シミュレーションベースの構造形状設計、その利点と手法を徹底解説

　製品の品質・コストの8割は、設計段階で決まるといわれている。工程が進むにつれて設計変更の自由度が低下し、手戻り時のロスが大きくなる。これを解決するため、従来は上流工程で十分に検討を施すフロントローディングが用いられてきた。しかし、担当者の勘・経験・度胸に大きく依存しているため、なかなか浸透しなかった。

　これからのフロントローディングは、「上流工程の中でも自由度の高い前工程で、質の高い検討をする」ことが求められる。上流工程の初期段階に「最適化」を組み込むことで、その後の工程での試行錯誤の手間を大幅に削減できる。しかも、力学的に理にかなった製品形状から検討を始められるので、詳細設計や意匠設計に時間を割くことができる。このようなアプローチを「Simulation Based Design（SBD）」という。

　本資料では、SBDについて詳しく解説するとともに、SBDを実現するための「構造最適化ソフトウェア」を紹介する。本ソフトは、「トポロジー最適化」「形状最適化」の2つの計算手法からアプローチができる上、一部特許取得済み技術の「形状最適化」で軽量化や強度アップも可能だ。