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航空宇宙産業のための革新的仮想プロトタイピングソリューション

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デジタル変革で市場投入を加速し、持続可能な航空宇宙技術を実現する革新的な仮想プロトタイピングソリューションを紹介します。

### はじめに

近年、自動車業界は急速な変革の真っただ中にあります。電気自動車（EV）、自動運転車、コネクテッドカーの普及に伴い、OEMメーカーは新しい技術と市場の要求に対応するために、従来の方法や考え方を見直す必要に迫られています。本稿では、これらの変化がもたらす課題と、それに対処するためのデジタルソリューションの重要性について探ります。また、業界のリーダーがどのようにバーチャルリアリティ技術を活用して、開発プロセスを加速し、競争力を高めているかを具体的な事例を通じて解説します。

### 自動車業界における現状の課題

電気自動車、自動運転車、コネクテッドカーの市場投入競争において、OEMメーカーは難題に直面しています。それは、既存の輸送パラダイムの効率を向上させ、次世代のコンセプトカーをより早く市場に出すという点です。

### 新たなエネルギー源とモビリティのパラダイムシフト

排出量の削減、新しいエネルギー源、モビリティの新たなパラダイムにより、こうした自動車を運用、構築、保守する人々にリスクをもたらすかもしれないエンジニアリング上の新しい意思決定を早く下すよう迫られています。

### 電気自動車の出現と設計の再考

電気自動車の出現により、自動車設計におけるこれまでの前提が再考され、新しい軽量材料、さらには新しい製造および組み立てソリューションが必要になります。一世紀以上にわたって機能してきたものは、もはや業界の大転換に対応することはできません。

### デジタルトランスフォーメーションと仮想プロトタイピングの重要性

電気自動車の開発を加速させるために、企業はデジタルトランスフォーメーションや仮想プロトタイピングを頼りにしています。残念なことに、組み立てやメンテナンスなどの重要なプロセスにおける製品と人とのやり取りは、物理的なモックアップや操作可能なプロトタイプが利用可能になる開発プロセスの後半まで残されることが多いです。

### デジタルソリューションの活用による競争力の強化

自動車業界のOEMは、革新的な自動車の提供を加速し、コストを抑え、後から判明する非効率性を回避するために、デジタルソリューションを活用する必要があることを理解しています。FCA、VolvoGTT、VolkswagenBrazil、ToyotaのようなOEMとその関連企業は、バーチャルリアリティのソフトウェアを利用してコラボレーションの仮想ワークフローを強化しています。

### バーチャルリアリティの利点とIC.IDOの役割

チームは物理的なプロトタイプを待つことも、共通のサイトに移動する必要もなく、まだ製造されていない自動車の設計図を実際に形にすることによって得られる物理的な作用を体験することができます。

### 未来の製品・コンポーネントの視覚化とプロセス統合

VRソフトウェアを使用することによって、企業はどのようにして将来の製品やコンポーネントを実際にあるかのように視覚化し、製品統合を分析し、人間中心のプロセスを統合して製品開発スケジュールを進めることができるのでしょうか︖

### 具体例：IC.IDOを活用した自動車会社の事例

ESIのバーチャルリアリティのソフトウェアであるIC.IDOを活用してきた主要な自動車会社の具体例をいくつかご紹介します。IC.IDOの仮想オブジェクトと、自分の身体や周囲の環境をシームレスに組み合わせることで、製造工程までにエンジニアリングのワークフローを数か月早めるために必要な、重要な機能とは何でしょうか？

### おわりに

自動車業界は、電気自動車、自動運転車、コネクテッドカーの登場によって新たな時代を迎えています。このような変化に対応するためには、OEMメーカーはデジタルトランスフォーメーションと仮想プロトタイピングを駆使して、設計から製造までのプロセスを最適化する必要があります。バーチャルリアリティソフトウェアのIC.IDOは、企業が未来の車両を効率的に開発し、競争力を維持するための強力なツールとして活用されています。このような技術の導入が、業界全体の進化を促進し、持続可能なモビリティの実現に寄与することが期待されます。

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このカタログについて

ドキュメント名 航空宇宙産業のための革新的仮想プロトタイピングソリューション
ドキュメント種別 製品カタログ
ファイルサイズ 1.7Mb
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このカタログの内容

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仮想プロトタイピングが航 空宇宙を推進 新たな高みへのイノベーション 航空関連ビジネスが開発コストを削減し、市場投入まで の時間を短縮し、デジタル変革を加速する仮想プロトタ イピングの効果をご紹介します。 get it right.
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エグゼクティブ メッセージ 過去の10年間、航空宇宙産業は生産速度の大幅な増加と、巨大な需要に遅れ を取らないように迅速な増産を促進することに焦点を当ててきました。そし て、2020年が訪れました。パンデミックによって新たなマインドセット、ネ イティブデジタルな状況に再び関与する時間が生まれ、航空宇宙のイノベー ターはより強く再出発し、効率と堅牢性に妥協することなく、必要な構造的 な製造作業を準備し、クリーンな技術を開発・採用することができるように なりました。 数年が経過した今、企業は以前に比べてプログラムを 私たちは航空宇宙企業が新しい車両コンセプトを完全 より速く立ち上げることができます。彼らは産業効率 に仮想的に設計し、エンジニアリングし、製造し、組 のより高いレベルに達し、危機からより緑豊かで、よ み立てし、テストするための技術を提供しています。 り効率的なプロセスで圧倒的に浮上しています - より その結果、企業はスクラップと排出物を削減し、より 少ないスクラップ、より多くのスループット、そして 俊敏で安全な運用を導入し、人間の幸福に重点を置い より多くの利益を得ています。 た強力な運用が実現されます。 ESIはこの変革の一翼を担って誇りに思っています。 この白書では、仮想プロトタイピングが航空機メー 私たちは世界中の業界リーダーと協力し、革新的な技 カーが運用上の課題に対処するのをどのように支援し 術を活用して大胆な無炭素目標を達成するために彼ら ているかについて探求します。イノベーションの導入 と連携しています。また、航空機メーカーと協力し 障壁の克服、追加のビジネス優先事項を損なうことな て、単一ポイントの数値シミュレーションから100％ く持続可能性KPIを達成する、および安全かつ持続可能 の仮想プロトタイピングに移行する支援を行っていま な形でデジタル変革を推進するなどが含まれます。 す。 get it right.
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新たな焦点: 持続可能、デジタル、革新的な 実践が飛躍します 全般にわたり、航空宇宙のリーダーたちは、排出物を削減し、新しいエネルギー源を導 入し、都市空間での移動手段を変革するための新しいパラダイムが浮上する中、持続可 能な飛行と空の移動の技術革新を加速しています。これらの取り組みを支えるのは、デ ジタル変革であり、産業5.0やPLMアプリケーションがイノベーションを加速し、開発コ ストを削減し、市場投入までの時間を短縮しています。 航空宇宙産業のプレーヤーは、運航者や乗客に提供す 経験的および歴史的な安全マージンや物理的なテスト る結果、あるいは「成果」に拘束されます。彼らの航 に依存した伝統的なテスト＆学習プロトコルを使用し 空機や部品が提供するサービス、例えば移動性、メン た独立したCADおよびCAE設計は廃止されます。その テナンスフリー飛行時間、または着陸回数などは、環 代わりに、製品設計、製造、および運用の間をシーム 境や社会への影響、そして「運用中」の体験に対する レスにつなぐエンドツーエンドのデジタルスレッドが 責任を彼らに負わせます。 導入されます。 そのため、彼らは自社の産業製品や資産が多くの不確 ここで仮想プロトタイピングが重要な役割を果たしま 実な使用状況でどのように動作するかを予測する必要 す。航空関連ビジネスが以下を可能にします： があります。したがって、成功の基準は、標準的な製 品開発の効果ではなく、使用時のパフォーマンスにシ • エンジニアにデジタルで設計の性能を検証する フトします。 力を与える • 開発初期段階で最も効率的な製造プロセスにつ いての製造可能性に自信を持たせます。 ESIでは、航空宇宙セクターの主要なプレー • 実データと実物理を用いて仮想的に実験を行い ヤーがこれらの成果に貢献することを可能に ます。 することが使命です。 • 実際のテストや試作品なしに、最初の試みで正 確な設計、製造、組み立てを行います。 新技術への投資は最初は追加の財務的負担に見える かもしれません。しかし、これはビジネスの回復に とって使命上重要であり、今日の現代の環境で運営 将来の航空ビジネスモデルにおいて、持続可能性、生 するための鍵となります。 産性、そして安全性が重要です。 get it right.
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イノベーションの障壁を取り除く： 100%仮想的に最適な音響性能を保証 騒音は、革新的なOEMが運用性能、持続可能性、および社会的影響と受容性 を向上させるために努力する主要な分野です。したがって、製造業者が新し い旅客機、ヘリコプター、eVTOL、またはその他の種類の航空機の開発に取 り組んでいる場合、環境騒音と音響的快適さの制約との間で目標を達成する バランスが求められることがよくあります。 宇宙エンジニアも同様の音響的課題に直面してお り、彼らには一発で正確に行う唯一の機会がありま ESIによる音響性能の す。打ち上げ、飛行、展開中に経験する環境負荷 仮想テスト は、宇宙構造物を容易に損傷させる可能性がありま す。複合材料やハニカムパネルなどの新しい軽量材 新しい設計を最初から正確に行い、物理的な 料の導入により、リスクはさらに高まっています。 プロトタイプテストを最小限に抑えながら開 そのため、厳格な評価が宇宙ハードウェアの構造的 発の柔軟性を実現します： 完全性を確信し、音響的適合性を達成するために不 可欠です。 新しい設計の振動音性能を完全に仮想的にテス トし、自社の環境に優しいテストシステムで認 証を行い、プロセス、工具、および廃材コスト “ VA One Shock Analysisツールにより、ボーイングと を最小限に抑えます。 NASAは、軌道上での組み立て中に偶発的な衝撃から 宇宙ステーションの電子ボックスに潜在的な損傷が 優れた音質を実現します： 発生する可能性を評価しました。VA One Shockモ 最初から正確にノイズ認証を取得するために、 ジュールにより、現在の組み立て操作が重要な宇宙 ステーションのハードウェアに影響を与えないこと 自社の仮想音響チャンバーを使用して新しい航 が保証され、高額な運用およびハードウェアの変更 空機の軽量設計を完全に仮想的にテストしま を実施する必要がなくなりました。 す。 Ed O’Keefe, Associate Technical Fellow in 最初から音響適合性を正確に行います： Noise and Vibration, Boeing 安全かつ迅速に、低コストで宇宙構造の動力学 を仮想的に適格化し、高額な遠隔テスト施設の 仮想シミュレーション技術を使用することで、 必要性を最小限に抑えます。 宇宙エンジニアは代替の騒音制御戦略を比較 し、効率的にテスト予算を管理し、製品の適合 性を加速することができます。 get it right.
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安定した、堅牢な製造プロセスを確立し、 最高の材料性能を実現する 航空宇宙エンジニアは多くの製造上の課題に直面しています。特に、欠 陥のない部品を生産し、高価なハードウェアをテストすることが挙げら れます。これは財政的な面だけでなく、コストや収益性に影響を与えま すが、材料の廃棄と排出物は環境に負担をかけ、持続可能性の観点から は受け入れられない実践です。 そのため、製造業者はデジタル化に向かっており、製 その結果、組織は新製品の製造、組み立て、およ 造業界に即時および長期の利点をもたらすソリュー び振る舞いを異なる環境でデジタルで体験し、検 ションが登場しています。革新的なシミュレーション 証できます。これは製品ライフサイクル全体にわ 技術は、初めての製品の安全で持続可能な開発を加速 たって行われ、ゼロエミッション、ゼロスクラッ するのに役立っています。企業は、革新的な航空機の プのスタイルで行われます。 提供を加速し、コストを抑え、非効率性の遅い発見を 避けるために、デジタルトランスフォーメーションと 仮想プロトタイピングに傾注しています。 “ これらのリスクを軽減することで、 我々は成功裏に製造されたデモンストレーターを たとえば、ロールス・ロイスのエンジニアは、ESIの鋳 初めて時間通りに納品することができ、製造プロ 造シミュレーションソフトウェアに基づくデジタル セスシミュレーションの使用によってコストと時 ワークフローに移行しています。共同設計のワークフ 間の節約が実現しました。この7メートルのカバー ローに頼ることで、エンジニアはより積極的になり、 は、ESIとの協力の単一の事例ではありません。 ロールス・ロイスの設計、応力、および製造の専門家 我々は複数のプロジェクトを通じて数年にわたっ の作業をサポートすることができます。 て彼らと協力してきました。 Conrad Jones, Senior Composite Development Engineer, Spirit AeroSystems “ シミュレーションの実行時間が約10分の場合, 私たちの新しく導入された共同設計ワークフロー により、設計に関連する鋳造の潜在的な問題の 97％を特定できます。これは、ほとんどのエンジ ニアにとってアクセス可能であり、FEAシミュレー ESIの高精度部品の仮想製造 ションの専門家だけでなく利用できます。特に大 型および/または高価な鋳造部品の場合、なぜ共同 市場投入までの時間を短縮し、より高いレ 設計シミュレーションを実行しないのかを正当化 ベルの産業効率を引き出します。 するのは難しいでしょう。” 安定した、堅牢な製造プロセスを作成し、生 Nick Calcutt, Materials and Process 産の増加を確保し、廃材コストを最小限に抑 Modelling Engineer, Rolls-Royce え、天然資源を節約し、納期を守ります。 彼らは共同設計ワークフローの出力を、製造設計セッ ション（DfMs）に統合することができます。これによ 最高水準の材料性能を達成する り、部品設計がサプライヤーに送信される前に、ほと シミュレーションベースのテストにより、無 んどの製造性の問題を特定することができます。チー 制限の分析と経験を通じて、材料物理学につ ムはすぐに潜在的な解決策を探し、製造プロセス開発 いてより深く理解することができます。 の初期段階で再加工のコストを評価することさえでき ます。 複合材のシミュレーションソフトウェアは、設計の複 雑さを一貫性に置き換え、最終製品の性能を最適化し ます。これにより、組織はイノベーションを追求する 際に、混乱のリスクなしに自由に行動できます。経済 的に安定した方法で。 get it right.
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工業メタバースを作成し、仮想協業を推進し、 エンジニアリングワークフローを加速します 航空宇宙のリーダーたちは、かつてない速さでデジタルの能力を拡張してい ます。ボーイング社などのOEM、Latecoere、Safran, Group、およびロール ス・ロイスなどのサプライヤー、およびそれらの関連企業は、協調的な仮想 ワークフローを推進するために仮想シミュレーションソフトウェアに依存し ています。これにより、チームはVRやXRの体験を利用して、完全に没入し、 物理的に現実的な仮想ワークスペースで製品設計を仮想的に構築し、分解す ることで、まだ実現していない航空機設計との物理的な相互作用を体験でき ます。 この向上した協力は、デジタル化の拡大と仮想現実の ESIの産業用メタバース 統合によって可能になっています。これらは主要な製 品開発ワークフローに組み込まれています。 デジタルスレッドを活用する デジタルトランスフォーメーションへの進出: “ 最初に正確な製品およびプロセス設計、 産業5.0とPLMアプリケーションを活用して、イ 工場レイアウト、および安全性の観点から、投資対 ノベーションを加速し、開発コストと市場投入ま 効果を得ます。全体的なツール予算の15%の節約が での時間を短縮します。 見込まれています。” Nicolas Lepape, Virtual and Augmented Reality 製造に先立つ数ヶ月のエンジニアリングワーク R&T Project Manager, Safran Nacelles フローを押し上げる: 作業者とオペレーターの視点から新しい車両コン セプトを没入的に探索し、それらを製造および維 持するために必要なプロセスを実際に体験しま す。 協調的な仮想ワークフローを強化する: 共通の場所への移動や建設を待つことなく、まだ 実現されていない車両デザインとの物理的な相互 作用を体験するために、独自の産業用メタバース を活用しましょう。 get it right.
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持続可能な航空の来への仮想プロトタイピング の旅に乗り出す 100%仮想的に、エンドツーエンドで操作することは、真の持続可能性です。 この方法で、デジタル化は、消費者の目に信頼性を持ってクリティカルな無 炭素目標を実現するための速さと自信の鍵を握っています。 仮想プロトタイピングは、エンジニアリングの専門知 予測的でリアルタイムで没入感のある物理学に基づく 識と先進的な仮想能力を組み合わせて、最小限の物理 シミュレーションソリューションは、私たちの幅広い 的なプロトタイプとテストで、機器の性能を完全に仮 才能と知的財産と組み合わされ、貴重な時間、リソー 想的に探索することに関するものです。 ス、および費用を節約するのに役立ちます。これによ り、高コストかつ限られた物理的なテストを回避でき ジョビー・アビエーション、ロールス・ロイス、サフ ます。 ラン・ナセルなど、航空分野におけるさまざまな企業 の成功は、エンドツーエンドでの協力と異なるチーム これが、規模を拡大して複雑なシミュレーション問題 間で共有するためのシンプルで正確な視覚化を用い を解決し、最も重要なものである私たちの人々と地球 て、賢明な決定を下す際に仮想プロトタイピングがも を守る唯一の方法です。 たらす価値を示しています。 私たちと関わっていただきましょう。 私たちがこの道を共に歩んでいる原動力であり、飛び 続ける理由は、共有する共通の目的です：安全で清潔 初めて正しく行うお手伝いをさせて で生産的な航空プロセスとシステムを実現することで いただく方法についてお話ししま す。 しょう。 “ ESIグループでは、航空宇宙企業が製品やプロセスを仮想的に 設計、テスト、検証することで、産業効率を高め、市場により “ 速く、より低コストでより清潔で安全な製品を提供できる未来 を約束します。” Slaheddine Frikha, Industry Director – Aerospace and Defense, ESI Group www.esi-group.com get it right.