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2018 年 5 月 7 日

オートデスクとGM、将来の車両部品の軽量化を目指して ジェネレーティブ デザインで協業。新しい設計手法で未来の車を実現へ

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この資料は、米オートデスクが 5 月 3 日に公表した内容の抄訳です。

原文(英語):https://autode.sk/2rj7Ic5

米オートデスクと米ゼネラルモーターズ(以下 GM)はこのほど、将来利用される車やトラックを開発する上で重要な要素になる次世代の軽量化を目指した技術提携を結びました。この提携では、オートデスクのジェネレーティブ デザイン テクノロジーと 3D プリンティングなどのアディティブ マニュファクチャリング(積層造形)を融合させ、車両開発の重要なテクノロジーとして両社が協力します。GM は先週 5 月 3 日に同社が発表している通り、従来の設計最適化技術では成し得なかったレベルの軽量化を実現するため、北米大手自動車メーカーとしては初めてオートデスクのジェネレーティブ デザイン ソフトウェアを導入しました。

GM の発表資料(英語):http://www.gm.com/mol/m-2018-may-0503-lightweighting.html

  • 新しいシート ブラッケットの
    設計案の一部

  • (左) 従来のシート ブラッケット
    (右) ジェネレーティブ デザインで
    設計された案

  • PowerMill で Vortex 加工を
    している様子

ジェネレーティブ デザインは、強度、重量、材料など、製造上の制約や製品の性能要件を基に、複数の有効な設計案を導き出す、AI ベースのアルゴリズムを取り入れた設計探求のためのテクノロジーです。これにより、今までにない速さで、製造可能なオプションが提示され、その中から設計案を選び出すことができるようになりました。これにより設計者は反復的な設計作業ではなく、部品の性能を最大化させるなど、価値の高い作業に集中できるようになります。

これまで GM の自動車エンジニアは、過去数年で何度も車両の軽量化の限界を超えてきました。2016 年以降に GM が発表した 11 種類の新車モデルだけでも、合計 5,000 ポンド(約 2,270 キロ)以上、1 台当たり 350 ポンド(約 160 キロ)の軽量化を達成しています。自動車の軽量化は、消費する燃料を減らし、二酸化炭素の排出量が削減されるだけでなく、消費者にとっても経済的で、非常に重要な要素となります。

GM の Global Vehicle Components and Subsystems 担当
ケン・ケルザー(Ken Kelzer)副社長のコメント
「この革新的な技術進歩によって、軽量化や効率化を目指した未来の車両部品設計や開発方法が大きく進歩します。設計技術に 3D プリントなどの製造上の進歩が加われば、当社の自動車開発戦略は根本的に変わり、これまで想像もできなかったコンピュータ―との共同制作が実現されます。」

両社がこれまで行った概念実証プロジェクトでは、GM とオートデスクのエンジニアが、米国ミシガン州ウォーレンにある GM の Tech Center (技術開発拠点)でジェネレーティブ デザインを使い、シートベルトを固定するシート ブラケットの設計見直しを行いました。具体的には、エンジニアが他の部品との接続場所、強度、質量要件などのパラメーターを設定し、ジェネレーティブ デザイン ソフトウェアで 150 通り以上の有効な設計オプションを導き出しました。その中から人間では考えも及ばなかった有機的構造を持つ設計案を 1 つ選択しました。選択された設計案は従来の部品と比べて重量を 40% 削減しながら、強度は 20% 向上したものになりました。

さらにこのプロジェクトでは、部品の統合というジェネレーティブ デザインの大きな特長を証明することになりました。見直し後の設計では、従来 8 種類の部品から構成されていたコンポーネントが 1 つの部品に統合されました。

GM は 30 年以上に渡り、アディティブ マニファクチャリングのリーダーとして最先端の 3D プリント機器を活用してきました。現在も 50 台の高速試作機器を運用し、過去 10 年間で 250,000 個以上の試作品を制作してきました。

GM のアディティブ マニファクチチャリング担当
ケヴィン・クィン(Kevin Quinn)ディレクターのコメント
「GM が長年培ってきたアディティブ マニファクチャリングの知識と、ジェネレーティブ デザインを融合できれば、この新しい設計手法にとても大きな可能性が生まれます。今回のシート ブラケットのように、これらの新しいテクノロジーを 3 万点以上からなる車両部品の多くに取り入れることで、さらなる軽量化や強度向上が実現できるでしょう。電気自動車や自律自動車の時代に突入すれば、大規模な変革が可能かもしれません。」

今回のプロジェクトは、GM とオートデスクが技術革新を生み出すことを目的にした長期提携の始まりです。両社は、ジェネレーティブ デザイン、アディティブ マニファクチャリング、材料科学関連のプロジェクトで連携を予定しています。これらの分野の担当役員やエンジニアらは今後現場で打ち合せを行い、アイデア、成果、専門知識を交換する予定です。去る 3 月には、2 名の GM エンジニアがオートデスクの「Pier 9 テクノロジー センター」で 2 週間のジェネレーティブ デザイン研修に参加しました。

オートデスク Pier 9 で研修を
受ける GM のエンジニア

オートデスクは今回の提携の中で、ソフトウェア技術者の支援やあらゆるソフトウェアを GM に提供します。これに伴い GM では、ジェネレーティブ デザインと合わせて利用する「Autodesk Fusion 360™」(注)や、ラティス構造の最適化や金属積層造形のシミュレーション、そして 3D プリント時の熱変形、収縮、亀裂伝播などの問題を回避するためのソフトウェア「Netfabb®」(注)が使用されている他、「Alias®」、「Recap® Pro」、「Meshmixer®」(注)なども使われています。

オートデスク 製造および建設業向け製品担当
スコット・リース(Scott Reese)副社長のコメント
「ジェネレーティブ デザインは、製造業の未来を実現するテクノロジーです。そして GM は、未来の車の軽量化を目指し、このテクノロジーを取り入れたパイオニアです。GM が実現しようとしているのは軽量化だけではありません。ジェネレーティブ デザインの本当の意義は、多数の部品を 1 つに統合できることと、製品開発プロセスを大幅に短縮できることにあります。このソフトウェアを利用することでエンジニアは、これまで 1 つの設計を検証するのにかかる時間より短い時間で、人が思い付かない形状を持ちながら製造可能な設計オプションを数百種類も得ることができます。GM はいま、シートブラケットなどの部品にこの機能を活用することができます。そして長期的には自動車ユーザーの運転体験を変えることも視野に入れています。」

GM は、自動車の重量と材料を削減することで、燃料消費量の削減を実現するだけでなく、電気自動車への適用や、車内空間の快適性に広げる未来を描いています。GM が発表資料で述べているように、これらの新技術によって、「自動車設計者は、現代にはないデザイン・設計や形状を探求」することが可能となりました。

ミシガン州ウォーレンで GM の自動車エンジニアリング チームと協力している
オートデスクのエンジニア、マイク・グロウ(Mike Grau)のコメント
「GM には、輝かしい技術革新の歴史があります。私たちは提携を通じて、GM が持つ素晴らしい財産に新技術を統合し、技術革新の文化を活性化させています。GM は、未来に向けて大きく飛躍しています。今回の提携を足掛かりに、自動車分野で大きく進歩する日が待ち遠しいです。」

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