【2025年】CAEのおすすめ10製品(全38製品)を徹底比較!満足度や機能での絞り込みも
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Altair OptiStruct は、静荷重および動荷重下の線形および非線形シミュレーションのための、業界が認めた最新の構造解析ソルバーであり、構造設計と最適化のためのソリューションとしてあらゆる業界で幅広く使用されています。OptiStruct を活用した強度、耐久性、NVH などの性能評価および最適化により、革新的で、軽量かつ構造的に無駄のない製品を迅速に開発することが可能となります。 ◆製品の主な特長 • 非線形解析に対応 • 最先端 NVH 解析ソルバー • 高度に並列化されたソルバー • 30 年間の実績を持つ構造最適化技術 • 高度な積層複合材の最適化機能 ◆メリット <高速で高精度なソルバー技術> • NVH 解析のための最先端ソルバー:騒音 ・振動 ・ 乗り心地(NVH)の効率的かつ詳細な解析と診断に必要とされる最先端の機能と結果出力をサポートしています。 • 非線形解析とパワートレインの耐久性に対応するロバストなソルバー:パワートレイン解析に必要な幅広い物理現象をサポートするため、 熱伝導解析、 ボルトやガスケットのモデリング、 超弾性材料定義、 効率的な接触アルゴリズムなどの機能を備えています。 • 高度な並列処理ソルバー:領域分割法などを活用して数百コアを使った解析を実行可能です。 それによって、 高度なスケーラビリティを実現します。 • 既存プロセスへのシームレスな統合: 高機能なソルバー OptiStruct を含む統合 CAE ソフトである Altair HyperWorks を活用することで、 解析ワークフローの改善が容易になり、同時に費用を大幅に削減することができます。 <数々の受賞歴のある最適化> • 革新的な最適化技術: OptiStruct は過去30 年にわたり、 応力と疲労強度を考慮したトポロジー最適化、 3D プリンターで作成可能なラティス構造を対象としたトポロジー最適化、複合材料などの先進材料を扱った構造設計や最適化技術など、 数多くの先進機能を業界初導入することで最適化技術の発展をリードしてきました。 • 最適化ソリューション: OptiStruct では広範囲な最適化問題を柔軟に扱うために、 様々な製造性制約条件や性能指標条件を用意しています。 ◆機能 =高速な大規模固有値解析ソルバーを統合= 標準機能として実装された自動マルチレベルサブストラクチャリング固有値ソルバー(AMSES︓Automated Multilevel Substructuring Eigen Solver)により、 数百万自由度における数千モードの固有値計算を高速に実行できます。 =高度な NVH 解析= ワンステ ップ TPA(伝達経路解析)、 パワーフロー(振動インテンシティ)解析、 モデル縮退(CMS および CDS スーパーエレメント)、 感度解析、 ERP(等価音響放射パワー)など、 NVH 最適化のための優れた先進機能を備えています。 <設計コンセプトの創造> 【トポロジー最適化】 OptiStruct のトポロジー最適化テクノロジーにより、 革新的なコンセプト案を創造することができます。 ユーザーが定義した設計変数、 目的関数、 製造性制約条件などに基づき、 最適形状案が生成されます。 トポロジー最適化は1次元、 2次元、3次元の設計空間に適用できます。 【トポグラフィー最適化】薄肉構造物の強化には、 ビードやスエージがよく使用されます。 トポグラフィー最適化は、 与えられた許容寸法の範囲内で、 構造強化に最適なビードパターンを生成するなど、 革新的な設計案作成に役立ちます。 典型的な適用例には、 パネルの変形量低減や固有振動数の制御などがあります。 【フリー寸法最適化】フリー寸法最適化は、 切削加工を必要とする金属製部品の板厚分布最適化、 積層複合材のプライ形状最適化などに幅広く用いられています。 フリー寸法最適化では、 各材料層の要素厚さを個別に設計変数として定義することができます。 <設計変数の微調整を目的とした最適化> 【寸法最適化】 寸法最適化では、 材料特性、断面寸法、 板厚などを設計変数として扱うことが可能です。 【 形状最適化】 形状最適化は、 ユーザーが定義した形状変数を変更して、 既存設計を改善するときに活用します。 形状変数は、Altair HyperMesh に搭載されたモーフィングテクノロジーである Altair HyperMorph で生成します。 【フリー形状最適化】 OptiStruct の独自手法であるノンパラメトリック形状最適化を使用することで、 形状変数を自動生成し、 設計要件を満たす最適輪郭形状を決定することができます。 この手法では形状変数を定義する必要がなく、 より柔軟に設計を改善できます。 フリー形状最適化は、 応力集中を緩和するための形状探索などに対して非常に効果的です。 【積層複合材の設計と最適化】 OptiStruct に実装された独自の3段階の最適設計プロセスを使用することで、 積層複合材の設計および最適化が容易になります。 このプロセスは、 直感的で使いやすいプライベースのモデリング手法に基づいています。 また、 積層複合材の設計に特有な積層減少率など、 様々な製造性制約条件を考慮可能です。 このプロセスでは、 最適プライ形状(第1段階)、 最適プライ数(第2段階)、 最適プライ積層順序(第3段階)を段階的に求めます。 【3D プリンティング用ラティス構造の設計と最適化】 ラティス構造は、 軽量性や熱的性質など数多くの魅力的な特性を有し、 また、 多孔質であることに加え、 細胞組織と結合しやすい小柱構造を持つため、 たとえば生体用インプラント構造として高い適性を持っています。 OptiStruct には、トポロジー最適化に基づいてラティス構造を設計できる独自のソリューションが備わっています。 応力、 座屈、 変位、 固有振動数などの詳細な目的関数を考慮しながら、ラティスビーム(格子梁)構造を対象とした大規模な寸法最適化スタディを実施可能です。 ◆主な解析手法と機能 <剛性、 強度、 安定性> • 幾何学的非線形、 接触と塑性変形を考慮した非線形解析 • 超弾性材料および継続的な滑りを持つ大変形解析 • 高速な接触解析 • 座屈解析 <騒音振動解析> • 実固有値 ・複素固有値解析のためのモード解析 • 直接法およびモーダル法周波数応答解析 • ランダム応答解析 • 応答スペクトル解析 • 直接法およびモーダル法過渡応答解析 • 非線形解析結果を初期荷重として与えた <座屈解析、 周波数応答および過渡応答解析> • ローターダイナミクス • 流体 - 構造連成(NVH)解析 • AMSES 大規模固有値解析ソルバー • 高速大規模周波数応答解析ソルバー(FASTFR) • ピーク応答周波数における結果の出力(PEAKOUT) • ワンステップの伝達経路分析(PFPATH) • 放射音解析 • 周波数依存性、 多孔質構 造 を考慮 した <材料特性定義> • ブレーキ音解析 <パワートレイン耐久性解析> • 1次元および3次元ボルトプリテンション • ガスケットモデリング • 接触モデリング • 加工硬化を伴う塑性変形特性 • 温度依存の材料特性 • 領域分割法 <熱伝導解析> • 線形 ・ 非線形定常解析 • 線形過渡応答解析 • 非線形熱 - 構造連成解析 • ワンステップ法による非定常熱応力解析 • 接触を考慮した伝熱解析 <動解析および機構解析> • 静解析、 準静的解析、 動解析 • 荷重の抽出と入力の予測 • システムにおける剛体機構と弾性構造の最適化 <構造最適化> • トポロジー、 トポグラフィー、 フリー寸法最適化 • 寸法、 形状、 フリー形状最適化 • 積層複合材の設計と最適化 • 3D プリンティング用ラティス構造の設計と最適化 • 等価静的荷重(ESL)法 • マルチモデル最適化
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Altair AcuSolve は、Altair の強力な数値流体力学(CFD)ツールです。ロバストかつスケーラブルなソルバーテクノロジーによって、流れ、伝熱、乱流、非ニュートン流体シミュレーションを簡単に実行できます。精度検証された物理モデルが非構造メッシュに適用されるため、効率的に高精度な解析を実行することが可能であり、その結果、モデル生成時間を大幅に短縮し、より多くの時間を製品開発に割けるようになります。 ◆製品の主な特長 • 効率的で柔軟なワークフロー • 流 れ、 乱流、 伝熱解 析、 2 相流に適応した物理モデル • メッシュ品質に依存しない高い精度と安定性 • 非定常・定常解析両方に対応する高速解法 • 数千コアの活用に対して有効な並列計算スケーラビリティ • 剛体と弾性体の連成を含む高度なマルチフィジックス機能 ◆メリット Altair AcuSolve の開発方針において、 解析精度を追求するためにロバスト性や利便性を犠牲にすることはありません。 AcuSolve を使用すれば、 これまで数日、 場合によっては数週間も要したメッシュ品質改善作業が不要となります。 非構造メッシュを構築し、 ソルバーを実行するだけで、高精度な解を安定的に得ることができます。 ◆シミュレーション機能 〈流体モデリング〉 AcuSolve の流体シミュレーション機能は、 非圧縮性流および亜音速圧縮性流に対応しており、 ニュートン / 非ニュートン流動場を解析することが可能です。 Navier-Stokes 方程式を必要としない課題に対してストークス流などの特殊な流動モデルを準備しています。 〈伝熱モデリング〉 AcuSolve では、 固体と流体の伝熱問題を解くことができます。以下の機能がサポートされています。 • 共役熱伝達 • 自然対流 • 灰色体閉鎖空間の輻射 • 太陽輻射 • 薄肉構造の伝熱解析用シェル要素 • 熱交換器モデル 〈乱流モデリング〉 AcuSolve には、 高度な技術要求に応えるために豊富な乱流モデルが備わっています。 使用可能な RANS モデルには以下が含まれています。 • Spalart-Allmaras • SST • k- ω , BSL k- ω • Realizable k- ε , RNG k- ε , Standard k- ε 高精度な非定常解析用に、 以下のモデルがサポートされています。 • Spalart-Allmaras ベース Detached Eddy Simulation(DES および DDES) • SST ベースの Detached Eddy Simulation(SST-DES) • Samgorinsky および動的サブグリッドスケールLargeEddySimulation 乱流遷移を含めた解析において、 AcuSolveは以下の遷移モデルに対応しています。 (Spalart-Allmaras および SST RANS/DES モデルとの互換)︓ • γ 1 方程式モデル • γ -Re θ 2 方程式モデル 〈混相流モデリング〉 AcuSolve の混相流機能は非圧縮 2 相流機能で、 熱伝導、 乱流、 移動変形メッシュ、 不連続インターフェースおよび流体構造連成機能を備えています。 密度比の制限はなく、 空気 /水、 オイル / 水などの解析が可能です。 〈メッシュ移動機能〉 AcuSolveは変形メッシュの処理に対して2つの手法をサポートしています。 Arbitrary LagrangianEulerian(ALE)法のメッシュ移動アルゴリズムは、複雑な動きに適応する一般的なソリューションです。 動作を単純化できる場合、 AcuSolve の境界条件ツールで設定します。 このツールは、 境界表面の動きをモデル全体に伝えるための定義をします。 〈ユーザー定義関数(UDF)〉 ユーザー独自の関数を作成することで、 材料モデル、 境界条件、 ソース項、 およびソルバーの多くの機能を カスタ マイズ可能です。 UDF 内にあるデータアクセス関数の標準セットに加えて、クライアントサーバープログラミング機能も提供されています。 これにより、 CFD シミュレーションを、制御システムコードなどの外部アプリケーションと連携することができます。 〈マルチフィジックス機能〉 過渡流体解析や変形メッシュを扱う上での強みを持つ AcuSolve は、 外部コードとの連携なし に、 以下のマルチフィジックス解析を行うことができます。 • 接触を考慮しない剛体動力学 • 線形構造変形 Altair HyperWorks の他製品との連成により、さらに以下の解析が可能となります。 • 質量粒子パーティクルトレース(AcuTrace との連成) • マルチボディ動力学(Altair MotionSolve との連成) • 非線形構造変形(Altair OptiStruct との連成) 〈プリプロセッシング機能〉 AcuSolve 専用のグラフィカルユーザーインターフェースである AcuConsole を活用することで、効率的にモデリングを行うことができます。 Altair HyperMesh に は AcuSolve で頻繁に使用されるコマンドの大部分が含まれています。 また、Altair SimLab から基本的な流体および熱伝導解析へアクセスでき、 同一のインターフェースで熱流体 - 構造連成シミュレーションの準備が可能です。 〈ポストプロセッシング機能〉 AcuSolve の解析結果は AcuFieldView* によってポスト処理されます。 これは、 Intelligent Light の FieldView CFD ポストプロセッサーのOEM バージ ョン で す。 AcuFieldView は、 クライアントサーバーベースの並列処理を使用してAcuSolve シミュレーションのポストプロセスを実行可能にし、自動化するためのツールも備えています。
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Altair Activate は、複合領域のシステム・オブ・システムのモデリングおよびシミュレーションや最適化を、特有の 1D ブロックダイアグラムを用いて実行するためのオープンで統合的なプラットフォームを提供します。ユーザーはモデルの一部を、AltairMotionSolve や Altair Flux のような Altair の 3D ツールや、サードパーティのツールから取り込むことが可能です。加えて、Simulink からモデルをインポートすることもできます。 ◆製品の主な特長 • パラメータ化された階層構造システム ・オブ ・ システムモデル • シグナルベースモデルと物理モデルの容易な結合によるシステムモデルの定義 • 容易に拡張が可能な内蔵ブロックライブラリとライブラリ管理ツール • モデル交換と連成シミュレーションのための FMI/FMU • マ ル チ ボ デ ィ、 電 磁 界、 有 限 要 素、CFD 等のモデルを包含する複合領域モデル • 0D および 1D、 3D の各モデリング手法の組み合わせによる、 異なるタイプのコンポーネントへの最適なアプローチ ◆メリット 〈システムレベル性能の向上〉 複合領域システムの動的挙動のシミュレーションとその性能の改良を行えます。 来歴が異なるコンポーネントから構成されるセンサー、 アクチュエーター、 制御等の機能を統合したシステムのモデル化やシミュレーション、 検証を容易に実行できます。 〈モデルベース開発の活用〉 Altair Activate は、 製品開発プ ロセス全体にわたる、 製品の機能評価やコミュニケーションのための共通フレームワークを提供します。 システムレベルで what-if 解析を実行することにより、複数の設計試案を迅速にテストし、 システム内の全てのコンポーネントの相互作用を検討することができます。 〈早期段階での機能要件の把握〉 Activate により、 ユーザーは、 設計プロセスの早期段階で全ての設計要件が満足していることを確認でき、 かつ、 システムレベルでの問題を特定することも可能です。 Activate では、 モデルシステムに簡単に組み込むことができる内蔵ブロックが標準で装備されていることに加え、 プラントモデルを表現するために有用な Modelica ライブラリやSPICE ライブラリを利用することも可能です。 ◆機能 〈ダイアグラムの直感的な構築〉 • 迅速なモデル構築のためのドラッグ&ドロップおよび結合パラダイム • ウィンドウ間でのドラッグ&ドロップやコピー&ペーストによるダイアグラムの編集が可能なマルチウィンドウ仕様 • 同じセッション内での複数モデルの同時読込み/ 処理のサポート 〈ハイブリッドモデリング〉 動的モデルの連続時間および離散時間でのモデル化とシミュレーション 〈複合領域のモデル化〉 Activate は、 機械や電気などの複合分野をサポートしており、 現実のシステムを複合的に組み合わせたシステム挙動のモデル化やシミュレーションが可能です。 〈パラメータ化された階層構造モデル〉 • 1D ブロックダイアグラムのモデルライブラリを用いて、 実際のシステムの階層構造コンポーネントベースモデルを構築できます。 • 同 一 モ デ ル 内 で 信 号 ベ ース、 Modelica、SPICE の各ブロックを混在させることができます。 • 大規模かつ複雑なシステムをモデル化する際、ダイアグラム内の複数のブロックを “カプセル”化して単一ブロックにすることでスーパーブロックを簡単に作成できます。 • スーパーブロックはモジュラーで再利用可能で、 マスクすることもできます。 また、 通常のブロックと同様に扱うことができ、 モデル化に柔軟性を与えます。 • モデルはスーパーブロックを用いることにより階層構造を持つことができ、 そのスーパーブロック毎にパラメータの定義と値の確認が可能です。 設定されたパラメータはスーパーブロックに付属しており、 他のモデルへコピーされた場合もパラメータ構造を保持します。 〈内蔵のブロックベースモデルライブラリ〉 Activate では、 パレットと呼ばれる使いやすいライブラリシステムで利用可能な、 以下の多様な事前定義ブロックが標準装備されています。 また、 ユーザー定義のカスタムブロックを C 言語もしくは OML 数学スクリプトで作成することもでき、それらを新規もしくは既存のライブラリに保存し、標準ライブラリと同様に使用できます。 • Signal Generators • Signal Viewers • Signal Importers • Signal Exporters • Signal Conversions • Signal Properties • Math Operstions • Dynamic • Hybrid • Routing • Logical Operations • Activation Operations • Matrix Operations • Lookup Tables • Ports • Buffers • Bus Operations • Optimization • Cosimulation • FlipFlops • Custom blocks 〈Modelica と SPICE を用いた物理コンポーネントモデル〉 上のリストに挙げたシグナルベースのブロックに加えて、 電気回路や電磁界、 力学、 熱等の物理挙動を表現するためのライブラリの集合体であ る Modelica standard library(MSL) やSPICE ライブラリも利用できます。 これらのブロックは、 ユーザー定義ブロックを用いて拡張できます。 〈ライブラリ管理〉 ユーザーは、 コンポーネント の作成 と カスタムアプリケーションのアセンブルを容易に行えます。 Activate のライブラリマネージャーを使用することにより、 カスタムライブラリの作成と編集が可能になります。 また Activate では API 機能と共にIDE も装備しており、 ライブラリの管理をより強力にサポートします。 〈ハイブリッドシミュレーター〉 Activate のシミュレーターは、 連続時間、 離散時間およびイベントベースの各挙動を含む動的システムを精確にかつ安定して解くために以下のような高性能数値ソルバーを装備しています。 〈最適化〉 以下の機能を用いてシステム性能を改善したり、ロバストな制御ロジックをデザインしたりするための最適化問題を設定できます。 • グラフィカルな最適化ツール – 最適化問題を設定し解くための最も簡単な方法です。 • スクリプトを用いた最適化 – Activate のシミュレーション結果と数学スクリプトの組み合わせからコストと制約が計算されるような一般的な最適化問題を解くためのパワフルなメカニズムです。 • BOBYA 最適化ブロック – この最適化ブロックはモデル内で直接使用可能であり、 外部の関数をコールすることもリンクすることも不要です。 – Max-min / min-max 問題の設定のために複数の最適化ブロックを組み合わせることも可能です。 〈FMI(Functional Mock-up Interface) を用いたモデル交換と連成シミュレーション〉 Activate は FMI 2.0 を、 FMU(Functional Mock-up Unit)のインポートおよびエクスポートに関して、 モデル交換と連成シミュレーションの両方についてサポートしています。 〈マルチボディダイナミクス解析や電磁界解析との連成シミュレーション〉 Activate が持つ専用のインターフェースにより、 マルチボディシステム(MBS)および電磁界モデルを含むような複雑なシステムモデルの連成シミュレーションが可能です。 このようなシステムでは、 MBS や電磁界モデルは独自ソルバ-で、 制御サブシステムはActivate で、 それぞれをシミュレーションすることで、より効率的に全体システムを解析できます。 〈線形化〉 Activate ではブロックを線形化して線形モデルを作成できます。 線形化のタイミングとして、シミュレーション中の時刻をユーザーが設定できるほか、状態変数や応答の収束状況から定常状態となった時点(自動的に計算)を用いることもできます。 〈実行可能コードへのモデルのコンパイル〉 Activate では、 パフォーマンスの向上やモデル内容の秘匿のためのコード生成機能をサポートしています。
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ANSAとは、株式会社BETA CAE Systems Japanが提供しているCAE製品。レビュー件数は0件のため、現在レビューを募集中です。
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CAEの基礎知識
CAEとは、コンピュータ支援で製品の設計と解析を行う技術のことです。
CAE(Computer-Aided Engineering)は、設計段階で構造解析・流体解析・熱解析などをコンピュータ上でシミュレーションし、性能や耐久性を事前評価する工学解析技術です。
試作前に仮設モデルで負荷・応力・熱伝達・振動・流れなどを検証し、開発コストや納期短縮、品質向上を可能にする強力な設計支援ツールです。
たとえば、自動車メーカーではCAE解析によりクラッシュテストの部品破損傾向を予測し、試作数を70%削減、開発期間を30%短縮した事例があります。
- CAEの比較ポイント
- 対象解析の対応範囲
- ソルバー精度と計算速度
- メッシュ生成の柔軟性と自動化
- CAD連携と前処理の使いやすさ
- 解析結果の可視化・レポート機能
- CAEの選び方
- 自社の解析対象と目的を整理する
- 必要な解析機能と精度・計算性能を定義する
- 候補製品を機能・価格で比較し絞り込む
- 導入事例やレビューを参考に選ぶ
- PoC・検証試算で操作性やコストを確認する
- CAEの価格・料金相場
- 高性能解析パッケージ
- ミドルレンジ解析ソフト
- オープンソース・学術目的
- CAEの導入メリット
- 試作コスト削減と開発効率の向上
- 性能評価の精度向上とリスク軽減
- 製品設計のイノベーション促進
- CAEの導入デメリット
- ライセンス・保守費用が高額になる
- 専門知識・操作スキルが必要
- 大規模解析では計算リソースが重い
- CAEの導入で注意すべきポイント
- 解析対象とCAE導入目的の明確化
- 人材育成と教育サポート体制を整備
- 計算環境の整備とライセンス管理を適正に行う
- CAEの最新トレンド
- クラウドベースSimとスケール解析
- GPUアクセララレーションによる高速化
- マルチフィジックス統合解析の深化
- AI/MLによるサロゲートモデル活用
- DX推進を支える自動化解析とレポート生成
- CAEの機能一覧
- 基本機能
CAEの比較ポイント
- 対象解析(構造/流体/熱/電磁気など)の対応範囲
- ソルバー精度と計算速度
- メッシュ生成の柔軟性と自動化
- CAD連携と前処理の使いやすさ
- 解析結果の可視化・レポート機能
対象解析の対応範囲
CAEの比較ポイントの1つ目としては、どの物理領域に対応するかが挙げられます。
構造、流体、熱、衝撃、電磁界など、対象に応じた解析モジュールの有無が評価精度に影響します。
ソルバー精度と計算速度
2つ目は、解の精度と計算効率の両立です。
高精度ソルバーは信頼性高い解析結果を出せますが、計算量が多いと解析時間がかかり、開発サイクルに影響するため、バランスが重要です。
メッシュ生成の柔軟性と自動化
3つ目は、モデル形状の複雑さに対応できる自動メッシュ作成力です。
自動化精度やヒューマンエラー抑制、不具合ポイントの発見など解析信頼度の向上に直結します。
CAD連携と前処理の使いやすさ
4つ目は、CADデータから解析準備までの流れがスムーズかどうかです。
一貫したデータ連携があれば、修正反映や解析条件変更も容易になり、業務効率化につながります。
解析結果の可視化・レポート機能
5つ目は、解析結果を視覚的に把握しやすい出力性能です。
熱流・応力分布・流線表示など、関係者への共有や意思決定に不可欠な機能です。
CAEの選び方
- ①:自社の解析対象と目的を整理する
- ②:必要な解析機能と精度・計算性能を定義する
- ③:候補製品を機能・価格で比較し絞り込む
- ④:導入事例やレビューを参考に選ぶ
- ⑤:PoC・検証試算で操作性やコストを確認する
自社の解析対象と目的を整理する
CAEの選び方の1つ目は、どの物理解析が必要か明確化することです。
構造耐久、流体動作、熱分散、電磁特性など、目的に応じたモジュール選定が解析品質に直結します。
必要な解析機能と精度・計算性能を定義する
2つ目は、解析の正確性・計算速度・メッシュ技術など客観指標を事前に設定することです。
明確な基準を持たないと、製品選定後に期待精度に届かない問題が発生します。
候補製品を機能・価格で比較し絞り込む
3つ目は、ANSYS、Abaqus、COMSOL、SolidWorks Simulationなどを機能比較し、自社要件に合致する製品を選ぶこと。
初期導入・保守コストも含めた比較が重要です。
導入事例やレビューを参考に選ぶ
4つ目は、同業他社や類似規模での導入実績、ユーザーの評価を確認することです。
運用障壁や課題対策が事前に把握でき、選定ミスを減らせます。
PoC・検証試算で操作性やコストを確認する
5つ目は、実モデルでのサンプル解析やベンチマーク評価を実施すること。
解析速度・精度・サポート対応などを実地で確認し、本導入の判断材料にします。
CAEの価格・料金相場
製品タイプ | 初期費用 | ライセンス形態 | 年間保守費用 |
---|---|---|---|
高性能解析パッケージ | 数百万円〜 | ノード/コア・年間サブスクリプション | 数十万円〜 |
ミドルレンジ解析ソフト | 数十万円〜 | ユーザー・年間契約 | 数万円〜 |
オープンソース・学術目的 | 0円〜 | コミュニティ支援型 | サポート無しまたは有償契約 |
高性能解析パッケージ
ANSYSやAbaqusなどは初期数百万円からで、年間保守に数十万円〜数百万円が必要です。
極めて高精度・大規模解析に向きますが、コスト負担も重いため用途に応じた導入が重要です。
ミドルレンジ解析ソフト
SolidWorks Simulationなどは初期数十万円、保守に数万円〜の導入が一般的です。
中小企業や設計部門のセルフ解析用途に適しています。
オープンソース・学術目的
Elmer、CalcFlow、OpenFOAMなどは無料で使用可能で、自社カスタマイズも可能です。
ただし保守や導入支援は別途必要となるケースがあります。
CAEの導入メリット
- 試作コスト削減と開発効率の向上
- 性能評価の精度向上とリスク軽減
- 製品設計のイノベーション促進
試作コスト削減と開発効率の向上
CAEのメリットの1つ目は、物理試作回数削減によるコストと時間の節約です。
設計段階で不具合や弱点を洗い出すことで開発期間を短縮できます。
性能評価の精度向上とリスク軽減
2つ目は、実環境での挙動を予測でき、重大な設計ミスや事故リスクを未然に防ぐ点です。
製品設計のイノベーション促進
3つ目は、複数条件での代替設計を比較したり、最適化解析をすることで、革新的な設計が生まれやすくなる点です。
CAEの導入デメリット
- ライセンス・保守費用が高額になる
- 専門知識・操作スキルが必要
- 大規模解析では計算リソースが重い
ライセンス・保守費用が高額になる
CAEのデメリットの1つ目は、高性能モデルは初期・維持両面でコスト負担が重く、中小規模では導入障壁が高い点。
専門知識・操作スキルが必要
2つ目は、適切にモデルを作成し解析するには材料力学やメッシュ理論などの高度スキルが求められること。
大規模解析では計算リソースが重い
3つ目は、大規模モデルの解析には高性能CPU/GPUや並列処理環境が必要で、ハード導入・維持が大きな投資になります。
CAEの導入で注意すべきポイント
- 解析対象とCAE導入目的の明確化を行う
- 人材育成と教育サポート体制を整備する
- 計算環境の整備とライセンス管理を適正に行う
解析対象とCAE導入目的の明確化
どんな解析を行い、何を改善したいのか具体的に定義しないと、導入後に成果が見えなくなる可能性があります。
人材育成と教育サポート体制を整備
社内にCAE専門技術者を育成するか、外部支援体制を構築するか検討し、教育計画を事前に整える必要があります。
計算環境の整備とライセンス管理を適正に行う
解析規模に適した計算サーバーやクラウド設定、並列処理環境、人員によるライセンス配分も運用上重要です。
CAEの最新トレンド
- クラウドベースSimとスケール型解析環境
- GPUアクセララレーションによる高速化
- マルチフィジックス統合解析の深化
- AI/MLによるサロゲートモデル活用
- DX推進を支える自動化解析とレポート生成
クラウドベースSimとスケール解析
CAEの最新トレンドの1つ目は、クラウド上で必要な時に解析環境を構築し、スケールアウト解析を柔軟に実行できる流れです。
GPUアクセララレーションによる高速化
2つ目は、GPUを活用した高速処理で、従来時間のかかる非線形・流体解析なども短時間で実行可能となる技術革新です。
マルチフィジックス統合解析の深化
3つ目は、構造・流体・熱・電磁など異なる物理現象を連携して解析できる統合的な解析環境が進化しています。
AI/MLによるサロゲートモデル活用
4つ目は、簡易モデルをAIが補完し、本解析結果を予測・再現する技術で、試行回数の削減にも寄与します。
DX推進を支える自動化解析とレポート生成
5つ目は、解析の実行から結果出力までを自動化し、レポート生成も含めたDX設計業務の効率化が進行中です。
CAEの機能一覧
基本機能
機能 |
解説 |
---|---|
計算流体力学(CFD) | 流体や気体の挙動をモデル化し、おのおのの相互作用、及び接触する表面のモデリングを行うことで、非圧縮性/圧縮性の流体、層流/乱流の識別、混相流における問題解決などを図れる |
有限要素解析(FEA) | 1つの大きな問題を有限要素と呼ばれる少数の小さな問題に分解し、物理的な力によって製品や構造物がどのような影響を受けるかといった複雑なエンジニアリングの問題を管理可能な領域に分解する |
製造プロセスシミュレーション | 実際の生産システムをコンピュータ上でモデリングし、パフォーマンスをシミュレートすることで、生産ラインの問題やシステム内の欠陥の特定などに役立てられる |
メカニカルイベントシミュレーション(MES) | プロダクトが落下した場合の床との相互作用など、実際のオブジェクトが特定のイベントにどのように反応するかをシミュレートする |
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