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| 次世代デジタルスタイリングデザイン研究開発プロジェクト |
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■研究代表
北海道大学理事・副学長 大学院情報科学研究科教授
岸浪 建史
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■参画機関
北海道大学、北海学園大学工学部、札幌市立高等専門学校、昭和女子大学、
旭川工業高等専門学校、（独）産業技術総合研究所、 北海道立工業試験場、
（株）日立製作所機械研究所、（株）富士通九州システムエンジニアリング、（株）エクサ、
（株）シーズ・ラボ、（株）ビー・ユー・ジー |
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| 「IT機器モノづくり技術」を先導するデジタルスタイリングの提案 |
3DCAD等を用いたデジタルスタイリングは、モノづくりのプロセスに大きな変革をもたらした。しかし現状では、意匠デザイン・解析・プロトタイピング間での製品形状モデルのデータが統一されていない、意匠デザインとUI組込ソフトウェア開発プロセスの間で設計データが共有されていないなどの課題がある。これらを解決するため、本研究ではモデルデータの統一・共有とスタイリングプロセスの統合を可能にしたツールの開発に取り組んでいる。それにより高品位なプロダクトを開発するワークベンチを構築し、「IT機器モノづくり技術」を先導する札幌の優位性を確立するのが目標だ。
2005年度は（1）高品質で効率的な意匠デザインを可能にするメッシュモデリング環境の構築、（2）実製品に近い高品位なプロトタイプモデルを造形するRPシステムの開発、（3）ユーザインタフェース挙動とCADとの連携システムの開発、(4)デジタルハンドモデルを用いたユーザビリティ評価支援システムの開発を行なった。
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| 本格的な事業開始と地域企業への還元 |
4テーマの研究成果は、いずれも事業化へ向けた準備が進められている。2005年は展示会・フォーラム等への出展を積極的に行ない、PR活動に努めた。展示会では、来場した家電メーカー・自動車メーカーなどからオファーがあり、受託サービス・受託開発の計画が具体化している。中でも（1）のメッシュモデリングシステムに関しては、複数の企業から「すぐにも利用したい」という意思表示があり、2006年10月には日立製作所よりCAEソフトの一部として製品化される予定だ。（3）のユーザインタフェース挙動とCADとの連携システムでは、「次世代挙動プロトタイピングワークベンチ」の事業化・実用化を想定した企業ヒアリングを行ない、UIシミュレーション・仮想ユーザビリティ評価等の受託業務としてビジネスモデルを決定、06年度から本格的な営業活動を開始する。また、06年度からは活動主体を大学から道立工業試験場・道内企業へ実質的に移管し、道内企業が研究成果を優先的に利用できる体制を整えていく。
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| 研究成果報告 |
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■成果の概要
（1）MRR解析メッシュ生成システム開発 |
| （（株）日立製作所、北海道大学） |
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解析メッシュ生成の効率化・品質向上を実現 |
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特許出願９件、論文掲載（ASME等）、新聞記事（日刊工業新聞）掲載
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日立グループ各社で評価、30％の作業コスト低減、解析精度向上を確認
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日立より2006年10月にCAEソフトの１部として製品化予定
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道内企業へのCAE技術普及、ものづくりIT工房設立に向けたセミナー実施
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■成果の概要
（2）ハイブリッドRPシステム開発 |
| （北海道立工業試験場、北海道大学） |
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インサート造形、埋めこみ造形、指定色に忠実な造形機能を開発 |
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国際会議２件での成果発表、米国SME雑誌技術トピック記事で紹介
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道内企業へのRP普及、ものづくりIT工房にむけた研究会設立・技術セミナー実施
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■成果の概要
（3）UI挙動-CAD連携システム開発 |
（株）シーズラボ、（株）富士通九州システムエンジニアリング、
（株）エクサ、
北海学園大学、北海道大学） |
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情報機器３次元デジタルユーザビリティ評価システムの開発 |
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国内家電・自動車メーカ等10社以上への営業活動を実施
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大型設備管理システム管理データ表示システムへの適用予定
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富士通社内論文ノウハウ賞受賞、学会誌解説掲載 |
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特許出願４件、学会発表４件（国内、国外） |
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■成果の概要
（4）デジタルハンドによる自動エルゴノミック評価システム開発 |
（（株）ビー・ユー・ジー、（独）産業技術総合研究所デジタルヒューマン研究センター、
北海道大学） |
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共同研究企業による、３次元商用CAD(CATIA)上への評価機能の移植 |
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特許出願２件、学会発表５件（国内、国外）、精密工学会誌解説掲載
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パッケージデザイン企業から、共同研究企業への委託開発依頼 ２件
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| 企 業 〜 Interview 〜 |
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| MRRメッシャー統合型CAEツールの商品化 |
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株式会社日立製作所 機械研究所
高度設計シミュレーションセンタ 主任研究員
西垣 一朗 氏
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良質なものづくりのためには、早い段階から構造物の力や変形を解析する（FEM解析）ことが不可欠です。その解析のために使われるのがメッシュデータですが、これまでの市販のツールの大半は3DCADデータからメッシュを切るものでした。しかし世の中にはさまざまな撮像データやグラフィックスデータがあり、それを自由に解析に利用したいというニーズがありました。そこで今回のITカロッツェリアの研究の成果として生まれたのが、CADからではない新しいメッシングツールです。
私たちの機械研究所の得意技術には、20年来やっているCAE技術がある一方、北海道大学はコンピュータグラフィックのなかでメッシュを扱う技術を保有していました。同じメッシュでありながら、まったく異なる方向にあったものが、今回のITカロッツェリアのなかで融合し、世界的にも最先端のツールが生まれたと言えます。
従来のCADデータからは、形状が複雑なものはメッシュが作りづらく、粗いメッシュを作ることが難しいなど、品質の問題がありました。そこでCADからも作りやすく、もともとX線CT撮像データが高密度メッシュになっていることに着目し、高密度メッシュから解析用メッシュへ変換する技術を開発しました。コンピュータグラフィックには、高密度メッシュを、コンピュータの表示性能に合わせて粗くする技術をもっていましたので、その北海道大学の技術を応用し、メッシュの形状と大きさを制御することでメッシュの品質を改善したり、グラフィックでは表面だけのものを四面体に応用するなどして、このツールを完成させたわけです。
日立のなかでは自動車部品など大物を含めて利用していますが、市販としては2006年10月ころまでに製品化する予定です。
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■特許出願状況
| 種 別 |
発明の名称 |
| 国内特許 |
形状特徴を認識・保存するメッシュの測定ノイズ除去アルゴリズム及びノイズ除去装置 |
| 国内特許 |
アセンブリメッシュモデル生成方法及びシステム |
| 国内特許 |
メッシュモデル生成方法 |
| 国内特許 |
ユーザビリティ評価システム、３Ｄデジタルプロトタイプ作成システム、ユーザビリティ評価方法、３Ｄデジタルプロトタイプ作成方法、ユーザビリティ評価プログラム及び３Ｄデジタルプロトタイプ作成プログラム |
| 国内特許 |
メッシュモデル・ソリッドモデル変換装置、方法及びプログラム |
| 国内特許 |
凸多面体に対する重心座標を用いた自由形状変形システム |
| 米国特許 |
TETRAHEDRAL
MESH GENERATING METHOD AND PROGRAM
(日本語名：四面体メッシュ生成方法およびプログラム） |
| 米国特許 |
TETRAHEDRAL
MESH GENERATING METHOD FOR FINITE-ELEMENT ANALYSIS AND
FINITE-ELEMENT ANALYZING SYSTEM USING ITS METHOD
(日本語名：有限要素解析用の四面体メッシュ生成方法およびその方法を用いた有限要素解析システム） |
| 米国特許 |
An Apparatus
and a Method of Feature Edge Extraction From a Triangular
Mesh Model
(日本語名：３次元メッシュモデルの特徴稜線抽出装置及び方法） |
| 米国特許 |
APPARATUS,METHOD
AND PROGRAM FOR SEGMENTATION OF MESH MODEL DATA INTO
ANALYTIC SURFACES BASED ON ROBUST CURVATURE ESTIMATION
AND REGION GROWING
(日本語名：メッシュモデル・ソリッドモデル変換装置、方法及びプログラム) |
| 仏国特許 |
(日本語名：メッシュモデル・ソリッドモデル変換装置、方法及びプログラム) |
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