CADのよくある10の非効率と効果的な解決策

CAD（Computer Aided Design：コンピュータ支援設計）は、エンジニアリング設計のモデリングに用いられる高度なソフトウェアです。CADソフトウェアには、先人たちのエンジニアには利用できなかったモデリング用の多くのツールと機能が搭載されています。CADの進歩にもかかわらず、現在もソフトウェア開発者はユーザーインターフェースとパフォーマンスに焦点を当てた新しいプラットフォームを開発し続けています。
CADソフトウェアには依然として非効率が存在し、エンジニアの負担となっています。どのようなCADソフトウェアの問題があるかを把握することで、それらを認識し、設計者がいかに回避すべきかを準備する可能性が大きく高まります。本記事では、今日のCADソフトウェアにまだ存在する最も一般的な非効率と、それに対する対策をいくつか紹介します。

概要

今日では、まともなコンピュータさえあれば学生でも自宅でCADソフトウェアを入手し操作できます。過去10年間でさえ指数関数的にCADソフトウェアが進化しているため、ソフトウェアベンダーはさらなるパフォーマンスと機能性を求めて再設計と開発を進めています。しかし、ユーザーが今日でも当然期待する機能が欠けているソフトウェアも多々あります。今日でも見られる一般的な非効率のリストを紹介します。

1. 使いやすさ

すべてのCADプログラムには、使用時の何らかの難易度があります。多くの設計者とエンジニアが、特定のCADソフトウェアが他と比べていかに難しいかを嘆くことがよくあります。しかし、設計者は使いやすいプラットフォームよりも、使いにくいプラットフォームを好む傾向があります。その理由は、使いやすいソフトウェアは一般的に機能が弱く、高度な機能を提供しないためです。

解決策： 使いやすいユーザーインターフェースと、設計に必要な機能の両方を備えたCADソフトウェアを見つけることです。

2. ソフトウェアの寛容性

多くのCADプログラムは、インテリジェンスベースの設計により優れたユーザー体験を提供します。これは、プログラムがユーザーの意図を理解し、プログラムがユーザーの望むと判断した内容に基づいて必要な変更を行うものです。一部のプログラムでは、設計完了に必要な機能を実行することがますます難しくなり、製品フィーチャーの生成が面倒になります。寛容性のないプログラムは、インテリジェンスベースのプラットフォームでは複数ステップを要する複雑な形状生成により強力な機能を提供することが多々あります。

解決策： 設計にソフトウェアの寛容性が必要か、複雑な形状生成が必要かを判断することが、製品や将来の製品に適したCADを選択する出発点となります。

3. CADソフトウェアのパフォーマンス

CADからCAMまで、すべてのソフトウェアには、正常に動作・運用するための最小コンピュータ要件が記載されています。しかし、プログラムの実行に必要な最小限のリソースしかない場合、モデル生成品質が大幅に低下し、極端なケースでは設計ペースが遅くなり、タイム・トゥ・マーケットに影響を及ぼす可能性があります。プログラム内でフィーチャーを生成できても、コンテンツ生成とフィーチャー効率が大きく損なわれることがあります。一部のプログラムは要求スペックが低いかもしれませんが、プロジェクトに必要な機能を提供しない可能性があります。

解決策： これはプロジェクトで求める品質によります。可能な限り最高のモデル品質を求めるなら、より高性能なコンピュータとより強力なCADソフトウェアが適しています。しかし、この解決策は非常にコストがかかります。モデルの目的が単なる簡易表現であれば、最低要件で十分です。

4. CADソフトウェアの相互運用性

多くの企業は、互いに互換性を持つ必要のある複数のソフトウェアを使用しています。設計者とエンジニアは、CAD、設計解析、その他のプログラムで問題なく使用できるソフトウェアを必要とします。データがプログラム間で正確かつ完全に転送できることは生産性の観点から不可欠です。しかし、一部のプログラムではこれが問題となり、作業完了がますます難しくなっています。

取得不能

解決策： ソフトウェア互換性の調査と検証が唯一の解決策であり、検証には多大な時間を要することがあります。

5. より多くの機能

多くの設計者とエンジニアは、個人の生産性向上だけでなく、エンジニアリング設計プロセス効率の改善につながる機能拡張を求めています。このトピックには、高度なフィーチャー生成と自動化使用が含まれます。高度な機能により、複雑な形状の作成に必要なステップ数が減ります。自動化により、ユーザーはデータ複製に費やす時間を減らし、製品開発により多くの時間を割けます。作業効率の改善は、製品完成タイムラインに大きく影響します。

解決策： ユーザー生産性を向上させるCADソフトウェアを見つけることは、時間に敏感な締め切りがある場合に必要です。

6. 統合解析

CADソフトウェアから解析ツールへデータを移行する際、しばしば欠点が生じます。解析ソフトウェアパッケージには、プログラム内でモデルを生成するための基本的なCAD機能が搭載されていることが多々あります。しかし、解析用CAD機能には専用CADプログラムのような洗練さがなく、あるプログラムから別のプログラムへフィーチャーを統合するのが難しくなります。CAD専用ソフトウェアに解析ツールを統合すれば、このプロセスが容易になり、2つの別プラットフォーム間で情報が失われる可能性を軽減できます。統合プラットフォームは通常、専用解析パッケージほど強力ではなく、専用ソフトウェアと同程度の機能は提供しません。

解決策： CADモデルのポストプロセスとして解析が必要な場合、両者を統合したプログラムを選べば移行が容易になり、データエラーを排除できます。これは、製品に必要な解析の種類にも依存します。

7. システムクラッシュ

プロジェクト設計が発展し複雑になるにつれ、CADプログラムは設計詳細を割り当てるために大量のCPUとメモリを使用することがよくあります。モデルの複雑さが増すと、プログラムは正常に機能するためにより多くのコンピュータリソースを必要とします。ハイエンドPCユーザーにとっては些細なことかもしれませんが、大多数のユーザーにとってはプログラムがクラッシュしたり、使用不能になったりする原因となります。一部のプログラムは他よりも頻繁にクラッシュすることで知られています。クラッシュはデータ破損を引き起こし、過去の作業を復旧するのが困難になります。別のプログラムに切り替えると、以前の作業を再現するために数週間の再作業が必要になることがあります。

ソフトウェアクラッシュ

解決策： パラメータ要件に基づいてモデルを設計する。使用機器で処理できないコンテンツの生成は避ける。または、複雑な設計を完成させるためにより少ないコンピュータリソースで済むCADソフトウェアを探す。よりコストのかかる方法として、メモリとビデオ性能をアップグレードする。

8. シミュレーション統合

シミュレーションは、CADソフトウェアでしばしば見落とされる便利な機能です。設計の複雑さを視覚的に分析し、コンポーネント間の相互作用を把握できます。一部のCADソフトウェアではダウンロード可能なアドオンツールとして提供されますが、設計の複雑さに応じてコンピュータに多大な負荷をかけ、メモリ使用量を支配することがあります。CADソフトウェアへのシミュレーション統合は、専用プラットフォームほど強力ではなく、コンポーネント接続の解析機能が少ない場合があります。このバーチャルモデルは、コンポーネントがどのように相互作用するかの生産前イメージを提供します。

解決策： 基本的なシミュレーションプラットフォームは、コンポーネント相互作用の包括的な視点を提供し、比較的単純な設計の小さなコンポーネントに有益です。シミュレーションプラットフォームは、意図する用途と使用頻度に基づいて選択すべきです。

9. フィーチャーの反復処理

CAD設計では、同一コンポーネントやアセンブリ上で特定フィーチャーの大量反復が必要になることがよくあります。例えばボルト穴、ボア、複数コンポーネント生成などです。一部のソフトウェアは他より多くのコンピュータリソースを要求します。また、フィーチャー生成に長時間を要し、タスク完了までコンピュータがほぼ使用不能になるものもあります。

解決策： フィーチャーをより高速に生成し、処理能力をあまり要求しないCADソフトウェアを選ぶことで、生産性と設計効率を向上できます。

10. 限定的なコンポーネントライブラリ

CADソフトウェアには、ほとんどの設計でよく使用される基本コンポーネントのライブラリが用意されています。これらのコンポーネントは、設計に必要な基本情報のみでユーザー仕様から生成できます。一部のプログラムはより広範なライブラリを提供し、これらのコンポーネントを繰り返し開発する時間を削減することで、エンジニアリング設計時間を短縮できます。一方、ライブラリが不十分なプログラムでは、同じコンポーネントを設計のために繰り返し生成する時間を要します。

解決策： 設計が基本コンポーネントのみで、複雑な幾何学的コンポーネントを必要としない場合、充実したライブラリはエンジニアリング設計の時間を節約し、生産性と開発を向上させます。

ボーナス. CADをCAEの代替として使用すること

CADソフトウェアは、モデリングされたアイデアのバーチャル表現として使用されます。多くのエンジニアはこれを出発点として、ソリューションの開発と構築を行います。CADソフトウェアの用途について、少し混乱があるようです。多くのエンジニアが、エンジニアリング計算解析の代替としてCAD内でエンジニアリング解析を実行できると考えています。CADはCAEとは別物です。CAE（Computer Aided Engineering：コンピュータ支援エンジニアリング）は、エンジニアがモデリングされたソリューションの解析を行うためのツールです。有限要素解析から計算流体力学まで多岐にわたります。CADはCAEの代替として使用されることを意図しておらず、CAEのような機能やパフォーマンスをサポートしていません。

解決策： CADソフトウェアはモデル表現のみに使用し、CAEソフトウェアを本来の目的に活用することを学びましょう。CADは代替ではなく、CAEのようにエンジニアリング作業を検証するために使用すべきではありません。

CAD非効率のまとめ

適切に統合されたCADプログラムは、基本コンポーネント生成のみを目的とした基本ソフトウェアでは得られないレベルの機能拡張を提供できます。あるプラットフォームから別のプラットフォームへの情報複製を軽減する完全自動化プロセスは、多くの面で効率を高めます。コンピュータから多大なリソースを要求するプログラムは、エンジニアリング設計の進行を制限・阻害し、製品期限に影響を与えます。高度な機能とコンポーネントライブラリは、より柔軟性と生産性の向上を提供し、スムーズな製品開発と同じ目標を達成するために必要な面倒なステップを削減します。これらの非効率は、製品開発の遅延、生産性の低下、進捗の妨げとなり、期限厳守を困難にします。最適なCADソフトウェアを選ぶことが鍵です。これらは、貴社や個人のニーズに真に必要なものが何かに帰着します。

これらの問題の手間なく、使いやすいユーザー体験を提供するCADソフトウェアはあるのでしょうか？