製造業における工学シミュレーションとデジタルツイン導入の実態を把握すべく、Altairは、北米における製造業の発展と教育を目的とした非営利団体SMEによる124名の製造業従事者を対象とした実態調査を後援しました。
以下に、製造業におけるデジタルツイン活用状況のアンケート結果をご紹介します。
シミュレーション導入の現状
回答者の5人に4人以上（86％）が、社内で何らかのシミュレーションを利用していると回答しました。回答者の約半数（46%）が3D/CADを使用していますが、専用のCAEツールを用いて解析を行っているのはわずか8%であり、大きく遅れをとっています。CAEを積極的に活用している製造業のエンジニアが少ないため、現場のデータと連動したデジタルツイン シミュレーションを利用している割合がわずか5％というのも頷けます。
機械カテゴリーは様々でしたが、CNC（コンピュータ数値制御）ツールが最も多く（33％）、次いで特殊用途機械（16％）、ロボット・工場自動化ツール（11％）となっています。
シミュレーション導入の企業トレンドを把握するため、この調査ではビジネスとエンジニアリング両方の点から回答を得ました。シミュレーション導入のビジネス上の主な目的は、開発期間の短縮、プロジェクトリスクの低減、業務効率の向上と続きます。様々な回答があったことから、シミュレーション導入を促す要因は1つではなく、ビジネス上の様々なメリットを理解していることが分かります。
エンジニアリング上の目的についても、機械性能や製品品質の向上を筆頭に、さまざまな回答がありました。
産業機械におけるデジタルツインの将来
現在、デジタルツインを積極的に活用している企業は5％にとどまっていますが、回答者の4分の1（26％）が今後5年以内にデジタルツインを導入する予定と回答しました。主な目的は、ビジネスアジリティを高めること、高品質な製品を短期間に生産することなどです。このようなデジタルツインの目的は、開発期間の短縮や業務効率化などのビジネス上の目的にも、製品の品質や性能向上などのエンジニアリング上の目的にも、密接に関連しています。
デジタルツインの導入には、デジタルツインとシミュレーションに関するスキルとデータ不足という大きな障壁があります。多くの企業では、シミュレーションに精通した人材や経験値、デジタルツインシミュレーションに必要な3D製品情報などが不足しており、現在のプロセスとデジタルツイン戦略とのギャップにより、導入を難しくコスト高と感じるでしょう。
導入への障壁を乗り越えデジタル化を加速し、圧倒的な成長を実現する
アンケートによると、シミュレーションが機械性能に与えるメリットは、製造プロセスシミュレーション（58％）、応力・振動（38％）、熱問題（31％）、フルシステムシミュレーション（26％）、制御開発（23％）の順に顕著で、製品設計サイクル全体を通してシミュレーションが適用できることを示しています。同時に、デジタル化の取り組みをサポートするために適切なツールを選択しようとする企業の課題も現れています。
概念設計、性能評価、製造性の検証など、さまざまな技術的要件がある中で、どのシミュレーションツールが投資に見合うかを判断するのは簡単なことではありません。ツールを選択する際は、経験やトレーニング不足が導入障壁にならないよう、使いやすいUIと自動化ワークフローを備えているかどうか、製品ライフサイクルのデジタル化に伴う事業の成長に対応できる拡張性があるかどうかが重要です。デジタル化に向けた最初のステップは、バーチャルプロトタイプを取り入れ、プロダクトライン開発や顧客への導入プロジェクトにおける技術的リスク管理を強化することです。このバーチャルプロトタイプは、デジタルツインの導入など、今後の取り組みの基盤となります。
ほとんどのエンジニアは日常業務に追われており、さまざまなシミュレーションツールやIoT（モノのインターネット）プロトコル、機械学習などの技術に触れられる時間はあまりありません。Altairは、使用頻度の高い強力かつ実用的なソリューションと、開発プロセス全体に対応した開発関係者の皆に有益かつ拡張性の高いツールの両方を提供しており、シミュレーション主導の設計、マルチフィジックスワークフロー、忠実なモデリングを網羅したAltairのソリューションは、設計サイクルの各段階における適切なツール選択を可能にします。ブラウザベースの使いやすいインターフェースも“シミュレーションの民主化”のための重要なポイントです。
開発プロセス全体にシミュレーションを導入することで、解析から得られるデータと、試験データなどの実データを結合してデジタルツインの基礎を形成できます。AltairのIoTおよびデータ分析ツールは、製品のライフサイクル全体にわたる最適化をサポートし、仮想と現実の“双子”の生成と自動化を実現します。
このデジタルツインプラットフォームは、製品性能の最適化、製品の耐用年数の見える化、予知保全のタイミング、製品の残存耐用年数（RUL）をどのように延長するかなどの意思決定を支援します。
Altairのデジタルツイン
Altairでは、多数のソフトウェアインストール、ライセンスモデル、ベンダー管理をわかりやすく行うため、シミュレーションソフトウェアの全製品を1つの共通ライセンスAltair Unitsで提供しています。すべてのAltair製品へのアクセスと、大小問わずあらゆる規模の問題解決が可能で、目的や予算に合わせて様々なソフトウェアを自由に使用できます。お気軽にお問い合わせください。
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