Autodeskロバート・ヤンシー氏インタビュー：積層造形、ジェネレーティブデザイン、インダストリー4.0

設計からワークフロー管理まで、ソフトウェアは積層造形においてますます重要な役割を果たしています。ソフトウェア分野の主要プレーヤーの一つであるAutodeskは、製造と建設を含む幅広い業界向けソフトウェアを開発する10億ドル企業です。
 
Autodeskの製造・生産業界戦略・ビジネス開発ディレクター、ロバート・ヤンシー氏にお話を伺う機会を得ました。25年以上の積層造形経験を持つヤンシー氏は現在、減算・ハイブリッド技術に加え積層造形を含む、Autodesk製造ソリューションのビジネスおよび業界戦略を統括しています。
 
今日は、Autodeskがいかに積層造形採用を加速しているか、ジェネレーティブデザインがなぜ重要か、業界がいかにラピッドプロトタイピングから生産へ移行できるかについて議論します。

積層造形における豊富なご経験から、この業界がこの数年でどう進化したかお聞かせください。

ここ数年の主な変化の一つは、積層造形がプロトタイピングを超えて進めるという考え方です。
 
医療と歯科では以前からそうでしたが、医療業界以外では、人々がこの技術を見て、他の方法では到底不可能な部品製造や少量生産が実際に可能だと気づき始めています。
 
コスト低下と速度向上により、生産用途での積層造形利用がより現実的になりました。もちろん、現実にするにはまだ多くのハードルと課題があります。しかし、多くの企業が生産用途で積層造形をどう活用できるかを検討しています。
 

Autodeskの製品ラインナップについて、まずNetfabbから。Autodesk Netfabbはどう積層造形活用を前進させているのでしょうか？

 

Netfabbはプリント準備ソフトウェアです。STLファイルを扱い、サポート構造を生成できます。この技術は長年ありますが、我々はワークフロー効率化に注力しています。
 
その上で、Netfabbには独自メリットをもたらす追加機能があります。例えば、高度なツールパス技術があります。これを使う企業はプロセスでかなりの速度向上を実現しています。
 
金属積層造形向けには、粉末床溶融技術をシミュレートする機能もあります。これにより、残留応力、歪み、リコーターブレード干渉などを、実際のビルドにコミットする前にバーチャルで確認できます。
 
より最近では、この技術をハイブリッドワークフローに適用しています。ここでは通常、ワイヤーアークプロセスのようなもので金属を堆積させ、その後その堆積後に仕上げる機械加工能力を開発し、さらにその指向性エネルギー堆積プロセス中のシミュレーションも行います。
 

ハイブリッド製造は現在どの程度普及しているとお考えですか？

ハイブリッド製造はまだかなり新しいですが、市場では大きな関心があります。
 
現在、ハイブリッド製造を完全に活用している顧客はほんの一握りです。しかし、見本市では、粉末床溶融技術では対応できないオイル・ガス業界や大型部品向けに、ハイブリッドマシンベンダーがかなり増えているのが見られます。
 

ジェネレーティブデザインはAutodesk戦略の明確な一部ですが、Fusion 360はどうAutodeskのジェネレーティブデザインビジョンを実現しているのでしょうか？

 

Autodeskジェネレーティブデザインを他社ソリューションと差別化する一点は、単一の最適化ソリューションを与えるのではなく、要件を満たす複数のソリューションを提示し、それらを容易にナビゲートするツールを提供することです。
 
個人的には、業界全体がジェネレーティブデザインを軽量化ツールとして位置づけていると思います。それは積層造形に特に適しています。なぜなら、他の方法では効率的に製造困難な設計を生み出すからです。
 
しかしAutodeskでは、ジェネレーティブデザインを、エンジニアリング機能とビジネス価値の両方を探索できる設計探索技術として捉えています。
 
2軸・3軸加工のような一般的な製造技術をジェネレーティブで使用可能にし始めました。年間を通じてさらに展開予定です。これにより、従来製造手法を用いる人々にもジェネレーティブデザインが適用可能になります。
 
もう一つ取り組んでいるのは、コスト、スケジュール、材料といったビジネストレードオフを設計プロセス中に検討できるようにすることです。
 
鋳造のようなビジネスをワークフローに組み込むことで、エンジニアリング性能とビジネス価値のトレードオフを同時に検討できるようになります。

 

積層造形には新しい設計アプローチが必要だとよく語られます。この点についてどうお考えですか？

 
はい、それは確実に大きなギャップです。最近MIT主催のコンソーシアムに参加しましたが、一日中「積層造形のための設計」というまさにこのトピックに費やされました。
 
多くのお客様から、ワークフローが非常に断片化していると聞きます。CADツールで設計プロセスを行い、それをSTLファイルに変換してNetfabbのようなビルドプロセッサーにインポートします。そこからマシンに送られ、マシンがデータを収集します。
 
その結果、うまく連携していないデータのサイロができあがります。
 
それがまさにFusion 360のビジョンと意図です：コンセプトからプリントまで単一環境で完結し、すべてのデータを適切なコンテキストとフォーマットで、適切な形で個人に提示できる環境を作ること。
 
積層造形ワークフローには複数の人が関わり、それぞれ異なるデータとフォーマットを必要とします。Fusion 360のビジョンは、データを中心に据え、エンドツーエンドワークフローを実現することです。
 
また、ワークフロー管理ソフトウェアなど、積層造形エコシステム内の他技術プロバイダーとも連携し、ユーザーが便利かつ効率的に仕事を完遂できるようパートナーシップを築くことにも関心があります。
 

パートナーシップとコラボレーションについて、AutodeskはHPやGE Additiveなどといくつか発表しています。Autodeskのパートナーシップアプローチと、業界全体でのコラボレーションの役割をどう見ていますか？

まあ、積層造形空間はまだ比較的小さな業界です。成長するには、この空間内の他技術プロバイダーと協働しなければならないと人々は認識しています。
 
それは間違いなく顧客が求めていることです。彼らは、自社運営の中でサイロ化した断片的ワークフローとデータにうんざりしており、それらを統合できないことに不満を持っています。
 
過去18ヶ月、GE AdditiveとHPと対話を重ねてきました。彼らも、マシンと材料をより多く販売する上で制限となっているのがこの断片的ワークフローだという同様の見解を示しました。
 
彼らは、より一貫したワークフローを確立するために我々と協力したいと考えていました。
 
現在業界最大手の二人なので、この問題解決の良いパートナーになると判断しました。しかし我々の意図は、あらゆるマシンベンダーがFusion 360と外部技術ベンダーでワークフローを作れるプラットフォームを提供することです。
 

他にお話しいただけるパートナーシップはありますか？

最近、TCT AsiaでFarsoonとArkemaとのパートナーシップを発表しました。
 
これが面白いのは、Arkemaが材料サプライヤー、Farsoonがマシンベンダー、我々がソフトウェアサプライヤーだからです。
 
つまり、材料、マシン、設計だけでなく、プロセス、材料、そして設計、この三位一体が連携して初めて、積層造形を使用する人々にとって最良の成果が生まれるのです。
 

以前、ラピッドプロトタイピングから生産へのシフトについて触れられました。これが実現するための鍵となる要因は？

それは業界依存です。
 
医療や航空宇宙のような高度に規制された業界では、常に「どう部品を認証するか」が問題になります。設計、材料、プロセスを認証しなければならないという事実は、他の製造技術とそれほど変わりません。
 
しかし、積層造形ではプロセスが異なり、材料も異なる可能性があるため、生産入りするにはそのプロセスを経る必要があります。それが生産入りに必要なことの一つです。
 
もう一つは、技術全般への慣れ不足です。企業は積層造形の機会を見ますが、多くの場合、技術を十分に理解する専門知識がなく、どう速やかに生産移行できるか分かっていません。かなり速く動く企業もあれば、まさに今入り始めた企業もあります。
 
我々が見つけているのは、多くのお客様が単に一般的なトレーニングを望んでいることです。積層造形の機会と障害がどこにあるか理解し、プロセスと必要材料をより良く理解し、これらすべての要素が設計にどうフィードできるかを理解し、この技術を生産にどう活用できるか探求を始めたい、と。
 
コストも依然として多くのケースで障壁です。技術の使い方と設計、ビジネスケースの作り方に関する知識不足と合わせ、まだかなりの制限因子があると言えます。
 

このトレーニング需要増がAutodesk Universityユーザーカンファレンスの内容に影響していますか？

Autodesk Universityは長年開催しているユーザーカンファレンスで、ユーザー主導です。お客様が多くのクラスを教え、多くのコンテンツを提供しています。
 
どのセッションを全体アジェンダに含めるか決めるプロセスがあります。そしてはい、Autodesk Universityでの積層造形への関心が高まっているのを見ています。追跡すると、積層造形クラスとコンテンツが増えています。
 
コンサルタントや大学とのパートナーシップも模索しています。最近MIT（パートナーシップ締結済み）に行きましたが、彼らは大学生ではなく働くプロフェッショナル向けの教育カリキュラムを開発しています。
 
今年コースを導入し、素晴らしい反響を得ています。我々は彼らと協力し、そのようなトレーニングコンテンツ提供と、トレーニングコンテンツ開発支援のためのAutodesk技術提供を行っています。
 
我々は外部プロバイダーにトレーニングを多く任せ、最高のソフトウェア体験開発に注力する方向です。
 

AMのビジネスケース作りの課題について：技術に新規参入する企業が採用戦略を始めるには？考慮すべき要因は？

私の見解では、多くの企業が積層造形に関わり始めると、従来プロセスで設計された部品をプリントし始めます。プリントできて、手に3Dプリント部品があり、それを見せられるのは素晴らしいことです。
 
しかし、ビジネスケースを見つけようとすると崩れます。鋳造や機械加工向けに設計された部品なら、それら技術の方が依然コスト効率が良いことが多い、特に中〜大量生産では。
 
ビジネスケースに沿った教育の一部は、部品やコンポーネントやシステムにどう付加価値を提供できるか、そこで積層造形が実際に唯一の付加価値提供手段になるか、です。
 
有名なケーススタディを見てください。GEのLEAP燃料ノズル、HPとのPenumbraケーススタディなど。これらは最初から積層造形向けに設計された部品です。そこにこそ、実際の性能価値が生まれます。
 
つまり、真っ白な紙で部品を設計できるかどうかです。当然、技術をよく理解し、ソフトウェアツールがそれを支援できる必要があります。それが我々の注力点の多くです。
 

特定業界や用途でAMの重要機会を見ていますか？

もちろん、医療と航空宇宙が現在最大の二大市場です。しかしAutodeskのコア市場である設計・製造を見ると、重要機会は産業機械—中小規模機械工場と製造施設—にあります。
 
我々にとって興味深いのは、実はその業界からかなりの関心があることです。彼らは、航空宇宙や医療業界よりも、それら業界でより高いレートで部品に課金できることをより意識しています。
 
コンシューマープロダクト向け3Dプリントもますます注目されています。
 
ハイブリッドワークフローでは、積層造形技術を工具（ツーリング）に使う領域で関心が高まっています。それは大きなトレンドです。ジグとフィクスチャーは長くこの技術で活用されてきましたし、工具インサートへの限定的応用もありました。
 
しかし、積層造形で試作と工具作成をより速く、より多くの反復で行えるというアイデアにかなりの関心が集まっています。最終的に従来切削工具に移行するかもしれませんが、プロセスを通じて積層造形が提供できる価値は大きいです。
 
そして、数百〜数千個だけ必要な用途では、積層造形工具がよりコスト効率よく納入できるケースがあります。
 

建設業界への積層造形について？技術採用がかなり遅れている分野ですが、大きな潜在力があるように見えます。

建設業界での積層造形応用は間違いなくAutodeskのレーダーにあり、注視しています。建設は我々が対応する主要市場なので、非常に良い位置にいます。
 
ロボットがコンクリートをプリントする動画は皆さん見たと思いますが、新ビル設計向けカスタマイズノード作成など、それ以上のことが可能です。建設業界は、より効率的な建設プロセスをどう作るか、製造業が使ってきた技術をどう取り込むかで、製造業にガイダンスを求めています。
 
現在の採用率はまだ非常に初期段階です。しかし、業界にかなりの関心があり、建設向け3Dプリント技術を開発した企業もいくつかあります。我々が「産業化建設」と呼ぶ領域—建設を製造工場のようにし、その効率を得る—です。
 
我々が製造のツールボックスの一つとして積層造形を捉えるように、建設業界のツールボックスの一つとして積層造形があるでしょう。
 

広い製造エコシステムにおけるAMの役割について、従来製造手法への補完ツールと見ていますか？

積層造形は従来製造を置き換えるものではありません。しかし採用が進むにつれて、その役割があります。なので補完ツールになり得ます。特定用途では従来製造を置き換える可能性もあります。
 
しかし我々は、積層造形を、設計から製造、そして市場へ、最もコスト効率よく最高品質製品を顧客に届けようとするユーザーが利用できる、また一つの製造技術として見ています。
 

インダストリー4.0はよく耳にする言葉です。Autodeskのインダストリー4.0ビジョンは？

インダストリー4.0、デジタルツイン…これらの用語をよく聞きます。
 
面白いのは、一部のお客様から「インダストリー4.0は単なる誇大広告で、自分たちには適用されない」というフィードバックをもらう一方で、別のお客様はAI、機械学習、データ分析を全体ワークフローで活用し、実際に良い価値を得ていることです。
 
我々の見解では、インダストリー4.0のビジョンを実現するための重要な第一歩は、設計と製造ワークフローをより良く接続することです。
 
それがまさにFusion 360の約束です。Fusion内で機械加工部品への優れたワークフローがあります。今年、積層造形向けのそのワークフローが登場し始めます。設計と製造データを接続することが核心です。
 
当然、品質管理・検査、サプライチェーン・物流など下流プロセスへの接続もあります。しかし設計と製造データが接続されなければ、インダストリー4.0のビジョンは決して実現しません。だからこそ、我々は今まさにその設計から製造ワークフローの接続に注力しています。
 

積層造形ワークフローの生産側管理について、現在このプロセスにギャップがあるとお考えですか？データとの接続をどう見ているか、詳しく説明いただけますか？

これは製造業界全体で見られる主要なギャップです。データポイントとして、我々の機械加工技術で射出成形金型を作るお客様が多くいます。我々は射出成形シミュレーションもやっています。だから射出成形市場とは非常に良くつながっています。
 
我々の機械加工顧客を調査し、「顧客から受け取る設計のうち、何%が即座に工具切削可能な状態か？」と尋ねました。回答はいつも同じです。ほとんどのケースで「そんなことは一度もない」と言います。
 
私が特徴づけるなら、設計者が往々にして自分の製造プロセスのすべての複雑さに精通しておらず、製造プロセスへの十分な洞察なしに設計しているということです。設計完了後、製造オペレーションに投げ渡します。
 
次のステップは私が「それからダンスが始まる」と表現するものです—設計と製造のダンス、要件を満たし、製品に必要な時間とスケジュールで製造可能なものを得るための行き来。
 
我々が目指すのはそのギャップを埋めることです。設計者に、彼らの設計決定が製造オペレーションに及ぼす影響へのより多くの洞察を提供したい。
 
逆方向も必要です。製造エンジニアが製造オペレーションで時間やコスト削減の機会を見つけ、それが設計変更を必要とする場合、その変更が部品のエンジニアリング要件を違反しないか、設計者側への可視性がありません。
 
我々はそのギャップを埋め、製品開発プロセス沿いの働くプロフェッショナルが、必要なデータを必要なコンテキストで得て、より良い意思決定ができるよう支援しようとしています。
 

積層造形内で注目しているトレンドはありますか？

速い業界です。常に新企業と新技術が出てきます。私が特に関心を持っているトレンドの一つは、より強化されたプラスチックです。複合材技術が進んでいます。
 
複数の企業が複合材で面白いプロセスを開発しており、より剛性が高く、より調整された、他の方法では製造不可能な部品を生み出しています。
 
ハイブリッド技術ももう一つの新興トレンドで非常に興味深いです。溶接プロセスのような従来プロセスを、高付加価値コンポーネントをより低コストで、より設計柔軟性高く生み出せる形で適用できる利点があります。
 
これらのプロセスでコスト低下と速度向上が継続すると思います。千個だけ作れば製品を市場に出せるような生産用途で積層造形を検討する人々を駆り立てているのはそれだと思います。
 

逆に、業界がこのプロセスを加速するために必要な3つのことを挙げるとしたら？

第一は教育。
 
第二は認証プロセス。航空宇宙と医療のような特定認証プロセスを持つ業界を挙げましたが、彼らは積層造形での認証にまだ苦労しています。
 
第三は、積層造形向け設計能力です。さらに複雑なのは、業界ごとに設計要件が異なることです。それをどう一般的な積層造形向け設計クラスで教えるか？
 
ツールのシステム制約もあります。CADツールとプリント準備ツールの受け渡しを見ると、問題はCADツールがSTLファイルを出力するだけで、それを扱うことになります。何か修正が必要なら、CADツールに戻り、STLを再出力し、修正作業をする。これはあまり効率的なプロセスではありません。
 
逆に、CAD環境内で変更を加え、プリントプロセスや使用材料への影響を即座に見られる能力があれば、より多くの反復と効率的なプロセスになります。
 
それはジェネレーティブデザインで我々が目指すものの一部でもあります。ジェネレーティブデザインは、解決したいエンジニアリングとビジネス問題、持っているすべての変数を定義し、ツールが何百もの実行可能な設計オプションを生成します。それらを素早く並べ替え、より詳細な分析に値するものを特定できます。
 

最後に、Autodeskにとって2019年はどうなりそうですか？

Fusion 360に積層造形ワークフローが登場し始めます。
 
既に確立したパートナーシップを継続し、それらマシン顧客向けに非常にシームレスで効率的なワークフローを作ります。
 
複合材やハイブリッド製造のような新技術にもアンテナを張り、それらのユースケースと応用、我々の顧客基盤との収束点を理解し続けます。
 
究極的には、積層造形を大衆に届ける努力を倍増させます。
 
Autodeskソリューションの詳細： https://www.autodesk.com
 
ロバート・ヤンシー博士について

Autodeskにて、ヤンシー博士は減算加工、積層プリント/造形、ハイブリッド、複合材技術を含む製造生産ソリューションのビジネス・業界戦略を定義。ジェネレーティブデザインと製造、先進シミュレーション、航空宇宙構造設計、先進複合材の認識されたリーダー。MIT、バージニア工科大学、デイトン大学で航空宇宙と材料工学の学位取得。