CTCでは長い間、お客様にシミュレーションを用いたソリューションを提供してきました。シミュレーションは現実のシステムやプロセスをモデル化し、コンピュータ上で再現する技術で、多くの産業で利用されています。シミュレーションは多くの業種で広く使われていますが、特に製造産業ではその動きが活発です。

本稿では「製造業とシミュレーション」というテーマで、製造分野に関係するCTCのシミュレーションの取り組みをまとめましたので、ぜひ最後までご覧ください。

製造業で活躍するCAE技術

CAE（Computer Aided Engineering、計算機援用工学）とは、コンピュータを利用して技術計算やシミュレーション、解析を行う技術やそのためのソフトウェアのことを指します。CAEは、製品の設計や製造プロセスの事前検討を行うための強力なツールであり、製造業をはじめとする多くの分野で活用されています。

製品開発における品質向上やコスト削減にフロントローディングが有効とされています。フロントローディングを促進するツールの一つとして設計者段階でCAEを積極的に取り入れる設計者CAEが注目されています。

効率的なCAE活用を目的とした取り組みとして、RPAをCAE解析業務に取り入れることで解析業務を自動化することが可能です。

伊藤忠テクノソリューションズが提供するCAEアドバイザリサービス

伊藤忠テクノソリューションズが提供するCAEアドバイザリサービスは、設計や製造プロセスを改善するための高度な解析技術を利用し、製品の品質向上や生産性の向上など、お客様のビジネスパフォーマンスを高めるためのサービスです。 伊藤忠テクノソリューションズのエキスパートたちは豊富な業界知識と経験を活かし、最適な解決策を提供し、お客様のビジネス成長を支援します。CAE活用効率最適化、高度なシミュレーション技術、最適なソリューションの組合せなどの課題に対してお困りの方はお問い合わせください。

材料開発とシミュレーション

製品性能の向上や新機能の実現には材料開発が重要な技術となっています。新素材の開発は、製品の差別化を図り、市場での競争力を強化するための重要な要素です。高性能な材料を使用することで、他社製品との差別化を図り、競争優位性を確保することができます。材料開発における新しいアプローチについて、ご紹介します。

ICMEとはさまざまなスケールで統合的なシミュレーションを実施して材料開発を行う技術で、過去に比べて2倍以上のスピードと圧倒的に低いコストで、新材料を発見・設計することを目的としています。

マテリアルズ・インフォマティクスとはAIをはじめとする機械学習と情報科学（インフォマティクス）を用いて、材料開発の効率化を目指す技術・手法のことで、カーボンニュートラルの観点においても重要とされています。

材料科学によって、これまでに自動車に用いられる高張力鋼やリチウムイオン電池などが開発されました。材料科学で研究・開発する内容のうち、主に2つの材料の研究内容について解説します。

製造現場で考えるカーボンニュートラル

カーボンニュートラルは、温室効果ガスの排出を実質ゼロにすることで、気候変動の抑制、持続可能な社会の実現、国際協力の強化、経済的メリットをもたらします。近年、カーボンニュートラルへの注目が一層高まっており、各企業においても取り組みが加速しています。製造現場も例外でなく、カーボンニュートラルへの取り組みへの関心が高まっています。

カーボンフットプリントとは、製品ライフサイクル全体を通して排出される温室効果ガスの排出量をCO2に換算して、商品やサービスの環境負荷を定量的に算定する仕組みを指します。模擬的な製造ラインを作成しCO2排出のシミュレーションを行った内容とその結果をご紹介します。

マテリアルリサイクルとは、製品に用いられる材料や資源をリサイクルして再利用することです。材料リサイクルや再資源化、再利用とも呼ばれます。マテリアルリサイクルは、カーボンニュートラルに貢献する取り組みとして重要視されています。

生産分野とDX（デジタルトランスフォーメーション）

世界中の企業がコスト削減や生産性向上を目指しており、競争が激化しています。デジタル技術を活用することで、効率的な生産プロセスを構築し、競争力を維持することが求められます。近年、DX技術や最適化手法が欠かせないツールとして注目されています。

経済産業省から製造事業者各社が直面する経営課題の解決のための「スマートマニュファクチュアリング構築ガイドライン」が発表されましたが、その中ではシミュレーション等の活用によるデジタルツインを行うフェーズが定義され、より高度なデジタル化のための具体的な指針が用意されました。

生産現場の課題を解決するためには、課題ごとさまざまな手法があります。「シミュレーション」、「機械学習」、「スケジューラ」、「組み合わせ最低化」という手法をそれぞれご紹介します。

生産プロセスを最適化すると、非効率な作業の改善が図れるほか、人材や設備、原材料などを必要最小限に抑えられるため、生産効率の向上が期待できます。

まとめ

本稿では「製造業とシミュレーション」というテーマで 製造業と関わりの強いシミュレーション技術分野にフォーカスして、以下の分野について記事をご紹介しました。

• 製造業で活躍するCAE技術
• 材料開発とシミュレーション
• 製造現場で考えるカーボンニュートラル

• 生産分野とDX（デジタルトランスフォーメーション）

ここに掲載しました事例はほんのわずかですので、ご興味がありましたらぜひお問い合わせください。