2020 年に Redshift へ掲載された製造業のジェネレーティブ デザイン事例 11

ジェネレーティブ デザインを活用して生み出された製品は、強度や耐久性などの特性が維持・改善される一方で、使用する材料と部品数を大幅に削減できることが証明されてきた。それはサプライチェーン全体での廃棄物を減らし、製品のライフサイクルを伸ばすことを可能とする。製造業を持続可能な経済へと移行させることへの要求の高まりが、スマートファクトリーとインダストリー 4.0 の台頭にも融合しつつある中で、製造業におけるジェネレーティブ デザインは開花のときを迎えている。

ジェネレーティブ デザインは、人間と計算の共創を可能とする。デザイナーが目標や優先項目、プロダクトのサイズや重量、材料や製造方法を入力すると、ジェネレーティブ デザイン ソフトウェアは AI と無限のクラウド計算能力を活用して、何千もの潜在的なソリューションを提案する。

ジェネレーティブ デザインが生み出すものは、視覚的には母なる自然特有の生物学的、あるいは地質学的な形態を思い起こさせることが知られているが、デザイナーはそうしたオプションには限定されない。デザインの可能性を形成するデータ処理と日常的なタスクの大半をジェネレーティブ デザインが自動化することにより、人間のチームはスタイルや美学、ユーザーエクスペリエンスの創造的な選択と反復の探究に集中可能となる。ジェネレーティブ デザインはアディティブ マニュファクチャリングと組み合わせられ、既に自動車や義肢、ブレインコンピューター インターフェイスなどのイノベーションの成果を向上させている。

「Redshift 日本版」へ 2020 年に掲載された、製造業におけるジェネレーティブ デザインのトップ ストーリー 11 篇を紹介しよう。

1. モビリティの未来へと踏み出すヒュンダイの脚を持った車

空飛ぶクルマとハイキングに出かけよう。ヒュンダイと Sundberg-Ferar デザインスタジオが考案した Elevate は、通常の運転だけでなく、動物のようにあらゆる方向へ四足歩行できる車になっている。捜索救助の任務や移動の問題を抱える人々のピックアップなど、さまざまな場面で活用が可能であり、耐久性と軽量化の推進にジェネレーティブ デザインを活用している。
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2. 製造業のサステナビリティへの取り組みをジェネレーティブ デザインが推進

温室効果ガスの大幅な排出削減は、2030 年が事実上の期限だと言える。ジェネレーティブ デザインはエンジニアや設計者に、部品や製品を軽量化し、部品数を減らす強力な方法を提供。それにより、サプライチェーン全体で材料とエネルギーの使用量が削減される。だがジェネレーティブ デザインが持つ、作業環境と製造プロセスの効率を向上させる潜在力の活用には、まだ長い道のりが待っているだろう。
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3. ジェネレーティブ デザインで生み出すハーレー用カスタム パーツ

MJK Performance は、ハーレーダビッドソンのマシンをレーシングバイクのようにするアフターマーケットの部品を製造している。ジェネレーティブ デザインは、スピードに対する会社と顧客の両方のニーズを満たすものとなっており、小さなショップが可能な限り軽量かつ強靭で、視覚的にも素晴らしい MJK のトリプルクランプの生産を、設計から 1 週間以内に開始できた。
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4. AI ベースのジェネレーティブ デザインは究極のコラボレーター [Infographic]

まだジェネレーティブ デザインのコンセプトとメリットが不明瞭な場合は、視覚から理解してみよう。このインフォグラフィックは、ジェネレーティブ デザインにおける人間とコンピューターのコラボレーション プロセスの概要と、それが製造用、建築空間用であるかを問わず、プロジェクトのさまざまな目標の達成にどう役立つかが示されている。
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5. ジェネレーティブ デザインが支援する金型冷却管の自動設計

射出成型金型の冷却システムの設計は、経験豊かなエンジニアにとっても難易度が高く、時間がかかる。パナソニック株式会社 ライフソリューションズ社は冷却用水管の作成にジェネレーティブ デザインを試用することで、冷却時間を従来の方法より 20% 短縮することができた。
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6. ジェネレーティブ デザイン: 製造業の未来における可能性の再定義 [eBook]

ジェネレーティブ デザインのテクノロジーは単なる生産性ツールではなく、共創を行える重要なパートナーとなることを充実した eBook で紹介。注目すべき 7 つの事例では、ジェネレーティブ デザインが義肢や自動車部品、安全装置、家具などの創造におけるパートナーとなったことが示されている。
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7. コンクリート型枠をジェネレーティブ デザインで、より強靭かつ軽量でサステナブルなものに

サステナビリティに関する要求と、ジェネレーティブ デザイン の AI やアディティブ マニュファクチャリングのロボット工学が遭遇することにより、未来の建造世界が今日とは物理的にかなり異なるものになる可能性がある。Hone Structures のディープビームは、ジェネレーティブ デザインと 3D プリントにより、従来のビームと比較してもわずか 55％ の材料で実現している。
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8. Honda がクランクシャフトの大幅軽量化でデザインする未来のエンジン

エンジンの中でも最も重要な部品のひとつであるクランクシャフトは、非常に強靭かつ高い耐久性を持つ必要がある。複数の自動車部品の軽量化に取り組む Honda は、クランクシャフトへのジェネレーティブ デザインの活用に目を向けた。そのプロセスでエンジニアが想像もしていなかった設計オプションが得られ、目標を上回る 50％ 以上の重量削減が実現している。
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9. 公道仕様の BAC Mono レーシングカーがジェネレーティブ デザインで未来へと加速

一般的な乗用車の半分以下の重量ながら 2,500 万円以上という BAC Mono スーパーカー。その価格は重量に比例する訳ではない。美しいデザインを可能な限り軽量化するため、BAC Mono はアルミホイールの作成にジェネレーティブ デザインを活用。重量や材料、製造方法、そして最も重要な美的要件の制約の中、そのホイールは 35％ の軽量化を実現している。
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10. 巨大なハイブリッド製造機械が押し広げる 3D プリントの限界

商業規模のアディティブ マニュファクチャリングが都市建築の大型コンポーネントに貢献できるという概念を証明する共同プロジェクトの一環として、金属アディティブとサブトラクティブの能力を持つハイブリッド製造機 LASIMM で、アディティブによる長さ 5 m の建築用トラスを製造。
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11. 脳波測定用のカスタム EEG ヘッドセットが実現する在宅でのリハビリ

脊髄損傷や脳卒中の犠牲者が手足の麻痺を経験した際には、可動性の回復に電気刺激を伴うブレインコンピューター インターフェースが役立つ。だが頭から適切な EEG 信号を取得するには EEG ヘッドセットが適切にフィットする必要があり、既製のヘッドセットではうまくいかないことが多い。

グラスゴーの博士課程の学生が、3D ヘッドスキャンをジェネレーティブ デザイン ソフトウェアにインポートし、カスタムフィットする (そして人生を変える可能性を持ったのある) EEG ヘッドセットを 3D プリントした方法を紹介。
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