3DAモデル vs. STEP AP214 vs. STEP AP242

3DAモデル vs. STEP AP214 vs. STEP AP242

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3DAモデル vs. STEP AP214 vs. STEP AP242

3DAモデル vs. STEP AP214 vs. STEP AP242について

◆ 日本人が知らない3DAモデルの概要

3DAモデル、または「3D Annotated Model」は、製品設計や製造におけるCAD(Computer-Aided Design)データの一形態です。この3DAモデルは、製品の3D形状に加えて、製造情報(PMI:Product Manufacturing Information)やその他の重要な注記を含む複合的なデータ構造を持っています。3DAモデルの主な目的は、製品の設計、分析、製造、検査、および保守に関わる詳細な情報を、単一のデジタルファイル内で統合的に表現することです。3DAモデルは、通常の変換ソフトでの変換では実現できない正確表現のデータです。この3DAモデルがあるとマルチCADでの設計ができたり、型式認証のように55年設計情報を維持することができます。海外では、20年程前から3DAモデルの使用をはじめていて日本とのGDP差を縮めています。現在、日本では3DAモデルの精度を計るツールが普及していません。

3DAモデルの特徴は、その豊富な情報量と高度な表現力にあります。伝統的な2D図面では、製品の形状や構造を平面的にしか表現できませんでしたが、3DAモデルでは製品の全体像や複雑な形状を立体的に視覚化することが可能です。これにより、エンジニアやデザイナーは製品の設計をより直感的に理解し、設計意図を明確に伝達することができます。

製造情報(PMI)の統合は、3DAモデルの重要な側面の一つです。PMIには、寸法、公差、材料の仕様、表面処理、組み立て手順など、製品の製造に必要な詳細な指示が含まれます。この情報が3DAモデルに直接埋め込まれることにより、別途2D図面を参照する必要がなくなり、データの一貫性や正確性が向上します。

3DAモデルを使用することで、設計プロセス全体が効率化されます。設計ミスや製造上の問題を早期に発見し、修正することが可能となり、製造プロセスにおけるエラーや不具合、およびそれに伴うコストの増加を大幅に削減できます。また、部品間の相互作用や干渉、組み立てプロセスをリアルタイムでシミュレーションすることにより、設計段階での問題解決が実現できます。

3DAモデルのもう一つの重要な特徴は、設計者、製造者、エンジニア、エンドユーザーを含むすべての関係者間でのコミュニケーションを改善することです。これにより、製品に関する情報が明確かつ効果的に共有され、製品の品質向上、市場導入までのスピードと効率性が高まります。

3DAモデルの利用は、イノベーションを加速させる要因となります。この視覚化ツールにより、設計者は新しいアイデアやコンセプトをより容易に探求し、革新的な製品を開発することが可能になります。リアルタイムでのシミュレーションとテストにより、製品のパフォーマンスと機能性を早期に評価し、製品開発のリスクを低減できます。これにより、製品開発サイクルを短縮し、市場投入までの時間を効果的に短縮することが可能になります。

3DAモデルの使用は、製品の品質向上にも直接的に寄与します。立体的な視覚化により、製品のデザインと機能を最適化し、最終的な製品の性能と信頼性を向上させることができます。これは、製造プロセス全体の精度を高めることにより、製品の欠陥や不具合のリスクを減少させることにも繋がります。

2024年01月

◆ STEP AP214の概要

STEP AP214は、製品データの表現と交換に特化した国際標準ISO 10303の一部として設計されています。このアプリケーションプロトコルは、主に自動車産業を対象としており、製品の設計、製造、組み立てに関わるプロセスを通じて、データの一貫性と共有を目指しています。STEPは製品情報の交換を目的とする広範な標準であり、AP214はその中で自動車業界に特化した内容を持ちます。この標準は、異なるCADシステム間でのデータ互換性を促進し、製品開発プロセス全体にわたるデータの一貫性を保持することを目指しています。

AP214が提供する主な特長と機能は以下の通りです。まず、製品の幾何学的な特徴に関する詳細な情報を扱う能力があります。これには形状、サイズ、公差などが含まれ、製品の正確な視覚化と分析を可能にします。また、製品に使用される材料の種類、特性、加工方法などの情報を管理し、製品の性能や品質に関わる重要な決定をサポートします。

さらに、AP214は製品の組み立てプロセスに関する情報を幾何学的データと統合して管理し、製品の製造工程の計画や最適化に役立ちます。これは、製品製造に必要な工程、機器、工具などの情報を提供し、製造プロセスの効率化とコスト削減を図ります。また、製品の品質検証プロセスやバージョン管理に関する情報を管理し、製品のライフサイクル全体を通じて一貫性と品質を保証します。

このように、AP214は製品開発プロセスの透明性と効率性を高め、さまざまなCADシステム間での相互運用性を提供し、製造業界の国際的な競争力を強化します。製品開発におけるエラーの削減、迅速な市場投入、コスト削減といった利点を提供し、製品の品質と信頼性の向上に寄与します。

STEP AP214は製品の設計から製造、組み立てに至るまでのプロセスを効率化し、製品情報の共有と一貫性を確保するための重要な標準として、特に自動車産業を中心に広く利用されています。この標準は製品の設計と製造プロセスにおいて、一貫したデータ管理と高度なコラボレーションを実現するための基盤を提供し、業界全体の生産性と品質の向上に貢献しています。

STEP AP214は、「3D Evolution」の「10303-59 品質検証(PDQ-S)」などを用いて変換することで精度的に3DAモデルとして変換することは可能です。

2024年01月

◆ STEP AP242の概要

STEP AP242は、国際標準化機構(ISO)によって開発された3DAモデルの交換とアーカイブのための国際標準フォーマットです。この標準は、異なるCADシステム間でのデータの一貫性と互換性を確保するために策定されました。STEP AP242は、製造業界における製品のライフサイクル管理を効率化し、製品データの長期保存と持続可能な利用を目指しています。

STEP AP242の主な目的は、製品の3DAモデル、製造情報、およびアセンブリ構造を含む複雑なデータセットを、異なるCADシステムやプラットフォーム間で正確に交換することです。これにより、製品開発に関わる各ステークホルダーが同じデータを基に作業を行うことが可能となり、データの不一致や解釈の違いによるエラーや遅延を削減します。

STEP AP242は、特に製品製造情報(PMI)の取り扱いに重点を置いています。これにより、設計図面における寸法、公差、注記、その他の重要な製造指示が3DAモデルに直接統合され、情報の一元化が実現されます。この結果、製品の設計から製造、検査、保守に至るまでのプロセスが一貫し、効率化が図られます。

また、STEP AP242は、製品データの長期保存と再利用を可能にする特性を持っています。この標準を使用することで、企業は製品データを長期間にわたって安全に保管し、必要に応じて再利用することができます。これは、製品のライフサイクルが長い航空宇宙産業や防衛産業などで特に重要となります。STEP AP242は、2018年から航空宇宙団体(LOTAR)で型式認証データに指定されています。

STEP AP242のもう一つの重要な機能は、データのテッセレーション品質を保持する能力です。これにより、3Dオブジェクトの表面を構成するポリゴンの品質を維持し、製品の視覚的な表現の精度を高めることができます。これは、製品のデジタルモックアップや仮想プロトタイピングにおいて重要な要素です。

STEP AP242の導入は、製造業において多くの利点をもたらします。製品データの一貫性と正確性の向上はもちろん、製品開発サイクルの短縮、コスト削減、市場投入時間の短縮など、企業の競争力を高める要素が多く含まれています。製造業界全体において、3DAモデルの標準化と効率化を推進するための重要なステップとして、STEP AP242は今後もさらなる発展と普及が期待されています。

2024年01月

◆ 3DAモデルの概要

3D Annotated Model(3DAモデル)は、現代の製造業において中心的な役割を果たす技術革新の一つです。このモデルは、従来の2D図面に代わり、製品の設計、製造、検査プロセスを効率的に進めるために必要な情報を3D CADモデルに直接組み込む方法です。製品の形状や寸法、材質情報などを一つの3DAモデル内に集約し、設計から製造に至るまでの情報を一元化することで、データの不一致や解釈の違いを最小限に抑えることができます。

3DAモデルには、公差、仕上げ、材料特性、製造プロセスに関する指示など、製品の製造に必要な詳細な情報(PMI: Product Manufacturing Information)が直接組み込まれます。これにより、別途の2D図面を参照する必要がなくなり、製造プロセスの効率化が図られます。3DAモデルにアノテーション情報が組み込まれることで、製品の外観や構造に関する情報が視覚的にわかりやすくなります。これは、特に複雑な製品の設計や製造過程において、理解しやすく、間違いを減らす効果があります。

3DAモデルは、実際の製品やシステムのデジタルコピーであるデジタルツインの作成において、重要な役割を果たします。このモデルは、製品のデジタル表現をより詳細かつ正確に行うことを可能にし、製品の性能分析やメンテナンスの計画に役立ちます。3Dアノテーションモデルを使用することで、設計者、製造者、品質管理担当者間での情報共有が容易になります。全ての関係者が同じ3DAモデルから情報を得ることで、コミュニケーションの誤解を減らし、プロジェクトの効率を向上させることができます。

しかし、3DAモデルの普及率の低さは、日本の製造業界における国際的なビジネスの舞台での競争力低下を招く可能性があります。特に高度な製造技術や精密部品を取り扱う業界において、3DAモデルは製品の設計から生産、検査に至るまでの一連のプロセスを効率的に進めるための必須のツールとなっています。欧米の先進的な航空宇宙産業や自動車産業では、3DAモデルの導入の重要性が明らかになっています。これらの業界では、製品の複雑さや設計の変更が頻繁に行われるため、3DAモデルの利用は設計変更のスピードや精度を向上させる大きな要因となっています。3DAモデルは、製品の設計工数削減に留まらず、製品リリースのアフターフォローを行う重要なデータとしても機能します。リリース後に製品の安全性や設計修正情報を長期保存形式で保存し、製品を修正していくことで、トラブル件数を抑制することが可能です。

3DAモデルのデータの取り扱いや変換に関する技術やツールは、欧米を中心に進化を続けています。中間フォーマットの選定や変換技術、そしてデータ品質の確保という課題は、全ての企業や組織が共通して直面しています。JTフォーマットやSTEP AP242などの国際的な標準フォーマットは、これらの課題の解決策として注目されています。特にAP242XMLは、3DAモデルの長期保存やデータの再利用を可能にする強力なツールとして位置付けられています。3Dアノテーションの情報もこのフォーマットにより一元的に管理され、再利用や変換が容易となります。

日本の製造業界が今後、3DAモデルの普及とその活用を加速させるためには、国際的なトレンドやベストプラクティスを学び取ることが欠かせません。この取り組みを通じて、日本の製造業の国際的な競争力を向上させることが可能となります。3DAモデルの導入は、製品開発の新しいパラダイムを提供し、デザインから製造に至るプロセスのデジタル化と一貫性を強化する重要な技術として位置付けられています。

3DAモデルは、CADデータ変換時にデータの修正を行った場合に平面や円筒面などのプリミティブ情報が失われないデータです。一般のダイレクトトランスレータでは3DAモデル変換は無理な話です。3DAモデルを作成するには、Advanced Repir Technology(ART)を搭載している「3D Evolution」をご使用願います。

2024年01月

◆ 3DAモデルの比較

3DAモデル vs. STEP AP214 vs. STEP AP242

2023年12月

◆ Space JETの型式認証データ(STEP AP242)変換の失敗

STEP AP242は、製品データの交換や統合のための国際標準であり、多様な業界での3DAモデルや関連情報の交換に広く利用されています。この標準は、さまざまなCADシステム間でのデータ交換をスムーズに行うためのもので、データの長期保存や再利用を容易にします。STEP AP242を導入することで、異なるソフトウェアやツールを利用している企業や組織同士でも、製品データの一貫性や互換性を確保することが可能となります。

一方で、スペースジェットは三菱航空機が開発した地域ジェット機で、かつては「三菱リージョナルジェット (MRJ)」としての名前で知られていました。この航空機は、短距離から中距離の航空路に特化し、高い経済性や環境への配慮が特徴として挙げられます。

航空機の設計や製造プロセスでは、さまざまなサプライヤーや関連企業との間で頻繁にデータのやりとりが必要とされます。このコンテキストにおいて、STEP AP242などの3DAモデル交換標準の導入は極めて理にかなっています。しかしながら、スペースジェットの開発において、STEP AP242の活用に関する一部の課題が発生したようです。具体的には、3DAモデルの変換がうまく行えなかったとのこと。このような事例は、新しい技術や標準の導入に伴う、予期しない問題や挑戦を示していると言えるでしょう。

ここからは創造の域ですが、まずはアセンブル情報の扱いに往生したものと思われます。必要なアセンブル情報を要求されますのでアセンブルを準備することが難しかったものと思われます。3DAモデルのパートファイルの情報が、10303-59の品質条件を満たしていないものと思われます。この変換は、「3D Evolution」で行うこととなっていますが、体験版のライセンス申請のみで使用方法の説明依頼等は、全くありませんでした。基本的には、簡単な問題で残念な結果となりました。

2024年01月