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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。

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。

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。