設計と製造の可能性を探求する

顧客のためになるように製造された製品のことです。サービスも、製品と呼ばれることがあります。昨今、物理的なアイテムに、インターネットに接続されたデジタル サービスを組み込んだ「スマート」製品が数多く出回っています。これは、物理的なアイテムの価値以上の価値を顧客に継続的に提供する製品です。

製品設計とは、産業用機械製造や自動車製造などの商業分野の顧客が抱える問題の解決を行い、コンシューマー製品の分野ごとにユーザーが直面する問題の解決策を見出す、ソリューションの考案と開発を繰り返すプロセスです。

製品設計プロセスは、市場と顧客のニーズを理解するための調査から始まります。設計者は、知識、共感的理解、創造性を駆使してソリューションを概念化します。

手書きスケッチ、プロトタイプ、技術図面、3D コンピュータ支援設計（CAD）モデルを作成し、提案した製品設計ソリューションについて話し合いとレビューを実施し、関係者間で設計プロセスを調整します。さらにプロトタイプを作成して、実際の顧客とともに概念設計をテストし、検証します。

このプロセスでは最終的に、製品要件ドキュメント、仕様、技術図面、製品ビジュアルが作成されます。通常、製品設計者は設計エンジニアと協力して、製造可能な概念設計を作成します。

製品設計の仕事には、設計管理、工業デザイン、製品設計、UI/UX 設計、グラフィック デザイン、アニメーション デザイン、設計エンジニアリング、技術設計、設計図の作図、CAD 設計、CAD テクノロジーの活用、CAD 操作などがあります。

製造とは、さまざまな技術、工具、機械を使用して、原材料やコンポーネントから完成品を作り出すプロセスです。設計、計画、材料の調達、組み立て、テスト、パッケージングなど、一連の手順が含まれます。 

製造は、産業用機械、自動車、建築関連製品、コンシューマー製品英語）、電子機器など、さまざまな業界で行われています。製造の目標は、特定の品質基準を満たし、コスト効率が高く、お客様にタイムリーに提供できる製品を作ることです。 

製造の仕事には、生産作業者/オペレーター、品質管理エンジニア、製造エンジニア、工業エンジニア、CAD/CAM エンジニア、CAM プログラマー、CNC 機械工/セッター/オペレーター、ファブリケーター、サプライ チェーン管理者、メンテナンス技術者、ロジスティクス コーディネーター、CAD 設計者、CAD 技術者、CAD オペレーターなどがあります。 

製造プロセスにおいて製品設計が重要な役割を果たす理由は、次のとおりです。 

• ユーザー エクスペリエンス：製品設計は、ユーザー エクスペリエンス、つまりユーザーがどれほど簡単かつ直感的に楽しく製品を使用できるかに左右します。製造企業は、人間工学、美しさ、直感的なデザインに重点を置くことで、顧客にとって視覚的に魅力があり、使いやすく、楽しいと感じられる製品を制作できます。 
  魅力的な製品はブランドの選好につながり、お客様が製品を探したり推奨するようになります。その結果、売上と市場シェアを向上させることができます。 
• 顧客のニーズに対応：優れたユーザー エクスペリエンスは、顧客のニーズと好みを把握することから始まります。顧客からのフィードバックと市場調査を設計プロセスに組み込むことで、製造企業は顧客の期待に沿った製品を作り、顧客満足度の向上と売上増加を実現できます。 
• イノベーションと差別化：製品設計は、市場におけるイノベーションと差別化の主要な原動力です。ユニークで革新的な設計を生み出すことで、製造企業は競合他社との差別化を図り、顧客を引き付け、競争力を獲得できます。 
• 実現可能性と効率性：製品の望ましい単価を実現するため、設計者は設計の実現可能性を考慮し、材料、製造技術、組み立てプロセスなどの要因を考慮して、製品を効率的かつコスト効果に優れた方法で製造できるようにする必要があります。生産性を考慮した設計により、生産の合理化や無駄を省き、リソースの最適化が可能になります。 
• 品質と信頼性：適切に設計された製品は、品質基準を満たし、パフォーマンスに対する顧客の期待に応える可能性が高くなります。材料の選択、構造的完全性、公差の仕様などの設計上の考慮事項は、製品の耐久性、機能、全体的な品質に大きな影響を及ぼす可能性があります。 
• コストの最適化：設計に関する判断は、製品の製造コストに大きく影響します。材料のコスト、製造プロセス、コンポーネントの統合などの要因を考慮することで、設計者は製品の品質や機能を損なわずにコストを最適化する機会を特定できます。 
• 製品化までの時間：効率的な製品設計により、製品を市場に投入するまでの時間を短縮できます。設計プロセスを合理化し、設計の反復を最小限に抑え、製造上の制約を早期に考慮することで、製品開発のタイムラインを高速化し、競争力を高めることができます。 

製品設計が製造プロセスにおいて重要である理由は、それによって製品が顧客のニーズを満たし、効率的に製造され、望ましい品質を維持できるようになり、市場において競争力を高めます。設計エンジニアリングは、成功して利益を生み出す製品を製造するための重要なステップです。 

オートデスクは、製品設計と製造のイノベーションをサポートするパワフルな設計・製造テクノロジーを搭載しているほか、業界や専門分野、プロジェクトの枠を越えてシームレスにコラボレーションできる作業環境も提供しています。

設計とエンジニアリング向けのオートデスク ソフトウェア（英語）： 
オートデスクは、設計者とエンジニアをサポートするために特別に設計された幅広いソフトウェア ツールを提供しています。各ツールは特定の専門分野に合わせてカスタマイズされており、2D および 3D CAD モデリング、BOM の自動作成、製造のドキュメント作成、エンジニアリング シミュレーション（CAE）など、設計とエンジニアリングのプロセスをサポートするさまざまな機能を提供します。 

• Product Design & Manufacturing Collection には、次のソフトウェアが含まれています。（英語）

• Autodesk Inventor 
  3D 機械設計、シミュレーション、ビジュアライゼーション、図面作成の機能を備えた、プロフェッショナル向けの製品設計・エンジニアリング ツールです。

• Inventor Nastran 
  非線形応力解析、熱解析、振動解析、疲労シミュレーション用の CAD 組み込みソフトウェア
• Inventor Tolerance Analysis 
  寸法のばらつきによる影響を評価する公差スタックアップ解析ソフトウェア
• Inventor Nesting 
  原材料を切断する際の歩留まりを、実際の形状に基づき最適化できる Inventor 向け板取りソフトウェア
• Inventor CAM 
  Inventor 用の 2.5 軸 ～ 5 軸の CAD/CAM プログラミング統合ソリューション

• Vault 
  設計ファイルを管理する製品データ管理ソフトウェア
• AutoCAD 
  業種別ツールセットを搭載した 2D および 3D CAD ソフトウェア
• Factory Design Utilities 
  効率的な生産レイアウトを計画・設計・導入するための工場設計ソフトウェア
• Navisworks Manage 
  干渉検出とスケジュール機能を備えた大規模な設計レビュー ソフトウェア
• ReCap Pro 
  リアリティ キャプチャおよび 3D スキャニングのためのソフトウェアとサービス
• 3Ds Max

デザイン ビジュアライゼーションに役立つ 3D レンダリング/アニメーション ソフトウェア

• Fusion 
  製品設計と製造のためのクラウドベースの CAD/CAM/CAE 統合ソフトウェア

• 設計とエンジニアリング向けのその他のオートデスク ソフトウェア製品：

• Autodesk Moldflow（英語） 
  Autodesk® Moldflow® シミュレーション ソフトウェアでは、プラスチック射出成形や圧縮成形のプロセスを解析し、製造する成形品の品質を向上させることができます。高度なツールとシンプルなユーザー インターフェイスで、成形品の反り、冷却管効率、材料の選択、サイクルタイムの短縮といった製造上の課題を洗い出し、対応することができます。
• Fusion Manage（英語）
  プロジェクトのチーム、データ、プロセスをひとつにつなげるクラウドベースの PLM/PDM ソフトウェア
• Design Review（英語）
  設計の作成に使用されたソフトウェアがなくても、2D/3D ファイルの変更内容を表示、マークアップ、印刷、追跡できる CAD ビューア ソフトウェア
• Autodesk Drive（英語）
  個人や小規模チームに最適な CAD 対応のクラウド ストレージ
• Autodesk Rendering（英語）
  オートデスク製品を通じて直接クラウドにレンダリングを送信することで、ローカル システムを解放し、レンダリング プロセスの実行中に他のタスクを完了できます。 

製造業向けのオートデスク ソフトウェア（英語）：

オートデスクは、さまざまなコンピューター支援製造（CAM）ソフトウェア ソリューションを搭載しています。これらのツールにより、ツールパスの生成や機械加工操作のシミュレーションを行えます。また、フライス加工、旋盤、その他の機械加工プロセスを制御するための CNC プログラムを最適化することもできます。 

• Autodesk Fusion Manufacturing Extension（英語）
  3～5 軸の CNC 加工、板金部品のネスティングとファブリケーション、金属積層造形などの追加機能を備えた、製造の拡張機能です。CAM プログラミングを高速化し、製造プロセスの一貫性を向上させて、高品質なパーツを製造できます。
• Prodsmart 製造実行システム（MES）（英語）
  あらゆるレベルの生産に対応し、生産計画プロセスの状況を常に把握するために必要なソリューションを提供します。完全にデジタル化され、自動化された運用ツールを通じて分析データを取得し、マシンのダウンタイムの予測、生産の進捗状況の追跡、ボトルネックの特定、無駄の排除を実現します。
• Product Design & Manufacturing Collection で提供しています。（英語）

• Inventor CAM： 
  Autodesk® Inventor® CAM は、2.5 軸～ 5 軸フライス加工、旋盤加工、複合加工用の機能を搭載した CAD 組み込みソフトウェアです。機械加工のさまざまなワークフローがシンプルになります。
• Inventor Nesting： 
  Autodesk® Inventor® Nesting では、平らな原材料の切断位置を調整し、歩留まりを最適化することで、コストを節約できます。

• オートデスクの製造ソフトウェアには、以下も含まれています。

• Autodesk Fusion with Netfabb（英語）： 
  Netfabb は、設計の最適化、ファイルの準備、プロセス シミュレーションのツールを搭載した、積層造形（3D プリント）用のソフトウェア スイートです。これにより、製造企業は 3D プリント パーツの品質と信頼性を確保できます。さらに、Fusion と Fusion Team も含まれます。 
• Autodesk Fusion with PowerMill（英語）： 
  PowerMill® は、複雑な 3 軸・5 軸加工の CNC プログラミング ストラテジーを搭載した CAM ソフトウェアです。Fusion に加えて、Fusion 拡張機能の高度な製造ソリューションにもアクセスできます。
• Autodesk Fusion with PowerShape（英語）： 
  PowerShape® は、サーフェス、ソリッド、メッシュのモデリング手法を組み合わせて使用できる製造用 CAD ソフトウェアです。金型のモールドやダイ、その他の複雑なパーツの製造に役立ちます。さらに、Fusion と Fusion Team も含まれます。
• Autodesk Fusion with PowerInspect（英語）： 
  PowerInspect® は、製造プロセスを監視・制御する検査ルーチンのオフライン プログラミング機能を備えた 3D 測定・計測ソフトウェアです。
• Autodesk Fusion with FeatureCAM（英語）： 
  FeatureCAM は、CNC プログラミングの自動化に役立ちます。これひとつで FeatureCAM Ultimate、PartMaker、Fusion、Fusion Team、HSMWorks にアクセスできます。
• Autodesk Fusion with CAMplete（英語）： 
  CAMplete™ は、G コードのポスト プロセス、検証、シミュレーションを行えるソフトウェアです。オートデスクが工作機械メーカーとともに共同開発した、工作機械の高精度な 3D モデルや実証済みのポスト プロセッサーを搭載。CAM データを読み込み、高品質で干渉のない NC 加工用コードを作成できます。

AutoCAD のメーカーであるオートデスクは、2D および 3D 設計向けに互換性のあるさまざまな設計とエンジニアリングのツールを提供しています。2D CAD と 3D CAD のどちらかを選択する必要はありません。ほとんどの場合、2D CAD と 3D CAD の両方を組み合わせることが最善の選択肢です。 

Autodesk Inventor の「AnyCAD」では、2D AutoCAD データを 3D Inventor モデル内で参照できます。AutoCAD データは信頼できる一元的な情報ソースとして維持され、AutoCAD モデルが更新されると、Inventor モデルも更新されます。 

Autodesk Inventor では、AutoCAD と同じ DWG ファイル形式が使用されます。Inventor の図面を AutoCAD で開いて、レビューやマークアップなどの処理を行えます。 

Autodesk Vault 製品データ管理（PDM）は 2D と 3D のデータをシームレスに管理し、従来の 2D データを使用したり、2D から 3D に移行したり、2D と 3D の設計ツールを同時に使用するニーズをサポートします。 

AutoCAD、Autodesk Inventor、Vault は、Product Design & Manufacturing Collection で提供されています。

CAD（コンピューター支援設計）ソフトウェアには、製品設計と製造のプロセスを強化するいくつかのメリットがあります。 

• 視覚化と概念化：CAD ソフトウェアを使用すると、設計者は製品の詳細な 2D および 3D モデルを作成し、アイデアをより効果的に視覚化および概念化できます。これにより、さまざまな設計オプションを検討し、情報に基づいた意思決定を行い、設計意図を関係者に伝えることができます。 
• 設計の反復と最適化：CAD ソフトウェアにより、迅速な設計の反復と最適化が容易になります。設計者は、設計を簡単に修正して調整し、さまざまな構成をテストし、設計変更の影響を評価できます。この反復プロセスによって、設計を最適化し、ミスを削減し、製品のパフォーマンスを向上させることができます。 
• 設計の正確さと精密さ：CAD ソフトウェアを使用すると、精密かつ正確な設計モデルとドキュメントを簡単に作成できます。設計者がパラメトリック寸法、幾何拘束、公差を定義および最適化することで、製造チームは期待される品質基準を満たすための正しい情報を得られます。 
• 設計の検証とシミュレーション：CAD ソフトウェアには多くの場合、設計者が設計をバーチャルでテストおよび検証できるシミュレーション機能が含まれています。これには、構造的完全性、モーション、流体、熱挙動の解析が含まれます。実世界の条件をシミュレートすることで、設計者は潜在的な品質の問題をより正確に予測して回避できるため、物理プロトタイプの破壊テストの必要性を減らすことができます。 
• 設計ドキュメントと製造の準備：CAD ソフトウェアは、エンジニアリング図面、部品表（BOM）、製造に必要なその他のドキュメントを自動的に作成します。これにより、正確で標準化されたドキュメントを生成し、手作業によるミスを減らし、一貫した情報を提供して製造効率を高めることができます。 
• コラボレーションとコミュニケーション：PDM ソフトウェアは、設計チーム、関係者、製造パートナー間で、権限が管理された安全なコラボレーションとコミュニケーションを可能にします。設計ファイルは、デジタルで共有したり、レビューしたり、注釈を付けることができ、フィードバックや意思決定の監査証跡が自動化されます。これにより、設計プロセスが効率化され、ミスが減り、すべてのユーザーが正確で最新の設計情報を使用して作業できるようになります。 
• 製造プロセスとの統合：CAD ソフトウェアはコンピューター支援製造（CAM）ソフトウェアと統合され、ツールパスの生成、加工操作の最適化、製造準備のために設計データをシームレスに転送することができます。この統合により、設計から製造への移行が効率化され、ミスが減り、効率が向上します。 

全体的に CAD ソフトウェアは、可視化、正確性、コラボレーション、最適化、ドキュメント作成を改善することで、製品設計と製造を強化します。その結果、より優れた設計を作成し、ミスを削減し、開発サイクルを効率化することで、最終的には高品質な製品を効率的に市場に提供することができます。