2020年に掲載した製造業のジェネレーティブデザイン事例トップ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。

2020年に「Redshift 日本版」へ掲載された、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つ車

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、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、従来のビームのわずか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、価格は2,500万円以上。BAC Monoスーパーカーの価格は、重量に比例している訳ではない。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5m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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