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機械設計歴20年以上のT.surfと言います。
今回は以下に関する記事です。
【機械設計の3DCAD】
ヒストリーCAD（ｿﾘｯﾄﾞﾜｰｸｽなど）
について企業様の誤解
⇩本記事は以下の方にオススメです⇩
検討中の企業
ヒストリーCADは
論理的だ
自動修正や自動設計
も次世代チックだ
⇩本記事を読むと以下が わかります⇩
待ってください
実際のヒストリーCADを
もっと知っていただくと
そのようなことがウソで
あることがわかります。
まずは
ヒストリーCADの提案するパラメトリック設計については
以下の記事を御参照ください。
- ①結論
- ②経営層が抱いているヒストリーCADの幻想１
- ③経営層が抱いているヒストリーCADの幻想２
- ④経営層が抱いているヒストリーCADの幻想３
- ⑤ヒストリーCADは設計のソフトではない
- ⑥ヒストリーCADの問題点
- ⑦まとめ
①結論
3DCAD導入とは、
導入を検討する企業にとって設計手段を
変えるに等しい重大事業です。
3DCAD導入そのものもそですが
その後の運用も頭を悩ます課題となります。
この時の問題として、
ソリッドワークスなどのヒストリーCADは、
経営者が非常に好むCADである
というものです。
多くの経営者は
機械設計の実務をやったことがありません。
そこに3D＋目新しさ
という経営者にとってはまるで
設計の概念の改革のような錯覚をしてしまうでしょう。
ロマンを抱いてしまうわけですね。
ですが、現実は
ノンヒストリーの最高峰であるICADであれば
1時間で終わる作業が、
- 自由度のない操作
- 大して役に立たない拘束や履歴組み作業
- 拘束エラーの修正地獄
- 重い動作
- 頻発するバグ
- 頻発するクラッシュ
などで下手したら1日以上掛かるという
本末転倒な結果になることとなります。
これは
結果論として安易な目新しさに釣られてしまった経営者を
非難しているわけではありません。
2DCADしか経験がなく、
- ノンヒストリーCADであるICADのような自由度の高さ
- ソリッドワークスなどのヒストリーCAD
を比較したことのない設計者なら誰でも間違います。
しかも、最初からヒストリーCADを使ってる設計者は
自分達が恐ろしいほどの意味のない苦労をしている
ということさえ気づいていないでしょう。
②経営層が抱いているヒストリーCADの幻想１
多くの企業の経営層の方が
検討中の企業
自動設計、自動修正
で設計が楽になる
と思っていらっしゃると思いますが
現実のパラメトリック設計では、大変更であればあるほど
自動修正や自動設計が、うまくいくことのほうが極稀です。
大変更の場合、ほとんどのケースにおいて
それこそ拘束の組み方によって不可能な場合が多いです。
その場合、莫大な時間をかけて拘束を削除し
拘束の組みなおしを行います。
検討中の企業
それは、
拘束を理論的に
組んでいないからだ
違います。
全ての変更に対応した
拘束の組み方なんて存在しないからです。
なので、
設計者の考えによって拘束の組み方も違ってきます。
原理原則、論理性の普遍性は皆無といって
差し支えないでしょう。
これは、当然と言えば当然のことです。
③経営層が抱いているヒストリーCADの幻想２
経営層の典型的な誤解
多くの経営層の方が
検討中の企業
設計が理論的になる
と思っていらっしゃると思います。
これが経営層にヒストリーCADが好まれる理由
なのです。
ですが・・・
拘束や履歴の目的
拘束や履歴が設計を論理的に現すもの
というのは
完全に違います。
ヒストリーCADによる拘束は、
設計を理論的に現すためではありません。
あくまでパラメトリック設計のため
のものです。
設計が理論的かどうかんなて
レイアウトによって現すものであって
CADでのモデリングで現すものじゃないでしょう！
拘束や履歴が設計の論理化ではない証拠
拘束や履歴は設計の論理化ではなく
パラメトリック設計のためのものである
と解説しました。
もしヒストリーCADの拘束や履歴が―
- 設計を論理化するものである
- 設計の論理を表すものである
―であるならば
履歴の作成法や拘束のやり方は１つに収束するはずです。
だれが組んでも同じになるはずですよね？
ですが実際にはそうはなりません。
なぜか？
結局、拘束や履歴はパラメトリックのためのなので
設計者によって
- どのような設計変更か？の想定が異なるし、
- それに対してどのように拘束や履歴を組むか？
―などが100人500様となるからです。
とても一つに収束しません。
これ一つ見ても、
設計を論理的に表すためのものでないことがわかります。
しかも先ほど
設計者によって想定する設計変更が違う
と表現しましたが、考えてもみてください。
どんな設計変更があるか？
なんて予知能力じゃあるまいし
わかるはずがありません。
かくして、莫大な時間をかけた拘束や履歴も
変更内容によっては役に立たないばかりか
既存の拘束を削除して莫大な時間をかけて拘束組み直し
なんてこともザラにあります。
④経営層が抱いているヒストリーCADの幻想３
多くの経営層の方が
検討中の企業
ヒストリーCADには
通常の2D機能がない。
いい機会だ
2Dは時代遅れだ
必要ないだろう
と思っていらっしゃると思いますが
違います。
2Dは時代遅れで3Dが最先端というわけではありません。
使い分けの問題なのです。
０からの構想設計の場合、実は2Dレイアウトの方が
質の高い検討が短時間で可能なのです。
なぜなら、
- 上面視で装置全体のおおよその機構配置や機構動作
など成り立つような検討をして・・ - その後 側面視などでより精度の高い検討をする
というように 上面と側面を別々で検討できるからです。
これを、3Dでいきなりやろうとすると
全てを一度に決めなくてはいけません。
0からの構想設計の場合、
上面と側面を別々で検討できるメリットは大きく
それに加え、3DCADの場合
3D空間上の平面で2Dレイアウトができ
そこから直接3Dに展開ができる
という点において2DCADより優れた
2Dレイアウトが可能です。
この3D空間上の平面で行う2Dレイアウトこそが、
トップダウン設計の根幹なのです。
2D機能は絶対に必要です。
いや、
それ以外にも2Dでしかできない検討や設計はあります。
例えば
- タイムチャート検討は2Dでしかできません。
- エア配管系統図も2Dでしかできません。
少し話が脱線しましたが
ただし、
詳細設計という肉付けの段階となると3Dのほうが速い
ということも付け加えておきます。
要は、使い分けで
今までの設計に問題があったとするのであれば
それは、全て2Dでやっていたことが問題であって
2Dそのものが問題なのではないのです。
そして、次章で解説しますが
ヒストリーCADは、2D機能に自由度がほとんどなく
また相性的な問題で、3D空間上の2Dレイアウトは
かなり難易度が高くCADによっては不可能です。
⑤ヒストリーCADは設計のソフトではない
3DCADにおける設計とは
まず、3DCADにおける設計とはなんでしょうか？
実は・・
- 3Dモデリングにしろ
- パラメトリック設計のための拘束組みにしろ
あくまで
3DCADオペレートであって設計ではありません。
3DCADにおける設計とは
トップダウン設計で必須の3D空間の平面で行う
2Dレイアウトです。
CADメーカー
まだまだ2Dで
設計している方が
おられるので・・・
とかそういう時代背景的な問題ではありません。
構想設計などのレイアウトは2Dで行うほうが
はるかに効率的です。
このトップダウン設計における
3D空間上の平面で行う2Dレイアウト
こそが、
3DCADの設計の本質であり核心なのです。
しかし、
ヒストリーCADは、このトップダウン設計の
2Dレイアウトが非常にやりづらいです。
理由は至極簡単で
- 大変更であればあるほど
かえって役に立たないパラメトリックに拘って
CADの操作に自由度がほぼない
上記に加えて
- 根拠のない部品を先に作成し拘束によって
部品の形状や相対位置を決めていく
パラメトリック設計 - 2Dレイアウトによる全体構想で
根拠のある部品の形状や絶対位置を決める
トップダウン設計
上記は、
相性が非常によろしくないのです。
ヒストリーCADメーカー
に騙されるな
注意なのですが
ここで問題にしているのは、トップダウン設計が
できるか？／できないか？
ではありません。
トップダウン設計が
やりやすいか？／やりづらいか？
であり、これは天と地ほどの差があることから
これが問題なのです。
なので、ヒストリーCADメーカーに
検討中の企業
トップダウン設計は
できますか？
と聞けば、おそらく彼らは
CADメーカー
できますよ
と言うでしょう。
それはそうでしょう。
実際の設計者から苦情があったのでしょう。
最近のヒストリーCADは、それでも
トップダウン設計ができるようにアップデート
しているからです。
しかし、ヒストリーCADのトップダウン設計は
これまた非常にやりづらく、無駄にハードルが高いのです。
なぜなら、先述のとおり
- 拘束によって
部品の形状や相対位置を決めていく
パラメトリック設計 - 2Dレイアウトによる全体構想で
部品の形状や絶対位置を決める
トップダウン設計
上記は、相性が非常によろしくないからです。
しかも上記に加え・・・
- 彼ら（ヒストリーCADメーカー)は、
トップダウン設計を真に理解していません。
ヒストリーCADに対して、言われて後付け感満載の
レイアウト機能を見るとよくわかります。
以下の記事は、ソリッドワークスで用意してある
レイアウト機能が使えないと判断し、
- その理由
- 対処法
を記事にしたものです。
ヒストリーCADとは
ヒストリーCADの場合、全体構想がない状態から
- 根拠のない部品を生み出し
- 拘束による相対位置で部品の相対位置を決定
そんな ヒストリーCADによるパラメトリック設計こそ
非論理的ではないですか？
逆に2Dによる全体構想から、
- レイアウトにより根拠のある部品の形状
- レイアウトにより部品の絶対位置を決める
トップダウン設計を得意とするノンヒストリーCADこそ
理論的ではないですか？
ヒストリーCADは、大変更ほど
役に立たないパラメトリック設計のためのCADです。
おっ 数値変えたら
形状も変わった～
というためだけのくだらんものであり、
設計のためのCADではない
と断言します。
⑥ヒストリーCADの問題点
根本思想から間違っている
ヒストリーCADが提案するパラメトリック設計には
様々な問題があります。
CADシステムの根本思想から間違っているので
- トップダウン設計がやりづらい
- 2Dでしかできない検討ができない
などの大問題があります。
上記の理由から、ヒストリーCADは
- できる検討の幅が狭い
- 質の高い検討が不可
という大問題があります。
それに加え
大変更であればあるほど、うまくいかない
自動設計や自動修正のパラメトリック設計のため
拘束に莫大な時間を掛ける
ということでも大問題であり、
このようなことが、あってはならないのです。
そんな無駄な時間があれば
- 質の高い検討
- 納期短縮
いくらでも上記に転用できます。
問題点まとめ記事
管理人視点から、ヒストリーCADの問題点を
まとめ上げました。
記事数が多く長編ですが、どうか目を通して
ヒストリーCADが、いかに設計者を苦しめるものなのか
御理解ください。
⑦まとめ
管理人的にはヒストリーCADは
おススメしません。
検討中の企業
では、おススメのCADは？
と問われた時に
一旦 おススメCADの定義を整理しましょう。
その定義とは・・
- トップダウン設計の2Dレイアウトが
やりやすいこと - CADとしての自由度が高いこと
- 2D機能が充実していること
となります。
結論として
ノンヒストリーCADの最高峰
富士通のICAD
となります。
3DCADを使用した機械設計における設計とは
トップダウン設計のための2Dレイアウトが本質です。
決して、全ての変更に対応できないことから、
大変更であるほど、極たまにしかうまくいかない
パラメトリック設計のことではありません。
どうか この本質を忘れないでください。
本記事は以上です。
最後までお読みいただきありがとうございます。
