アルゴリズム、 モデリング技術、 そして今までにない斬新なユーザー インターフェースを搭載した、 画期的なデザインツールです。 Inspire は、 設計者には軽量化の手助 けとなるヒントを、 デザイナーには、 今までにない新しいデザインインスピレーションを提供します。 バスのコンセプトモデルの条件設定図 ドアヒンジモデルの条件設定図 ドアヒンジモデルのトポロジー最適化形状図 Inspire の特長 ブーリアン演算 製造性を考慮した制約 パターンの反復 サポートしているファイル形式 Inspire は、 Altair 先進の GUI の採用をはじめ、数多 くのテクノロジーが詰まったコンセプトデザインツールです。 結合、差、共有部抽出による３つの演算機能により、 複雑なソリッド部品が作成できます。 1 方向抜き ： 1 方向から型を抜いてできる形状を導 きます。 インポート デザインサイクルの短縮 アセンブリ機能 両方向抜き ： 鋳造の鋳型を相反する方向に開いて 作成される形状を導きます。 インスタンス情報を持った部品が設計空間として複 数個定義されている場合、 Inspire は自動的にパ ターン反復の制御を追加します。 その結果、個々 の設計領域に同一の形状が作成されます。 設計サイクルの初期段階において、要求される構造 的な性能の各要件を満たすコンセプトデザインを生 成します。 選択中の部品にマウスカーソルを近づけると、 “中心 / エンド / 中間” 等のマーカーが表示されます。 マー カー表示中にマウスボタンをドラッグして相手側の部 品まで移動すると、同様のマーカーが表示され、簡 単に部品間の位置合わせが行えます。 デザインのより深い理解 Inspire は、“what-if”に基づくシナリオを簡単に実行 でき、パッケージ空間、接続性、荷重条件、形状コ ントロール等について変更することができます。 多く の場合、コンセプトデザインを詳細に検討することで、 貴重な洞察が得られます。 デザインの重量を軽減 バスモデルのトポロジー最適化形状図 ドアヒンジのコンセプトモデル図 Inspire は、構造の性能要件を満足するために必要な 材料を、その材料が要求される場所に有効に使用し ます。 デザインの重量軽減は、材料費の削減、パフォー マンスの向上と輸送コストの削減にもつながります。 Inspire のモデリング機能 インタラクティブな結果表示 押出し制御： 押出し方向に対して垂直な断面形状 が、全て同一となるようにします。 得られた最適形状の部材の量をインタラクティブに変 更するシェープエクスプローラが用意されています。 ス ライダーバーを左右に動かすと材料が増減し、ユー ザーは、どのフィーチャーが重要であるかを見定め、最 良なコンセプトデザイン形状を素早く決定することが 可能です。 振動問題を考慮した最適化形状 Inspire のトポロジー最適化機能 ・ 振動数の最大化 設計領域 ・ 振動モードの範囲と最小振動数の指定 最適形状を求めるための初期空間です。 最適形 状を求める必要はないが荷重伝達のために必要で ある空間は、非設計領域と呼びます。 その他の機能 目的関数 Inspire には材料ライブラリとして、アルミ、鉄、チタ ン、マグネシューム等の情報がパッケージされています。 また、ユーザー固有の材料についても追加登録する ことが可能です。 最適形状を求めるための目的となる項目です。 ・ コンプライアンス （歪エネルギー）の最小化 材料データベース ・ 質量の最小化 ・ 剛性の最大化 Inspire には、形状の作成、修正、ソリッドモデルのフィー チャーの削除といったモデリングツールが含まれます。 荷重境界条件の種類 スケッチツール 部品の置かれる環境により、部品にかかる力を与え ます。 ライン、矩形、円、円弧をスケッチすることによって、部品 の作成や修正を行います。 形状同士の拘束について は、正接、垂直等の条件を与えることができます。 ・ トータル荷重 トリム / 分割 結果形状に対する制約条件 交差した位置で、スケッチしたカーブのカットや削除を 行います。 面対称 ： 設定した面の位置が鏡面となる対象形状 を導きます。 プッシュ / プル 周期対称 ： 回転体の回転方向について、繰り返し て得られる形状を導きます。 平面や円筒面の押し出しによる部品の作成や穴開 け、寸法の変更、フィレットのようなフィーチャーの削 除が行えます。 スタンピング： 厚みが均一となる形状を導きます。 部品間のインスタンス （参照） 個々の部品に対して、インスタンスを考慮したコピー & ペーストが行えます。 コピーした片方の部品に変 更があった場合、もう片方の部品にも自動的に変更 がアップデートされます。 インスタンス情報については、 CAD ファイルから呼び込むことも可能です。 ・ 圧力 Evolve とのインテグレーション コンセプトを作成する元となる設計領域を Evolve で作成してインポートする作業、および最適形状を Evolve に戻す作業が、 1 クリックで行えます。 今後の機能拡張の予定 今後のバージョンアップにおいて、線形の解析機能の 追加を予定しています。 Inspire のメニュー環境にお いて、静解析 / 固有値解析が素早く行えるようにな ります。本解析機能の追加に伴い、変形 / 固有モー ドおよびコンター等の表示機能についても機能が拡 張されます。 また、部品間の結合についても、現在 の固定の状態だけでなく、ボルト / ピンといった締結 方法が選択できるようになります。 今後のバージョン アップにご期待ください。 Inspire が読み込める CAD データの形式は下記のと おりです。 CAD ダイレクト： ‐ CATIA V4 （.model） ‐ CATIA V5 （.CATPart、 .CATProduct） ‐ NX （.prt） ‐ Pro/ENGINEER （.asm、 .prt） ‐ SolidWorks （.sldasm、 .sldprt） 汎用形式： ‐ ASIC （.sab、 .sat） ‐ Parasolid （.x_b、 .x_t、 .xmt_bin、 .xmt_txt） ‐ JT ‐ STEP ‐ IGES ‐ STL エクスポート Inspire より出力できるファイル形式は、下記のとおり です。 ‐ Parasolid （.x_b、 .x_t、 .xmt_bin、 .xmt_txt） ‐ IGES ‐ STEP ラッピドプロトタイピングのための 3D プリンタへの出力用 ‐ STL サポートプラットフォーム ‐ Windows XP/Vista/7 32&64 ビット ‐ Mac OSX 10.6 以上 ・ トルク 周期対称＋面対称 ： 回転方向へ繰り返し、かつ設 定した面位置が鏡面となる形状を導きます。 ブラケットのコンセプトモデルの条件設定図 ブラケットモデルのトポロジー最適化形状図 ブラケットモデルのレンダリング図 工業デザイナーのための 3D NURBS モデリング・実写的レンダリングソフトウェア solidThinking Evolve 工業デザインの世界では、 デザイナーが頭の中でイメージしたものを正確かつ容易にコンピュータの中 でモデル化でき、 現実世界に溶け込んだリアリティーのあるイメージの描画によって完成品を実感でき ることが非常に重要です。 Evolve は、 工業デザイナーが短時間に多くのデザイン案を評価、 探求、 ビジュアライズすることを可 能にする 3D モデリングおよびレンダリング環境を提供します。 Evolve は、 Mac OS X と Windows OS に対応し、 高品質な 3D モデルとフォトリアリスティックなレン ダリングを作成するツールが１つのパッケージに全て含まれている 3D ソフトウェアです。 Evolve の特長 魅力的なデザインを瞬時に作成 自動化された構成履歴によって全てが制御されたソ リッドモデリングを自由曲面生成と組み合わせたハイ ブリッドモデリングのアプローチにより、完全に自由な 環境でモデルを作成できます。 従来型ソフトウェアの制限にとらわれることなく、考案、 探求、そして完璧なデザイン生成が行えます。 完全に統合されたレンダリング環境で、製品コンセプ トを驚くほどリアルに視覚化します。 デザインと複雑なアイデアをフォトリアリスティックなアニ メーションによって共有します。 CAD/CAM/CAE システムとの 3D データの受け渡しに より、デザイナーとエンジニアの間で異なるデザインの 解釈が行われてしまうことを防ぎます。 Windows と Mac の両方のプラットホームをサポート しています。 時間とコストを削減 少ない時間でより多くのアイデアを作り、更に探求す ることにより、製品開発のサイクルを縮めます。 意思 決定のクオリティ向上と迅速化を実現します。 プロトタイプの開発費を減少させることで、製品開発 費を削減します。 リアリティーのある精確な 3D モデ ルを作成し、デザインの評価およびビジュアライゼー ションのためのツールを使用することにより、製品開発 工程の初期の段階で、欠陥を取り除きます。 モデルを自由に扱えるため、新しい形状について手 軽に試行を重ね、創造力を高めることができます。 この卓越した構成履歴によって生産性がいかに向 上するかを経験すると、二度と手放すことができなく なります。 先進の NURBS モデリング Evolve は、ジオメトリのタイプとして NURBS （Non Uniform Rational B-Splines） を使用しています。 このカーブとサーフェスの定義方法は、最上級の柔 軟性と精度の高さを提供します。 NURBS は、希望 するどのような形状も、解析的フォームと自由フォー ムの両方で表現する能力があり、アルゴリズムは非 常に高速で安定しています。 完全な NURBS ベース のモデリング、構成履歴および先進のモデリングツー ル群によって、 Evolve はデザイナーのための他に類 を見ないツールとなっています。 ポリゴンモデリングとサーフェスの再分割 Evolve はまた、 n- サイド （n 角形） ポリゴンをサポー トした先進のポリゴンモデリング機能を備えています。 ポリゴンの作成や引き伸ばし、フェイスやエッジの分割、 再分割、間引きなど、様々な操作を行うことが可能 です。 構成履歴を用いたインタラクティブなサーフェス再分 割というユニークな機能は、ポリゴンメッシュのスムージ ングや再分割の作業において、最大限にその力を発 揮します。 Evolve の機能 リバースエンジニアリング 業界トップクラスの構成履歴 点群にフィットしたサーフェスの作成 ： 点群のデータ セットからサーフェスを作成します。 パラメータやサーフェスに修正が加えられた際には、 無限の構成履歴 （Construction History） 機能が リアルタイムでの更新を提供します。 画像提供 ： Graziano Meneguzzo 全てのオブジェクトのパラメータとポイントの両方につ いて、自由に操作することができます。 瞬時に再構築された履歴ツリー内でソースオブジェク トを識別し、選択するための構成履歴をグラフィック に表示します。 画像提供 ： Martina Semararo れた点群を簡略化するのに大変有効です。 断面 の平面方向に加えて、ユーザーはプレーンの数、また は平面の距離のいずれかを指定することができます。 アニメーション 点群からカーブを作成 ： 点群よりカーブを作成します。 このツールは、選択した点群からカーブの開始点と、 ポイント間の距離の小さい順に結合した近似曲線を 作成します。 フォトリアリスティックなアニメーションによって、デザイ ン表現をさらに上のレベルに仕上げてくれます。 複 雑なアイデアを伝えるためにビデオや Quick Time VR ムービーを作成したり、 H3D （Hyper3D） ファイルを インポートして見事なシミュレーションを作り上げたり することが可能です。 リアルタイムなフォトリアリスティックレンダリング データ交換 業界の最先端をいくレンダリング技術を統合するこ とで、総合的なレンダリングシステムが活用できます。 最も効率的なメモリ管理機能、出力に対する無制 限の解像度の設定、また、マルチスレッドおよびマル チプロセッサレンダリングは、 Evolve をフォトリアリス ティックなイメージを生成するための完璧なツールにし ます。 リアルタイムレンダリングは、デザイン段階での 可視化とレビューにおいて、インタラクティブ性をより一 層向上させます。 デザイン工程の全体を通して扱われるデジタルデータ を、高速で高品質な変換機能を使って簡単に交換 します。 Evolve で 『楽しい空間』 をかたちに 入力 Altair H3D CATIA V4/V5 DXF DWG IGES Lightwave Maya Parasolid （x_t、 x_b） Pro/ENGINEER Rhinoceros 画像提供 ： ELFI Design RIB SAT （ACIS） SolidWorks STEP STL NX VDA/FS 出力 DXF DWG IGES Lightwave Maya Parasolid （x_t、 x_b） Rhinoceros RIB Keyshot （.bip） VET VRML 3DStudioMax OBJ Adobe Illustrator （.ai、. ps） STEP STL SAT （ACIS） VDA/FS VET VRML 3DStudio Max OBJ - Evolve は、 Mac でも Windows でも使えるハンドリングの良いデザイン CAD です。 「この形状をスタディするために Evolve の自由な形状編集機能を多用しました。 最初に舌の 様な形状を作り、それを丸めた後にひねりを加え、バランスを修正しました。 頂部からすべり台 の下部にかけて滑らかにエッジをつなぎながら、途中で内と外が入れ替わる複雑な形状となりま したが、 Evolve では形状修正が容易なため、短時間で最終的な形状データを作成すること ができました。」 千葉大学大学院デザイン科学専攻 環境デザイン研究室 原 寛道氏 オブジェクトから点群を作成： サーフェスより点群を作 成します。 点群から平面上に点列を作成 ： 与えられた点群よ り、指定した数の点について、平行な平面上に点列 を作成します。 このコマンドは、 3D スキャンより得ら クリーパー スペースキューブ スペースキューブのデジタルモデル 画像提供：株式会社コトブキ様、千葉大学大学院。 クリーパーおよびスペースキューブは株式会社コトブキの製品であり、solidThinking （現 solidThinking Evolve）を使用してデザインされたものです。 トポロジー最適化とは 指定した設計空間において最適な材料の配置 （レイアウト） を求めます。 製品の置かれる環境によって生じる力や支持位置、および実現すべき強 度等を条件として与え、繰り返し計算によって最適な材料レイアウトを求め るシミュレーションテクノロジーです。 Altair は創立以来、トポロジーを中心とする最適化手法の技術開発に 取り組んでいます。 1994 年には、このテクノロジーを搭載したソフトウェア OptiStruct が、 Industry Week Magazine の Technology of the Year に選ばれました。 トポロジー最適化を実施した 結果の概念設計 航空機のリブの基本モデル solidThinking は 1991 年、工業デザインツールとしてイタリアで開発が始まり、当初は主 に宝飾デザイナーのために提供されていました。 2008 年、 Altair は solidThinking 社を 買収し、旧工業デザインツールを EVOLVE、 Altair が独自に開発を進めていた概念設計 ツールを INSPIRE と名付け、業界をリードする Altair のシミュレーションテクノロジーを融合し た、新たな設計エンジニアのための概念設計ソフトウェア solidThinking を開発しました。 HyperWorks は、迅速な設計案の探索および意思決定を行うためのエンタープライズ向 け解析ソリューションです。 業界において最も汎用性が高いオープンアーキテクチャーの CAE ソリューションとして、 HyperWorks は、線形および非線形、構造最適化、流体構 造連成、マルチボディダイナミクスといった解析用途のためのクラス最高のモデリング、解析、 可視化、およびデータ管理ソリューションを提供します。 ＊ solidThinking は、 HyperWorks のライセンス （HWU）の下でも利用可能です。 Altairは、ビジネス情報および技術情報の解析、管理、可視化を最適化するテクノロジー により、企業の革新および意思決定をサポートしています。 Altair は 1,800 人以上の従 業員を擁する株式非公開企業で、南北アメリカ、ヨーロッパ、アジア太平洋地域にオフィ スを構えています。 エンジニアリング、コンピューティング、企業分析、革新的な製品設計、 開発を支援する先進のソフトウェアおよびコンサルティングサービスにおいて 27 年以上の 実績を持つ Altair では、さまざまな業種の顧客に一貫して高い競争力を提供しています。 詳細については、 http://www.altairjp.co.jp をご覧ください。 アルテアエンジニアリング株式会社 ■ 東京本社 〒 170-6043 www.altairjp.co.jp 東京都豊島区東池袋 3-1-1 サンシャイン 60 43 階 Phone 03.5396.1341 Fax 03.5396.1851 ■ 名古屋支社 〒 450-0002 愛知県名古屋市中村区名駅 3-25-3 大橋ビル 11 階 Phone 052.533.2290 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