自動車部品設計者が備えるべき「3DA モデル対応」とは？トレンド、CAD データを活用した対策を紹介

日本自動車工業会 (JAMA) は 2003 年より、開発期間短縮、コスト削減、品質向上、グローバル化といった課題解決を目指し、3D 図面（3DA モデル）標準化活動に取り組んでいます。電動化に対応すべく、新しい部品領域での開発を急ぐ自動車部品メーカーのソリューションとして、3DA モデルの活用はとくに注目されています。

今後は、国内外の自動車 OEM が日本の自動車部品メーカーに対して、3DA モデルの使用やトレーサビリティ情報への対応を求めることが予想されます。中でも海外の完成車メーカーでは、サプライヤーに 3DA 対応を必須とするケースが多く見られます。

そこで今回は、完成車メーカーである自動車 OEM の設計にまつわるトレンドに迫り、新たな業界標準である 3DA モデルについて詳しく紹介します。

記事の後半では Creo のお客様導入事例もご紹介しておりますので、ご関心のある方はぜひ最後までご覧ください。

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自動車 OEM とサプライヤーとの間で自動車部品の製品技術情報をやり取りする際に、3D 図面（3DA モデル）を使用するケースが増えています。ここでは、自動車 OEM の設計にまつわるトレンドについて見ていきましょう。

自動車部品メーカーも今後、このトレンドの影響を受けることが想定されますので、ぜひご確認ください。

ものづくりのグローバル化は進んでおり、海外の自動車 OEM から部品生産を受注している自動車部品メーカーも増えています。とくに海外の自動車 OEM では 3D 図面（3DA モデル）を中心とした設計が行われており、「幾何公差」の重要性が増しています。幾何公差とは、形状や姿勢、位置、振れなどの許容差を示すものであり、3DA モデルを作成する際に使われます。

日本の製造業の現場は、2D 図面を中心としたものづくりを続け、長さなどの大きさを示す寸法公差（サイズ公差）に馴染んできました。しかしサイズ公差のみでは、設計者が意図しない形状で製造された場合でも、検査に合格する可能性があります。一方、ジオメトリ自体の許容範囲を指定できる幾何公差を使えば、設計者の意図を正確に伝えられ、どの国で製造しても品質を担保できるようになります。

JIS 規格の改訂

3DA モデルを中心とするグローバルなトレンドに合わせて、JIS 規格も改訂されました。2016 年には「JIS B 0420-1」が新たに制定され、2020 年には「JIS B 0420-2」も制定されています。JAMA や電子情報技術産業協会 (JEITA) などの業界団体も、幾何公差の考え方をガイドラインに含めるなど、寸法公差（サイズ公差）から 3DA モデルと相性の良い幾何公差へ移行する動きが加速しています。実際の図面では、寸法公差と幾何公差を併用します。

なおグローバル規格は、ISO だけではありません。ASME（アメリカ機械学会）のルールに従う場合もあるため、海外の自動車 OEM と取引する場合は、あらかじめ適用する規格を明確にすることが重要です。

【基礎編】幾何公差とは？定義や種類・記号の意味について
JIS 規格の改訂で重要性が増す「幾何公差」。この記事では、そもそも幾何公差とは何か、従来の寸法公差と何が違うのか、そして種類ごとの記号の意味や基本的な記入ルールまで、設計者なら押さえておきたい基礎知識を網羅的に解説します。
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「3D 正」活動：3D 図面の標準化に向けた動きの背景

3D CAD 導入時には、紙に出力した 2D 図面とデジタルデータの 3D モデルという 2 種類の設計情報を運用することになります。2D 図面と 3D モデルの間に食い違いが生じた場合に、3D モデルを正とする活動を「3D 正」といいます。

「100 年に一度の変革期」を謳うトヨタにおいても、「3D 正」活動を設計 DX につなげており、3DA モデルを全社に展開する流れができています。前述のとおり、JAMA も 2003 年から 3D 図面（3DA モデル）の標準化活動を続けています。

欧米の機械設計においては、設計情報をすべてアノテーション付き 3D モデルに含めて「3D 正」を強力に推進しているため、3DA モデルの活用が日本の自動車業界標準となる日も近いでしょう。実際に、国内で 3DA モデルの運用を始めたものづくり企業を見ると、海外と共同開発をしているメーカーが目立ち、海外拠点からの指示を受けて始めるケースが多く見られます。

中間ファイルの「STEP エディション 4」も発表されています (ISO 10303-242:2025)。比較的頻繁に更新されている STEP は、設計から川下の工程まで 3DA モデルをつなぐ中間ファイルの有力候補です。3D CAD の機能も、3DA 標準に対応できるように進化し続けています。

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「3D 正」活動を支える 3DA モデルの作成と活用には、ツールの選定が不可欠です。本記事で紹介した Creo が、どのようなパッケージで提供され、それぞれどのような機能が使えるのかを分かりやすく解説します。貴社の課題に最適なソリューションを見つけるための一助としてご活用ください。
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そもそも 3DA モデルとは、CAD で作成した 3D モデルに、寸法や幾何公差などの製品特性、製品製造情報 (PMI)、管理情報、各種注記、指示事項といったアノテーションを加えたデジタルデータです。すべての設計情報が紐づけられた 3DA モデルは、海外では一般的にモデルベース定義 (MBD) と呼ばれます。

設計業務の効率化のため、欧米の機械設計では MBD の導入が進んでいる一方で、日本では依然として 2D 図面中心の運用が多い状況です。電動化に対応した新しい部品領域での開発が急務とされる中、日本の自動車部品メーカーも、3DA モデルへの対応準備が必要になります。

ここでは 3DA モデルのメリットとデメリットを見ていきましょう。

JAMA によると、3DA モデルを活用することで、自動車部品メーカーは次のようなメリットを得られます。

● 作図工数の削減
● 設計指示の正確な理解
● 製品設計検証への活用
● ものづくりへのダイレクト活用
● 帳票作成へのダイレクト活用

3DA モデルを核にすべての情報やデータを連携できれば、必要なときに必要な情報だけをスムーズに取り出せるようになります。設計者に問い合わせしなくても、3DA モデルを見ることで誰もが必要な情報を得ることが可能です。

企画、設計、デザイン、実験/評価、生産準備、製造/検査、サービスなどすべての部門がつながるため、デジタルスレッドの構築や、トレーサビリティの確保もできるようになります。情報をモデルに入力して共有するため、部品の検査工程を自動で組むといった用途にも有効です。

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3DA モデルの課題として、紙の 2D 図面のほうが扱いやすいという使い勝手の問題が挙げられます。取引先のお客様が 3D CAD を使用していないケースもあるでしょう。

ISO/JIS の改訂が進み、規格が存在しないという問題は解消されつつあります。サプライヤーが他社の CAD を使用しているケースも、中間ファイルやマルチ CAD 機能などで解消できるようになりました。

3DA に対応する際は、アノテーションが多くなりがちな点に留意が必要です。そこでアノテーションを減らす手立てとして、幾何公差も使用することが重要になります。自動車 OEM はすでに幾何公差を使用しているので、親和性の面で問題ないでしょう。日本の自動車部品メーカーの設計者は、幾何公差の考え方に慣れていないことも考えられます。その場合、支援ツールを実装している 3D CAD を選び、幾何公差化することでアノテーションの数を 5 割から 7 割ほど減らせます。

【技術ブログ】MBD と幾何公差の最適化を Creo が実現！JIS など規格準拠チェックも簡単に
3DA モデル運用時の「アノテーションの増大」や「幾何公差の考え方に慣れない」といった課題はありませんか？これらを解決する Creo の幾何公差作成支援ツール「GD&T Advisor」の機能やメリット、導入事例を詳しく解説します。ツールがいかに設計者の負担を軽減し、正確な MBD 運用を支援するかをご確認ください。
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OEM とサプライヤー間の組立部品の製品技術情報交換では、3D 図面を業界標準とする動きが活発化しています。自動車部品メーカーは 3DA 対策として、CAD データの活用方法を再検討する時期にきています。

ここでは、自動車部品設計における 3DA 対策について紹介します。

自動車部品設計には、標準ライセンスで 3DA に対応している 3D CAD を導入するのがおすすめです。とくに Creo は MBD のベースとなるセマンティック定義を改善し続けており、製品のライフサイクル全体を通して、明確で一貫性のあるアノテーション、標準化、グローバル規格への完全な準拠を実現しています。このようなメリットへの理解を深めた上で、モデル中心の設計思想を受け入れ、社内で遵守する意識を醸成していく必要もあるでしょう。

Creo は ISO などの規格遵守を自動チェックし、3DA で問題になりがちなアノテーション数を最小化する幾何公差作成支援ツールを実装しています。このツールは正しい幾何公差の作成をアドバイスするため、経験の浅い設計者でも設計業務を効率化できます。

紙の 2D 図面では、検図の際に赤ペンを使用しますが、3D ではモデルを回転させながら確認するため、赤ペンは使えません。そこで PTC では Creo View を提供しており、MBD Analysis オプションを利用すれば、3 次元環境でも赤ペンに近い感覚で検図が可能です。

Creo は 2D 図面から 3D 図面に簡単に変更、展開できます。2D しか対応していないサプライヤーからの図面情報や自社の財産である 2D 図面も、3 次元情報化できます。Unite Technology により、マルチ CAD 環境にも対応できるため、Creo なら他社 CAD のデータを、劣化を抑えて展開、変換できます。そのため、自動車 OEM からのさまざまな要請に、より迅速に応えられるようになります。

【技術ブログ】他社 CAD のデータ変換・互換時の設計し直しを Creo で解決！dwg ファイルも簡単に開ける機能とは？
サプライヤーとのデータ形式の違いは、設計効率を落とす大きな要因です。SOLIDWORKS や CATIA など、他社 CAD データを変換の手間なく直接編集できる Creo の「Unite Technology」。マルチ CAD 環境でのデータ連携をいかにスムーズにするか、その仕組みとメリットを解説します。
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また、本機能のコンセプトとメリットをプレゼンテーション形式で解説した動画もございます。概要を手早く掴みたい方はこちらをご覧ください。

3DA モデルを介してアノテーションをリアルタイムで共有すれば、関係者の誰もが必要な情報を確認し、フィードバックを迅速に反映できるコンカレント設計を実践できます。反復作業が多く、スピードが重視される設計現場において有益な手法です。Creo なら、手戻りを減らし、設計ミスの可能性を最小化しながらコンカレント設計を実践できるようになります。

自動車 OEM からの変更指示に対して迅速に対応するためには、ハイエンドのパラメトリックモデリング系 3D CAD の導入を検討してみてください。中でも Creo は連携性が高く、設計変更時の修正漏れを防げます。フィーチャーと拘束条件を使って設計意図を正確に伝え、変更時のモデルの振る舞いを簡単に定義できるため、関連図面や部品情報を自動で一括更新できます。3D データをもとに 3D モデルや図面も自動生成することで、設計業務の大幅な効率化も可能です。

CAD、図面、帳票管理の効率化と正確な設計指示の伝達

3DA 対応の 3D CAD は指示範囲をハイライト表示できるため、3D 形状に結び付けた幾何公差などの指示も、製造部門が正確に理解できるようになるでしょう。Creo のような 3DA 対応の 3D CAD なら、CAM または 3D プリンターと連携し、金型、溶接、機械加工、付加製造等の生産準備に直接データを活用できるので、エラーを最小化しながら品質を向上できます。

3DA 対応の 3D CAD を PLM ソフトと連携させ、製品ライフサイクル全体をデジタルスレッドでつなぐことも検討しましょう。Creo は PLM ソフト「Windchill」と、シームレスに連携可能です。これにより、部品表、作業手順書、原価を自動生成して CAD、図面、帳票管理を効率化し、電動化に対応した部品の市場投入までの時間を大幅に短縮できます。

【製品情報】PLM ソフトウェア「Windchill」
本記事で紹介したデジタルスレッドの中核をなす PLM ソフトウェア「Windchill」の公式製品ページです。BOM 管理から変更管理、品質管理まで、包括的な機能とメリットを詳しくご確認いただけます。

Windchill PLM ソフトウェア

デジタルスレッドの中核をなす Windchill の機能とメリットをご紹介します。

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【技術ブログ】製造業 DX の成功事例に学ぶ：3D モデルと PLM でつながるデジタルスレッド
3DA モデルと PLM ソフトウェア「Windchill」の連携が、いかにして部門間の壁をなくし、全社的な DX（デジタルトランスフォーメーション）を成功に導くのか。世界のトップ企業が実践する「デジタルスレッド」の構築事例から、その具体的な効果とメカニズムを学びます。
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3DA 対応の 3D CAD を活用すれば、アノテーションやシンボルの作成と管理はもちろん、モデルのチェックと検証を容易に実行可能です。近年では、開発サイクルの早い段階で CAE 解析が利用されるようになってきています。

アイデアの創出や最適化、設計領域の絞り込みを目的とした上流工程の CAE 解析を、Creo ならメインの CAD 環境の中でネイティブ 3D モデルと直接関連付けながら実行可能です。ツールを切り替える必要がないため、設計者の時間とリソースをムダにすることなく検証でき、電動化に対応した部品の品質向上とともに開発リードタイムを大幅に短縮できます。

【動画で見る】設計者 CAE はじめの一歩
開発リードタイム短縮の鍵となる、設計の初期段階からの CAE 活用。構造解析の基本となる線形静解析に特化した「Creo Simulation Elite」を使い、設計者が初めて解析を取り入れる際の操作方法やメリットを、分かりやすく手軽にご紹介します。
設計者 CAE の基本操作を見る

ここでは、3DA 対応の 3D CAD Creo を導入し、3DA モデルを活用した MBD 開発の成功事例を紹介します。

ハイアール傘下の家電メーカーである GE Appliances 社は、長年にわたり Creo および Creo View を利用しています。2018 年には、ヒューマンリーダブル（人が読める）だけでなくマシンリーダブル（機械が読める）にも対応するため、設計者の考え方を「セマンティック参照ベースの 3DA モデル中心主義」へと移行させました。3DA モデルへの PMI の付与方法は 2D 図面とは異なり、製品定義を表すアノテーションにはすべて、適合性と機能を示すセマンティック参照を使う必要があったためです。

社内外の協力を得るために、会社の上層部をプロセスの早い段階で巻き込み、モデルベース定義 (MBD) のメリットを明快に伝えたほか、社内やサプライヤーに対してスキルアップ計画を提供するよう工夫しました。組み合わせステートをシンプルにすることで、レイヤーステータスの管理を最小化しているほか、Creo View への組み合わせステートのパブリッシングを制御しやすくしています。
GE Appliances 社の事例を詳しく見る

三菱パワー（現・三菱重工業）社は、Creo を導入して 2017 年からタービンブレードの量産機に 3DA モデルを適用し、設計工数の半減に成功しました。Creo 導入以前は、1 台あたり 500 枚を超える図面を作成しており、かつ「2D 図面正」であったことから、修正に多くの時間がかかっていました。海外サプライヤーとの間では 2D 図面の読み取りや解釈の誤りもあり、多くのムダが発生していました。

Creo 導入後は、3D モデルを正として形状定義し、アノテーションフィーチャーをマスターモデル化しました。Creo の組み合わせステートを使ってアノテーションを分類し、幾何公差をアノテーションで指示するようにも変更しました。サプライヤーに無料の Creo View Express を配布した上で、ビューアーファイルと 3DA モデルの中間ファイルを送付し、事前に製造可能かを確認するようにもなりました。Creo は CAM データも自動作成できるため、加工準備工数の低減にもつながっています。

3DA 機能を CAD に標準で搭載している Creo なら、海外完成車メーカーからの要請に柔軟に対応できるようになります。Creo は、ISO/ASME などの規格にも確実に準拠できるため、日本自動車部品工業会 (JAPIA) から高評価を受けている 3D CAD ソフトです。

3DA 標準対応の 3D CAD Creo を活用して、自動車部品設計の「次の当たり前」に備えませんか？まずは、お気軽にご相談ください。

「自社の開発プロセスに MBD をどう適用できるか」「コスト削減に最も効果的な機能は何か」「最適な Creo パッケージを提案してほしい」など、貴社が抱える具体的な課題について、Creo のエキスパートが最適な活用法をご提案します。ぜひお気軽にお問い合わせください。

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Creo が提供するソリューションについて、以下のページでさらに詳しく解説しています。

【SOLIDWORKS ユーザの方へ】Creo への移行を検討しませんか？
本記事でご紹介した 3DA モデル (MBD) への対応において、現在お使いの CAD に限界を感じていませんか？Creo が SOLIDWORKS と比較してどのような強みを持ち、設計の可能性をどう広げるのか。データ変換の容易さから機能比較まで、移行を検討する上で知りたい情報をこのページにまとめました。
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【Creo の全体像を知りたい方へ】設計を効率化する使い方と機能を徹底解説
本記事では自動車部品設計に焦点を当てましたが、Creo には設計業務全体を効率化する多彩な機能が搭載されています。直感的な操作性から、板金設計、配線設計、クラウドでの共同作業まで、Creo のポテンシャルを最大限に引き出す使い方を網羅的に解説します。
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