2023年のCAD市場の5つの主要トレンド

2023 年、CAD 市場は、独特のマクロ経済動向に対応したメーカーからの需要によって引き続き牽引されます。興味深いことに、COVID-19 パンデミックの期間中、これらの傾向が加速し、大企業や中小企業にさまざまな影響を与えています。

 現在、私たちはハイパーインフレ環境にあります。原材料や部品はかつてないほど高価になっており、十分に文書化されたサプライチェーンの制約が製造業者に影響を及ぼし続けています。もう一つの重要なマクロトレンドは、ユーロに対するドルの強さです。ユーロが下落するにつれ、ユーロで原材料を購入するメーカーは利益に大きな圧力を感じており、一方で、欧州で製品を販売しながらも通常はドルで取引するメーカーは収益に大きな影響を受けている。最終的には、これが収益に影響を及ぼし、メーカーが事業拡大のために実施しているさまざまな投資計画の変更を引き起こす可能性があります。

これら 2 つの傾向は、他のマクロ政治的課題と相まって、2023 年の経済見通しに不確実性を生み出しています。この不確実性の波は間違いなく市場全体に影響を及ぼしますが、大企業や中規模企業はリスクに適応する態勢がより整っています。これらの企業は、必然的な回復の恩恵を受けたいのであれば、不況の間も投資を継続する必要があることを認識している。実際、大企業や中規模企業は、COVID-19パンデミックの間も製品開発への支出をほぼ維持、もしくは増加させています。中小企業は利益率が低く、資金的余裕が少なく、上流コストに影響を与える能力も低い傾向があるため、その時期の支出の増加にはより慎重になります。こうしたマクロトレンドが続くと、2023年を通じて中小企業による支出が減少すると予想されます。

2023 年に向けて、製品開発における 5 つの重要なトレンドが浮上しています。

1. シミュレーション駆動設計を使用する

2. 新興技術を活用してイノベーションを実現する

3. 設計プロセスにデジタルスレッドを導入する

4. クラウドコンピューティングとSaaSを活用する

5. トレーニングに投資する

トレンド1: シミュレーション主導の設計を採用する

2023 年には、シミュレーション駆動設計 (SDD) 市場の勢いが継続すると予想されます。設計者やエンジニアは、主に設計プロセスの最後にシミュレーションを適用するのではなく、設計プロセス全体にわたってシミュレーションを拡張し続けると予想されます。この「シフトレフト」により、シミュレーションは製品開発プロセスの最も早い実用的なポイントに戦略的に配置されます。これにより、企業は設計プロセスの早い段階でより多くの情報に基づいた意思決定を行うことで、より高品質の設計を作成し、コストをより適切に管理できるようになります。さらに、デジタルテストを使用して企業がより多くの潜在的な設計を検討できるようにすることで、より大きなイノベーションが可能になります。高品質で革新的、かつコスト効率に優れた設計と、リアルタイム シミュレーションなどの新しいユーザー フレンドリなテクノロジの魅力的な組み合わせにより、SDD の採用が加速しています。

長年にわたり、企業は SDD プラクティスの導入を望んできましたが、ツールの連携の欠如とプロセスの不備により、こうした取り組みが妨げられてきました。シミュレーション ツールの使用を拡大することは、他の変更と同様に、作業とコミットメントを必要とするプロセス変更のままです。設計者やエンジニアがすでに使用している CAD ツールに直接統合されたシミュレーション テクノロジの導入により、導入に対する最大の障壁が取り除かれます。設計者とエンジニアは、現在の設計プロセス内でネイティブ CAD モデルとシミュレーション ツールを使用できるようになりました。この緊密な統合により、デジタル スレッドが実現します。この統合により、SDD 中の変更と更新がデジタル スレッド レコードに即座に反映されます。これは、バリュー チェーン全体にわたって「唯一の真実の情報源」の権威を強化し、エラーを防止して一貫性を生み出し、プロセス サイクル時間を短縮して効率性を確保するため、特に重要です。

その結果、これらのテクノロジーを導入する新規顧客が継続的に増加し、さらに重要なことに、大規模から小規模まで既存の顧客の間でより広範な採用と拡大が見られます。企業は、設計を迅速に検証および進化させ、品質を向上させ、市場投入までの時間を短縮し、より自信を持って設計できる柔軟性の向上の恩恵を受けています。顧客は高価なプロトタイプではなくシミュレーションを使用してより多くの設計コンセプトを検討しており、より最適な製品を提供する可能性が高まっています。

トレンド2: 新興技術を活用してイノベーションを実現する

ジェネレーティブデザインや積層造形などの新しい設計技術が、製品開発におけるイノベーションを推進しています。これらの手法により、特定の設計目標を達成するための潜在的なソリューションの範囲が大幅に広がります。つまり、可能性の領域は広くなります。可能性の芸術はより偉大である。多くの大企業がこれらの新しいテクノロジーを実験し、ワークフローに統合していますが、先頭に立っているのはより小規模で機敏な企業です。

ジェネレーティブ デザイン アルゴリズムは偏りがなく、人間の思考プロセスの影響を受けません。ユーザーが設計上の問題を定義すると、エンジンが最適なソリューションの範囲を決定しますが、その多くは人間の能力を超えていることがよくあります。デザイナーが独力で行うには数週間から数か月かかる作業を、数時間または数日で達成できます (デザイナーが多くのオプションを検討する時間と予算を持っていると仮定した場合)。ジェネレーティブ テクノロジーにより、焦点がジオメトリの作成から問題のより適切な定義に移され、エンジニアは最も得意とするエンジニアリングに集中できるようになります。このテクノロジーを CAD ツール内に深く統合することで、エンジニアはネイティブ CAD モデルを使用して、生成的に開発された設計を既存の設計に組み込むことができます。パラメトリック CAD の利点を最大限に活用するアジャイル プロセスを作成します。これが、ジェネレーティブ デザインを、プロセスの残りの部分から切り離された、中途半端に役に立つポイント ソリューションではなく、重要なイノベーションの推進力にする理由です。

付加製造により、企業は他の製造技術では不可能な独自の設計を開発できるようになります。過去 10 年間、この可能性により多くの企業が積層造形の実験を行い、素晴らしい成果を上げてきました。 Advanced Engineering Solutions の場合、同社はヘリコプターの交換用熱交換器の設計を最適化しました。付加製造技術でのみ製造可能な格子構造の助けを借りて、熱交換器は半分のサイズで 4 倍の冷却能力を提供するように設計および製造されました。このユースケースは、ますます多くの顧客が積層造形用の設計ツールを設計プロセスに直接統合するきっかけとなっているイノベーションの 1 つです。ジェネレーティブ デザインと同様に、ポイント ソリューションはデジタル スレッドを中断し、デザイナーがネイティブ CAD モデルを活用できなくなり、作業の重複が多く発生します。

真に革新的であるためには、ユーザーは既存のワークフローにぴったりと適合するテクノロジーを使用して、ネイティブ CAD モデル内で作業する必要があります。設計者は、ジオメトリのソースや意図する製造技術に関係なく、設計のあらゆる側面間で同じ高精度の結果と複雑な関係を期待しています。統合がなければ、設計者は壊れたツール チェーンに縛られ、パラメトリック CAD の利点とパワーを十分に活用できなくなります。イノベーションの機会は統合にあります。真のイノベーションとは、さまざまな部分の機能的な相互作用を犠牲にすることなく、デザインのすべての部分にわたって、手元のデザインタスクに最適なテクニックを活用することです。

トレンド3: デザインプロセスを通じてデジタルスレッドを推進する

長年にわたり、企業はモデルベースの企業の価値を認識し、組織全体で CAD モデルの使用を拡大してきました。目標は、機能間および組織全体でデジタル スレッドを推進することにより、効率を高め、エラーを排除することです。

デジタルスレッドとは何ですか?デジタル スレッドは、デジタル世界と物理世界の間に閉ループを作成し、製品、人、プロセス、場所を最適化します。これは、データへの普遍的なアクセス、つまり唯一の真実のソースを作成する方法です。バリュー チェーン全体に実装すると、さまざまな機能間で強力なデータ セットを調整することで一貫性が生まれ、コラボレーションが促進されます。このデータセットにより、リアルタイムのデータ同期が可能になり、すべてのユーザーが上流および下流の情報にアクセスできるようになります。

今日、ほとんどの企業は設計プロセスにおいて複数の独立したツールを使い続けています。これにより、デジタル ツール チェーンが中断され、俊敏性、柔軟性、効率性が低下し、エラーが発生する可能性が高まります。競争が激化し、供給上の課題が続く中、企業はより良い製品をより早く、より低コストで市場に投入する方法を見つける必要があります。彼らは、製品開発プロセスにおけるデジタル スレッドを通じて 3D CAD モデルの価値を最大限に引き出すことのメリットを実感しています。製品開発プロセスを通じてデジタルスレッドを活用することで、顧客はさまざまなツール間でのデータの受け渡しを効果的に排除できました。データの引き渡しには時間と労力がかかり、エラーが発生する可能性も生じます。ユーザーが一度システムを切り替えた場合、再度切り替える必要があります。そして、一度そうなると、デジタルスレッドは途切れてしまい、手作業による無関係なやり直しが必要になります。これまで以上に、クライアントが再利用可能で、デザインの進化に合わせて簡単に更新できる、完全に接続された成果物を構築するケースが増えています。

この成長傾向の代表的な例として、CAD システムから製造成果物を駆動し、加工ツールパスなどの項目に対するポイント ソリューションを排除することが挙げられます。デザインにおけるツールの分離の課題と同様に、この分離は、特にデザインが進化するにつれて、不必要な摩擦を生み出します。 CAD ツール内からこれらの成果物を実行することで、企業は摩擦点を取り除き、関連リンクを維持し、不要なデータの受け渡しを排除します。これにより、たとえば工場の現場で部品を機械加工する準備にかかる時間が短縮され、エラーが発生する可能性も排除されます。

トレンド4: クラウドコンピューティングとSaaSの力を活用する

2023 年に向けて、エンタープライズ アプリケーション支出の 50% が SaaS アプリケーションに費やされると推定されています。企業が SaaS とクラウド コンピューティングに投資し続けるにつれて、ソフトウェア ベンダーも SaaS とクラウド コンピューティングが提供する機能を活用することに投資することが期待されます。設計ソフトウェアも例外ではなく、この傾向に合わせて最初に変更する必要があるのはライセンスと展開です。自分のデスクから軽量の Web ポータルを使用して、場所を問わずすべてのユーザー権限を管理し、会社全体にソフトウェアを展開することを想像してみてください。大企業にとって、これは大幅な時間の節約と複雑さの軽減を意味し、より優れた制御が可能になります。

大きな改善が期待できるもう一つの分野はコラボレーションです。クラウドのパワーを設計ソフトウェアに導入することで、複数のユーザーが共有環境で同時に同じ設計に取り組むことができるようになります。これにより、社外の人（サプライヤー、パートナーなど）を含めた共同チームの拡大や知的財産の管理も容易になります。

弾力性のあるコンピューティング リソースへのアクセスも、エンジニアリング設計ツールにとって大きなメリットとなります。クラウド コンピューティングは、ジェネレーティブ デザインなどの技術の力を大幅に拡張するために使用されます。企業がエラスティック コンピューティングを活用し、生成技術を使用して設計空間を拡大し、通常は 1 つのソリューションを調査するのにかかる時間で、数百の潜在的なソリューションを調査するケースがすでに見られ始めています。最後に、顧客が SaaS に移行すると、新しい機能が定期的に自動的に提供されるようになり、バージョン アップグレードのスケジュールについて心配する必要がなくなります。

トレンド5: トレーニングへの投資

2023 年に向けて私たちが見ている最後のトレンドは、長い間存在してきた「トレーニング」です。バリューチェーン全体でデジタルスレッドを推進することに注力する企業が増えるにつれ、トレーニングが再び活発化しています。高品質で製造可能な 3D モデルを作成する必要性から、企業は優れたモデリング手法にさらに重点を置く必要に迫られています。

チーム全体での効果的なトレーニング、ベストプラクティスの確立と活用を通じて、デザインの再利用とコラボレーションもより効果的になります。デザイナーは時間と労力を節約できるため、既存のデザインを再利用したいと考えています。ただし、これらの設計を作成するために使用されたモデリング方法に欠陥があったり、次の設計者に理解できなかったりすると、再利用の価値は大幅に低下します。

より多くの企業がトレーニングに投資するようになったもう一つの課題は、エンジニアリング人材の不足が深刻化していることです。実際、2030 年までに世界では数百万人のエンジニアが不足するという予測もあります。規模の大小を問わず企業はこの人材不足を感じており、デザイナーをできるだけ効果的に活用する必要があると認識しています。エンジニアリングの優秀な人材をめぐる競争は、企業にとって従業員の維持にも課題をもたらします。市場価値を高めたいデザイナーは、研修や認定資格を取得するために転職するでしょう。逆に、顧客への信用を確保し、信頼性を証明するために、認証の取得を義務付けている企業もあります。

結論は

これらの要因により、2023 年にはトレーニングがさらに重要になります。共有プロセスを使用する十分に訓練されたデザイナーは、混乱をなくし、デザインの反復を加速し、品質を向上させ、より高いレベルのコラボレーションとイノベーションを推進します。最終的に、企業が求めているのは、バリュー チェーンの上流から下流まで再利用でき、関連性のある高品質で製造可能な設計を作成できる、より効率的で生産性の高いエンジニアです。彼らは、製品開発プロセス全体を通じて、統合シミュレーション技術を通じてこれらの設計をデジタルでテストしたいと考えています。もちろん、彼らはこれらのデザインに、最新の付加製造技術と生成技術を適切に活用したいと考えていました。これらの高度なテクノロジーは CAD 環境に深く統合されていますが、その応用に関する基本的なトレーニングを受けることが、完全な生産性を達成するための最も効果的な方法です。これにより、エンジニアや設計者は、デジタル スレッドをそのまま維持するために必要な知識とリソースを得ることができます。

添付写真:

金属積層造形法と自立型ジャイロアレイを使用して製造された航空電子機器用熱交換器。この革新的な設計により、構造強度が向上し、パフォーマンスが 4 倍になり、サイズは元の設計の半分になりました。

シミュレーション例

Creo Simulation Live を使用してスノーモービル コンポーネントの構造応力解析を実行し、リアルタイムの設計ガイダンスを取得します。

シミュレーション例 #2

Creo Simulation Live を使用したリアルタイム設計ガイダンス - ホイール、サスペンション、リンケージの構造応力解析

Creo Additive Manufacturing のラティス機能を使用して設計されたランダム ラティス構造は、軽量の衝撃および音の吸収に最適なフォームのような素材を提供します。