宇宙エレベータ、ロボット、フォーミュラカーといった実際の学生ものづくりプロジェクトにおいて、ジェネレーティブデザインを活用した事例をもとに、必要となる知識、留意すべきポイント、よりよい結果を出すためのプロセスなどを活用ノウハウとしてご紹介します。 ジェネレーティブデザインで最適な結果を得るためには、Fusion 360のオペレーションに加えて、設計や加工の複合的な知識が必要となります。学生の方々がプロジェクトを通じて試行錯誤して得た結果を、ご自身のエンジニアリング経験をもとに皆さんにご紹介します。 学生フォーミュラ、宇宙エレベーター、ロボコンといったそれぞれのルールの中でジェネレーティブデザインをいかに活用したか、またそれぞれに留意するべき点、うまくいかない点などの技術的なノウハウをお伝えします。

Moldflow 2021の 最新機能をご紹介いたします。

サポートスペシャリストが、Moldflowのよくある問い合わせをもとに、Moldflowの使用時にユーザーがよくつまずくポイントの紹介とそのトラブルシューティングの方法や、サポートの経験上、ユーザーからの知名度が低い、でも知っておくと便利な解析作業に役立つ機能や操作を紹介します。

本セッションでは、Fusion 360を活用した最新のテクノロジーを活用した2つのプロジェクトをご紹介します。双方のプロジェクト共に、学生と教授がインダストリーコラボレーションを両立し、Fusion 360の様々な機能を活用しながら大幅にプロダクトのパフォーマンスを向上させています。 工学院大学では、濱根先生が率いる300名を超える学生サークル、ワールドソーラーカーならびに学生フォーミュラチームで、Fusion 360を用いた車の筐体設計ならびにパフォーマンス最適化のためのパーツ設計と加工を行っています。毎年新しい学生が入部するため3D CADスキルの教育と機能班毎のデータ管理をFusion Teamに移行することで、設計班によるCFD解析やGenerative Designによるパーツのパフォーマンス向上と新人教育をFusion 360のクラウド上で両立させています。特にワールドソーラーカーでは軽量化の命題に向けGenerative Designの結果にインスピレーションを得て再設計、CAMの最適化も実施することで時間短縮と軽量化を同時に可能としました。2019年のワールドソーラーカーでは、テクニカルイノベーションアワードを受賞しています。 日本大学理学部精密機械工学科入江研究室：入江研究室は、西川精機製作所との共同研究を通じて、日本発のアーチェリーをFusion 360のGenerative Designを活用して設計、開発しました。入江研究室では、従来より学科全体での演習授業にもFusion 360を活用しており、ロボットやIoTデバイスでの活用推進を進めてきました。今回は、メイドインジャパンを取り戻すために国産アーチェリーの再生産を目指す西川精機製作所とともに、ジェネレーティブデザインを用いた製品設計、開発に協力しています。従来は手作業で実施していた計測もFusion 360のシミュレーションをフル活用し、新しいアーチェリー製品づくりに取り組んでいます。

　足羽川ダムは流水型ダムでありながら100m近いダム高をもち、かつ洪水時のみ使用するゲートを有する稀有なダムである。湛水を行わないことからゲート設備を低標高部に設置する必要があるが、谷状の地形に設置するダムの特性から低標高部はとても狭く、限られた作業スペースで施設の設置・堤体の打設を並行して行う必要があることから施工計画の立案に注意が必要であった。また、施設の設置はダムのコンクリート打設が進み標高が高くなることに合わせて行う必要があり、コンクリート打設・機械設置・通廊設置・配筋、等を交互に実施するような施工を行う必要がある。一方、ダムの堤体コンクリートは、左右岸方向15m毎に24ブロック、鉛直方向に1mピッチ約100リフトに分割され、配合区分別の分割を加えると2万個をこえるブロックに分割される。それぞれ打設する日を設定するとともに、1m毎の平面図(約200枚)を作成し平均断面法により数量を算定する必要がある。配合区分や堤体の形状は設計の進捗に伴い頻繁に変更されることから修正作業に時間がかかること、複雑な形状を2次元に落とし込む作業でのミスや修正もれ、大量の数値の転記が必要となることから、転記ミス等が多発することなどが課題であった。そこで、配合区分別で作成したダムの堤体モデルをVBAを用いて分割、数量計算及び、平面図作成の自動化を図った。さらに分割したモデルのブロックやリフト番号をモデル分割時に属性として自動的に付与、NavisWorks上に読み込みExcelで作成したリフトスケジュールとリンクさせることにより4Dモデルを作成するとともに、他工種とTimeLinerの作成方法を標準化することにより、作成した4Dモデルを容易に合成・施工計画の確認を行うことを可能とした。実際の施工計画時には、概略のモデルの4Dモデル作成で確認を行い施工計画に反映、さらに詳細な4Dモデルを作成することを行い、4Dモデルを用いた施工計画の立案を行っている。 　作成したモデルについては、パース作成やVRモデル作成などに流用することにより、全体作業の効率化についても実現した。

2Dでは設計過程での認識の誤差が発生し易く、それに伴う手戻りが設計、施工共に起こってしまうという課題がありますが、 ３D及び3Dレーザスキャナを用いる事で、設計過程における認識の誤差及び設計ミスの減少することが出来ます。。 特に、古いプラントにおいては、図面が残っていない事も多く、従来の人による現場調査では多くの時間が必要となり非効率であり、３Dレーザスキャナを活用する事により、より早く正確に現状を把握し3Dモデルとの融合により的確な設計及びシミュレーションを行うことが出来ます。また、本セッションでは、実際にAutoCAD Plant 3Dで3Dモデルを作成し、ReCAPと3Dレーザスキャナで用いて点群データから測定する方法をご紹介、また、VRED（3D ビジュアライゼーションソフトウェア）等を活用し、更に認識の共有化を進め、設計の効率化を図る方法についても解説します。

機械、装置、建築などの製品・製造物はそれぞれの機能として複数の性能を有しているが，それに加えてコスト、環境対応性、保守性、製造性、ユーザーの嗜好性などの多様な特性も満足しなければならない。それらに関する少なくない影響因子（設計変数）の設計解が得られて製品開発が成就される。 　それを実現する設計手法として、現状ではCAE分野において、多目的最適化手法や連成解析手法などがあるが、これらの内容とその設計としての本質および限界について、参加者は学ぶことができる。 また設計には様々な不確定性があり、この処理も重要であり、その設計上の取り扱い方についても学ぶことができる。 　その上で、設計上の不確定性も考慮し、計算機の高い処理能力にも依存せずに多目的性能の同時満足化設計手法として提案されている集合と満足度とロバスト性に基づく新しい概念に基づくセットベース設計手法（PSD手法）によって解決したいくつかの実問題の結果内容を示す。その中には、Autodesk社のMoldflow Adviserを用いた射出成型金型における冷却管の設計の内容も含まれる。参加者はこの設計手法の基本的考え方や適用の仕方および適用事例について学ぶことができる。 　新設計手法を用いることで、適用事例の一つである車の乗り心地設計では、18性能を扱い、12設計変数の範囲（集合）解を求めている。この場合は通常のパソコンでほぼ1日の計算処理という圧倒的早さの解探索が可能でした。

建築・土木向けのプロダクトパッケージである「AEC Collection」に含まれる各製品と、3D機械設計CADの「Inventor」を連携させることで、新しいワークフローの可能性が生まれます。また、土木構造物に付帯する機械設備に関しても、BIM/CIM活用の機運が高まっており、土木構造モデリングにおけるInventorの役割が大きくなっていくことが予想されます。 RevitモデルとInventorモデルを相互連携することで、樋門のゲートや鋼橋の上部工などの詳細度の高いモデルを効率的に作成することが可能です。また、InventorモデルはInfraWorksのパラメトリックパーツとして利用することができ、橋梁・トンネルなどの構造物を詳細かつ直感的に作成できるようになります。 「PD&M Collection」（製造業向けプロダクトパッケージ）には、Inventorに統合された有限要素解析ソフトウェア「Inventor Nastran」が含まれており、Inventorで作成したモデルを直接FEM解析に利用することができ、設計用モデリングと構造解析の連携性を高めます。 本セッションではAEC CollectionとInventorを連携した活用例を紹介し、土木構造物モデリングの新たな手法をご提案します。

新東名川西工事は、約300万m3の大規模盛土、約26万m2の広範囲な工事エリアを有する工事である。この中で、工事現場の可視化、盛土施工の効率化・土量の管理、また材料のトレーサビリティなど、多くの課題を抱えている。ICTフル活用工事として受発注者間のやりとりを効率化・高度化することを目指している。その中で、BIM/CIMやITツールを活用した３次元データによる可視化、BIM/CIMモデルのコミュニケーションツールとしての活用、現場管理の効率化・高度化、CDE環境の活用など、これまでの受発注者の垣根を超えた「同じプロジェクトを進めるメンバー」としての各種事例を紹介する。

日本でのRevit等を用いた意匠構造設備の取り組み

金属部品を軽量化する目的で繊維強化樹脂を利用することがあります。樹脂化の課題として、 樹脂部品の強度評価が難しいことがあげられます。 本セッションでは、樹脂部品構造解析が困難である要因を概説し、その対応策としてのHelius PFAの活用方法と効果を紹介いたします。

“本物の良さを本物で伝えたい”という『ROOFLAG賃貸住宅未来展示場』の「発注者の熱い想い」は、CLT(Cross Laminated Timber)を用いた伝統的かつ未来を彷彿させる木造屋根の大空間のデザインに込められた。日本の都市部では、ほぼ初めてとなる大空間屋根構造にCLTが採用され、かつ特徴的格子デザインと防火性能の融合を図る必要性から、高い施工技術が求められる。当社では施工と技術部門一体で課題解決のフロントローディングをスタートさせた。特に①緻密なCLT仕口納まり、②CLTの組み立て手順と工期、③傾斜した三角形の屋根と外装システムとの納まり、④CLT組み立て施工手順とその精度、⑤CLT架構体の安全性、など施工上避けては通れない複合的課題解決は手探りからのスタートとなった。また工事を進める過程においては、関係者全員での「モノ決め」を進めるため、たとえ変更が発生した場合にも複雑な建物の状況を、わかりやすく「見える化」し合意形成を柔軟に進めることに重点となった。更に環境側面のリスクとして屋根の太陽熱透過材(ガラス)採用における空間温熱環境も課題となった。当社では総合的な技術解決のために、BIMをはじめとしたデジタルの力でオフサイト建設を進めた。