CAD ビジネスディベロップメントマネージャー
Creo Parametric（Pro/ENGINEE R含む）歴 18 年
PTC の設計ソリューションで実現できることやメリットをお客様に伝え、3 次元データを活用したデジタルツインや AR といった更なる設計環境を使っていただき喜んでいただく事が使命。
※本ブログは、Creo Chapter Webinarシリーズを記事化したものです。
①Creo Design パッケージ
1.Creo Design 5つのパッケージ
PTCはCreoの最新パッケージとアップグレードのメリットについて説明します。現在、お客様の中には最新パッケージをご利用の方、古いパッケージをご利用の方、あるいは両方を混在してご利用の方がいらっしゃると考えられます。本日は、最新パッケージを使用することの利点を知っていただき、このセッション終了後には古いパッケージのアップグレードをご検討いただければ幸いです。
Creoは長い歴史の中で、多くのオプションモジュールが個別に提供され、お客様が必要なものを選択して購入する複雑な環境でした。しかし、これを分かりやすくするために、複数のオプションを統合し、パッケージとして提供する体系へと変化してきました。このパッケージ体系も時代とともに大きく変わっています。
また、PTCのソフトウェア提供方法も変化しました。かつては永久ライセンスとして提供していましたが、現在はサブスクリプションライセンスに移行しています。これにより、販売および提供体系全体が変更されました。
現在の最新パッケージは「Creo Designパッケージ」という名称で、サブスクリプションのみで提供されています。具体的には、以下の5つのパッケージがあります。
- Creo Design Essentials（T1）
- Creo Design Advanced（T2）
- Creo Design Advanced Professional（T3）
- Creo Design Engineering（T4）
- Creo Design Engineering Professional（T5）
これらの5つのパッケージは非常に分かりやすく構成されており、Essentialsが最もコンパクトな内容で、Engineering Professionalが最も多くの機能を提供するパッケージです。名称が長いため、略称としてT1、T2、T3、T4、T5と呼ぶこともあります。
②Creo Design Essentials（T1）
1.8個のオプションモジュール
それでは、それぞれのパッケージについて説明します。実は、現在のCreo Designシリーズの前は、「Creo Engineeringシリーズ」というパッケージでした。以前のパッケージをCreo Engineer 1、Creo Engineer 2と呼んでいたため、その呼び方を覚えていらっしゃる方もいるかもしれません。
以前のパッケージと比較して、現在のCreo Design Essentials（T1）には、使用できるオプションモジュールが大幅に増えました。Creo EngineeringシリーズのEngineer 1と比較して、8つのオプションモジュールが追加されています。
時間の都合上、8つ全てのモジュールを説明することはできませんが、その中でも特に人気の高いDesign Exploration、Advanced Framework、そしてPiping and Cablingの3つについて説明します。
2.Creo Design Exploration Extension（DEX）
まず、Design Exploration Extension（DEX）について説明します。この機能は、Creo環境内だけでデータ管理ツールや他のツールを使用せずに、設計の分岐検討を行うことを可能にします。設計作業は通常、一本道で進むことは少なく、特に新規開発においては、より良い製品を生み出すために様々なアイデアを試行錯誤することが一般的です。
複数のアイデア（例：パターンA、パターンB、パターンC）を検討する際、従来のやり方では設計データをコピーして別々に検討する必要がありました。しかし、これでは不要なデータが増え、どのデータが最終版なのかといった管理が非常に煩雑になるという問題がありました。DEXは、Creo内で単一のデータハンドリングでこのような分岐設計を行うことができます。
DEXでどのようなことができるのか、ポラリス社のスノーモービルを例に説明します。設計者は、シートの形状や、シート後部のスペースの活用方法（カゴを置くか、タンデムシートを設置するか、もしタンデムシートを置くならどのような形状が良いかなど）について複数の検討を行います。
そして、例えば「タンデムシートでこの形状が良い」と決定したら、その設計データを最終案として活用できます。これにより、不要なアセンブリを複数保存することなく、単一のアセンブリ内で複数の設計案を検討することが可能になります。このDEXは、Creo Design Essentials（T1）のパッケージに標準で含まれています。
3.Creo Advanced Framework Extension （AFX）ー 概要
次に、Advanced Framework Extension（AFX）について説明します。このツールは、必要とするお客様にとっては非常に使い勝手の良いものです。具体的には、形鋼や押し出しフレーム、長尺物の溶接構造やボルト締めで組み立てるフレームを多用する製品に最適です。
4.Creo Advanced Framework Extension （AFX）ー 特徴
装置のフレームや機械のフレーム、あるいはここに映っているような建屋、小さな小屋、プレハブ、エレベーターのフレームなどで活用できます。これらのフレームは、同じ断面が繰り返し使用されるため、断面を作成して押し出すという従来の操作では非常に手間がかかります。
AFXでは、このような形鋼やアルミフレームなどをライブラリに登録しておき、そこから呼び出す形で使用できます。これにより、フレーム構造の設計を大幅に効率化し、迅速に進めることが可能になります。
5.Creo Piping and Cabling Extension （PCX）
次に、Piping and Cabling Extension（PCX）について説明します。これは、その名の通りCreo内で配管設計（パイピング）と配線設計（ケーブリング）を行うためのツールであり、以前から非常に人気の高い機能です。
Creoで機械設計を行うお客様が、同時に配線設計も進めるケースが増えています。近年、配線設計の重要性が見直されていると感じています。お客様からは、「これまで機械設計に含まれていなかった配線設計も、その形状がなければ後々の手戻りの原因になるため、電気設計と機械設計を融合させることが重要だ」という意見も聞いております。配線設計は再び必要不可欠な機能として注目されています。
PTCもこの点を認識しており、PCXは最も下のT1パッケージで利用できるだけでなく、近年多くの改善が施されています。
配管設計についても同様です。機器設計の後、それらの機器をつなぐ配管ルートを検討する際、例えば配管を通すスペースが適切にあるかなどをCreo内で詳細に検討できます。
このように、最も下のパッケージであるT1には、従来のEngineeringシリーズのEngineer 1と比較して、配管・配線設計機能や、複数検討を行うDEXといった強力な機能が追加されており、その価値を理解していただけるかと思います。
③Creo Design Advanced （T2）
1.3個のオプションモジュール
次に、Creo Design Advanced（T2）という次のパッケージについて説明します。このT2には、Creo Design Essentials（T1）の機能に加えて、3つのオプションモジュールが追加されています。それは、Advanced Assembly、3軸加工のCAM、そして工学技術計算を行うツールであるPTC Mathcadです。
今回は、この中からAdvanced AssemblyとPTC Mathcadをピックアップして説明します。
2.Creo Advanced Assembly Extension （AAX） ー 概要
まず、Advanced Assembly（AAX）について説明します。これは一言で言うと、トップダウン設計や構想設計を行い、そこから詳細設計へと落とし込んでいくための機能です。
このような構想設計は、多くの製品開発において不可欠な作業です。その構想設計の考え方が機能として組み込まれているのは、3次元CADの中でPTCのCreoだけです。この構想設計に必要な機能がまとまったAAXは、T2（Creo Design Advanced）パッケージから利用できます。
3.Creo Advanced Assembly Extension （AAX） ー 特徴
構想設計から詳細設計へと設計を円滑に進めるトップダウン設計には、計画、伝達、確認&制御の3つの機能が必要です。これらの機能は、まさにAAXに搭載されています。
これら3つの機能により、まず「計画」としてスケルトンという構想モデルを作成します。次に、その構想モデルから各サブアセンブリや各部品に情報を「伝達」します。そして詳細設計を行う中で、もし構想設計の内容が変更された場合（例：幅が1800から2800に大きく変更された場合など）でも、このトップダウン設計機能による「確認&制御」によって、変更内容が設計データの末端まで正確に伝達されます。
これにより、設計者は設計変更を恐れることなく作業を進めることができます。また、この機能を活用することで、製品のバリエーション展開も効率的に行えます。
4.PTC Mathcad
次に、PTC Mathcadについて説明します。これはPTCのCreo（3次元CAD）とは別の工学計算ツールであり、単独で使用できます。PowerPointのような使い勝手でWordのように文書を作成することが可能です。
このツールで作成した計算式は、単なる見た目だけでなく、実際に計算が実行されます。計算式の見た目も自然な形式で表示されるため、他の方が見ても内容が非常に分かりやすい点が特徴です。そのため、技術文書を他の部署や関係者に展開する際にも活用できるツールです。
また、MathcadはPTC Creoと連携することも可能です。Mathcadで計算した内容をCreoに渡して形状を変更する、逆にCreoで計算した内容をMathcadに戻して最適化計算を行うなど、相互に連携させて使用できます。この機能もT2パッケージに含まれています。
④Creo Design Advanced Professional （T3）
1.10個のオプションモジュール
次に、Creo Design Advanced Professional（T3）について説明します。これはちょうど中間に位置するパッケージです。
このT3パッケージでは、Creo Design Advanced（T2）に加えて、10個のオプションモジュールが追加されます。時間の都合上、全てのモジュールを説明することはできませんが、この中から特徴的な2つのオプションモジュールをご紹介します。
2.Creo Behavioral Modeling Extension （BMX）
1つ目は、Creo Behavioral Modeling Extension（BMX）です。これは設計の最適化を行うツールです。BMXは、モデルが持つパラメータ（寸法値なども含む）を活用し、設計者が望む形状をシステムが自動で生成する機能です。
まず、例としてご覧いただくのは、3次元的な曲面を持つ一つの部品です。この部品は機械加工による削り出しで作成されますが、その素材となる四角い箱があります。この素材の箱は、部品を適当に入れただけだと大きくなることがあります。
この素材形状をできるだけ小さくすることで、削りカスを減らし、環境に配慮したエコな素材発注が可能になります。BMXを使用すると、「削り代を3ミリ残して最も小さな素材形状を作成する」といった計算を実行できます。この機能は単に箱を小さくするだけでなく、箱自体の回転も考慮し、最適な角度で最小のサイズを見つけ出します。
人が手作業で行う場合、目視や感覚で決めてしまうことが多いですが、BMXに目的を指示することで、システムが最適な回答を提示します。これにより、最小の素材サイズが明確になり、素材購入コストの削減や、削り代の削減によるエコな機械加工を実現できます。
3.CREO GD&T ADVISOR EXTENSION
次に、Creo GD& Advisorについて説明します。これは幾何公差を作成するためのツールで、幾何公差を既に活用されているお客様も多いと思われますが、特にその作成時にアドバイスを提供する機能です。
ベテランの設計者であれば幾何公差を正しく設定することに問題はないかと思いますが、比較的幾何公差を使い始めた方や若い設計者にとっては、まだ慣れない部分もあるかもしれません。そのような場合に、GD&T Advisorが適切なアドバイスを提供することで、正しい幾何公差を短時間で設定できるようになります。
それでは、GD&T Advisorを使って幾何公差を設定する例をご紹介します。まず、ある面に幾何公差を設定しようとすると、システムが「ここに幾何公差を入れるなら平面度を設定すべき」とアドバイスします。これにより、間違った幾何公差の入力を防ぐことができます。平面度の公差値を設定してOKすると、3次元注記として幾何公差がモデルに適用されます。この3次元注記の幾何公差は、その後2次元図面を作成する際にそのまま表示できるため、モデルと図面の両方で幾何公差を設定する手間を省けます。
次に、穴に幾何公差を設定する例です。システムは「傾斜度か直角度を推奨する。特に直角度がおすすめ」とアドバイスします。推奨に従い直角度の公差を設定すると、穴にも幾何公差が適用されます。
もう一つ例として、反対の面に幾何公差を設定してみます。システムは「1度を入れるべき」と推奨しますが、ここでは意図的に「平行度」を設定します。平行度自体は間違いではありませんが、システムが推奨するものではありません。
何が問題かというと、アドバイザリーツリーにコメントが表示されますが、平行度だけでは位置が確定できないため、追加の幾何公差が必要であることを示しています。色で確認すると、青色はしっかり固定されているジオメトリを示し、黄色は幾何公差が適用されていても、まだ自由度があることを示しています。
このように、GD&T Advisorを使用すると、正しく幾何公差を設定できるだけでなく、色分けによる視覚的な検図も迅速に行うことができます。
⑤Creo Design Engineering （T4）
1.8個のオプションモジュール
残り2つのパッケージのうち、まずCreo Design Engineering（T4）について説明します。このパッケージには、Creo Design Advanced Professional（T3）に加えて8つのオプションモジュールが含まれます。この中から、特に興味深いIoTテクノロジーを活用するProduct Insightについてご紹介します。
2.Creo Product Insight Extension
最近の製品には、多くのセンサーが搭載されています。これにより、遠隔地から製品がどのように使用されているかといったセンサー情報を得ることが可能です。Product Insightは、このセンサー情報を活用し、3次元モデルにマッピングすることで、リバースエンジニアリングを行うことができます。
例えば、現場で稼働しているロボットが、特定の日時にどのような動きをしたかというセンサー情報を3次元モデルにマッピングします。これにより、モデルはその動きを「学習」します。そして、学習した動きに基づいて解析を行うと、その動きの中でどのような反力や遠心力が働いたのかを計算できます。
これにより、「設計時にはこの想定で設計したが、実際に使用されている製品がその想定内に収まっているか、あるいは想定外の力がかかっていないか」といった点を、現実のデータに基づいて確認できます。Product Insightは、設計時の想定を現実のデータと照合することを可能にするツールです。
⑥Creo Design Engineering Professional （T5）
1.6個のオプションモジュール
そして最後のパッケージは、最上位のCreo Design Engineering Professional（T5）です。このT5パッケージには、AIを活用したツールであるGenerative Topology Optimizationが搭載されています。
2.Creo Generative Topology Optimization Extension（GTO）
近年、ChatGPTのような生成AIが世間を賑わせています。実はこの生成AIの技術は3次元の世界にも応用されており、CreoのT5パッケージにはそのAI機能が搭載されています。ChatGPTがテキストを生成するツールであるのに対し、CreoのGenerative Topology Optimizationは、3次元形状を生成するAIです。
その操作方法を見ていきましょう。ジェネレーティブデザイン機能は非常にシンプルです。まず、形状を変更してはいけない部分、例えば4つの円柱形状を「保持ジオメトリ」として指定します。透明なエリアは形状を生成する領域となります。
次に、どこを固定するか（例：3つの穴を固定）と、どこに力がかかるか（例：シャフトに上から1000ニュートンの力がかかる）といった条件を設定します。この条件で部品を作成する場合、どのような形状が最適かをAIに問いかけます。今回は、指定されたエリアの約25%を使用する条件と、材料を指定して計算を実行します。
この動画は早送りしていません。PTCのAIは非常に賢く、お客様からは計算時間の速さについて高い評価をいただいております。
待つこと数十秒で計算が終了し、緑色の表示に変わります。AIは、与えられた条件で壊れない最適な部品形状を提示します。
形状を生成するだけのツールは世の中に多く存在しますが、そのままでは製造に利用できない場合がほとんどです。しかし、Creoの場合は、生成された形状から製造に使えるきれいなCADジオメトリを自動で作成します。これにより、そのまま加工に出せるレベルの形状が生成されます。また、設計変更や条件変更があった場合でも、同程度の時間で対応できるため、設計変更に非常に強いツールです。
⑦まとめ
1.オプションモジュールの比較
本日は、Creoの最新パッケージとして、5つの最新パッケージをご紹介しました。それぞれのパッケージには多様な機能が搭載されていますが、特に古いパッケージと比較すると、利用できるオプションモジュールが大幅に増加しています。
もし現在古いパッケージをご使用中のお客様がいらっしゃいましたら、ぜひ最新パッケージへのアップグレードをご検討ください。最下位のT1パッケージからでも、ケーブリングやパイピングといった機能が利用できますので、これらの機能が必要なお客様には特におすすめいたします。
⑧Q&A
Q: Advanced Frameworkの断面プロファイルの形状はユーザーが任意で登録することができますか？
A: Advanced Frameworkでは、ユーザーが必要な断面プロファイルを追加することが可能です。新規で作成することもできますが、例えば既に登録されている規格の断面をコピーし、それを修正して使用する方が簡単に登録できます。このように柔軟に対応できるため、ユーザーにとって便利です。
Q: Creo Design Exploration Extensionはバリエーション検討のためのツールですか？
A: Design Explorationは、バリエーションの検討というよりは、複数の案を比較・検討して最適なものを絞り込むためのツールです。最終的には複数の案の中から一つを選ぶことが主な目的となります。バリエーションを考えることはできますが、管理機能はないため、バリエーションを作成するツールとして理解するのは適切ではありません。
Q: ケーブリングで干渉チェックはできますか？
A: ケーブリングに関しては、干渉チェックはできません。ケーブリングの3Dデータは特殊で、内部的には中心線しか持っておらず、厚さが表示されるような形式です。そのため、通常のソリッドと異なり干渉チェックには対応していません。ただし、クリアランス干渉については確認できるため、ケーブリングや配管、配線モデルと製品とのクリアランスを検証することが可能です。単独でもグローバル干渉チェックでも実施できます。
Q: ケーブリングで展開図を書くことはできますか？
A: はい、ケーブリングにおいて展開図を作成することは可能です。特に量産品の場合、実際に展開してネイルボードを作成する必要があります。展開する機能には、従来のものから、より自動化が進んだ新しい機能まで様々な選択肢があります。
Q: BMX（Behavioral Modeling Extension）は構造解析や流体解析に対応していますか？
A: 構造解析については、以前から対応しているので問題なく使用できます。流体解析については、現在のバージョンでは対応していますが、これが可能になったのはCreo 9からです。そのため、流体解析と最適化のBMXを一緒に使いたい場合は、Creoのバージョンを確認する必要があります。最新版では、両方の機能に対応しています。
Q: 幾何公差を作成するには、GD&T Advisorが必須ですか？
A: GD&T Advisorは幾何公差を設定する際にアドバイスを提供するツールですが、必須ではありません。幾何公差の設定に慣れており、間違いが少ないベテランの設計者にとっては必要ないかもしれません。ただし、抜け漏れのチェック機能があり、幾何公差の入力に不安がある場合は、GD&T Advisorを使用することで精度が向上します。そのため、アドバイスが役立つと感じる方には推奨されます。
Q: T1からT5のライセンスですが、各機能はすべてオプションモジュールで機能追加が可能でしょうか？オプションモジュールはクリオ起動時に一緒に起動するのでしょうか？
A: 機能追加は可能です。例えばT1を利用しているがGenerative Topology Optimizationを使用したい場合、Generative Topology OptimizationはT5ライセンスに含まれているため、T5を購入する必要があります。しかし、T1ライセンスを購入し、その上でGenerative Topology Optimizationを追加で購入することも可能です。この場合、T1とOptimizationを組み合わせて使用できます。
オプションモジュールについて、T1からT5のライセンスはパッケージ体系で提供されており、例えばT1ライセンスを選択すると、T1に含まれるオプションモジュールがすべて一緒に起動します。このため、オプションモジュールを個別に切り離して運用することはできません。パッケージ単位でライセンスが提供されており、その中のオプションモジュールは一括で使用されます。
Q: Product Insightを使うにはThingWorxが必要でしょうか？
A: ThingWorxは必須ではありません。Product Insightは、ThingWorxを使ってリアルタイムで製品の動作データを取得することができますが、ThingWorxを使用せずに、例えばCSVファイルを利用してセンサー情報を取得することも可能です。実際に、ThingWorxを使わずにCSVを活用しているお客様もいらっしゃいます。したがって、必要に応じてThingWorxを使用するかどうかを選択することができます。
Q: Generative Topology Optimization (GTO)はクラウド接続が必要ですか？
A: いいえ、GTOはクラウド接続が必要ありません。今日紹介したT5に含まれているジェネレーティブデザインは、ローカルで計算を行います。そのため、クラウドに接続する必要はありません。実際、ローカルで計算する際は、GPUを活用して計算するため、GPU性能の良いマシンを使用すれば、より短い時間で計算を行うことができます。解析に近い形で動作します。
さらに、クラウドに接続しなくてもジェネレーティブデザインができる点も大きな特徴です。セキュリティに懸念があるお客様でも、クラウド接続なしでジェネレーティブデザインを活用できますので、その点もご安心いただけます。
Q: 板金機能はどれに含まれていますか？
A: 板金機能は、T1から利用可能です。今日の紹介では特に板金機能に焦点を当てていませんでしたが、実際にはT1ライセンスを選択すると、板金機能が利用できます。したがって、どのライセンスでも板金機能は使用できる形となっています。
また、以前のエンジニア1ライセンスをお持ちのお客様には、板金機能が含まれております。これらの機能を活用して、さらに多くの作業を進めていただけます。
Q: Creo Design Essentialsに構造解析はついていますか？どんな解析ができますか？
A: はい、Creo Design Essentialsには構造解析機能が含まれています。主に部品やアセンブリの解析が可能で、設計者が強度計算などを行う際に役立つ解析機能が標準で提供されています。
ただし、より複雑な解析、例えば熱伝導や振動解析などを行う場合は、有償版が必要になります。エリート版では基本的な構造解析ができる範囲となっており、より高機能な解析が必要な場合は、別途有償版を選択することを検討する必要があります。
また、以前のCreo Simulate Liteと比べて、要素数やサーフェスの枚数に制限がなくなったため、部品やアセンブリ解析を行う際には、サイズを気にすることなく使用できます。