3D CADの普及から製造業DXが語られるようになるまでの約20年間を振り返る：3D設計の未来（1）（1/2 ページ）
機械設計に携わるようになってから30年超、3D CADとの付き合いも20年以上になる筆者が、毎回さまざまな切り口で「3D設計の未来」に関する話題をコラム形式で発信する。第1回のテーマは「設計／製造ITのトレンドの変遷」についてだ。
皆さん、こんにちは！ 土橋美博です。今回から「3D設計の未来」をテーマにしたコラム形式の新連載がスタートしました。機械設計に携わるようになってから30年超、3D CADとの付き合いも20年以上になる筆者が、毎回さまざまな切り口で「3D設計の未来」に関する話題を皆さまに提供していきます。
図1は筆者のこれまでの歩みを、CAD導入やデジタル推進の流れにフォーカスして簡単にまとめたものとなります。同世代の設計者の皆さんと共通する部分も多いのではないでしょうか。
筆者の経験に基づくと、3D CADを導入したのが今から約20年前になるわけですが、その間、設計を取り巻く環境や製造業のIT領域でもさまざまなワードが飛び交っていました。以下、思い付くものをざっと列挙してみました（順不同）。
- 可視化ツール
- フロントローディング
- コンカレントエンジニアリング
- PLM
- 全体最適／部分最適
- 設計者CAE
- BOM
- モデルベースデザイン（MBD）
- モジュラーデザイン
- エコシステム
- インダストリー4.0
- IoT（モノのインターネット）／IIoT（産業用IoT）
- 3Dプリンタ
- クラウドコンピューティング
- VR／AR／MR
- AI（人工知能）／ML（機械学習）
- RPA
- リモートワーク
- ジェネレーティブデザイン
- 生成AI
懐かしいものからすっかり定着しているもの、さらには新しいものまで、さまざまなワードが頭に浮かびますね。皆さんはいかがでしょうか？ 筆者自身、実際にこれらワードに関連する技術やツール、考え方などに触れ、業務だけでなく、ライフワークである3D推進や記事執筆などの活動にも役立ててきました。
今回は、これらワードを含む設計／製造ITのトレンドの変遷について、2000年ごろから現在までの流れを振り返りたいと思います。なお、筆者の経験や当時の感覚に基づく内容が含まれることをあらかじめご了承ください。
2000年ごろ
まずは2000年ごろです。それ以前はハイエンドが主流だった3D CADですが、ミッドレンジの3D CADが登場したことで、3D CADの普及が広がり始めました。当時、3D CADのうたい文句の1つとして、“製図を知らず、図面を読むことができない人でも理解できる可視化ツールである”ことが強調されていました。良しあしは別に、今でも同じようなことが言われていますね。
言うまでもありませんが、3D CADは設計業務だけでなく、関係者を集めたデザインレビュー（DR）でも効果を発揮し、設計審査の精度や品質向上に寄与します。また、3D CADで作成した3Dデータを、営業、調達、製造、品質、保守といった設計以外の部門と共有することで、早期の製品理解や業務の事前検討に役立てられます。このあたりのメリットも今も変わらずです。
3D CADによる可視化の効果は設計段階のみにとどまりません。例えば、設計と同時進行での組み立て検証や保守保全のための検証、帳票作成といったコンカレントエンジニアリングの実現は、3Dビュワーの活用とともにさらに広がっていきます。
そして、以上のような流れを後押ししていたのがフロントローディングです。これまでは、実際にモノが出来上がった後に製品品質を高めるための設計改善や製造検討作業が行われてきましたが、ミッドレンジ3D CADの普及を機に、それらを設計段階で進め、早期に品質を作り込み、手戻りを削減していこうという流れが本格化していきました。
2010年ごろ
2010年ごろはどうだったでしょうか。設計者CAEによって、製品の不具合を、試作や組み立て後ではなく、設計段階で見つけられるようになってきました。それ以前は、シミュレーションは解析専任者が行うものというのが当たり前でしたが、3D CADにCAEがオプション（あるいは標準）で搭載されるようになり、設計者自身が3D CADとCAEを行き来しながらバーチャル上で設計と検証を繰り返し、品質を高めていくことが可能になりました。
3Dデータが製造業に関わる企業の中で一気通貫のデータとして扱われるようになると、これを管理／運用する大規模なシステムとしてPLMの重要性が唱えられるようになりました。こうした取り組みは別の用語で「サイマルテニアスエンジニアリング」ともいわれ、大手企業を中心に理想の管理／運用環境としてPLMシステムの導入が広がっていきます。
PLMの中で、製品の構成を示すBOMの効果的な運用方法や、その可視化技術も求められるようになりました。PLMは製造業の全体最適を目指すものでしたが、特に中小企業ではこれを推進するリソース（ヒト、モノ、カネ）が不足していることから、部分最適を繰り返すことで全体な効果につなげていく方法がとられるようになっていきました。
また当時は、3Dプリンタが購入しやすい価格帯で登場し、個人ユースを含めた一大ブームを巻き起こしました。
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