MBD (モデルベース定義) とは

現代のエンジニアや製品設計者に、設計情報のうち最も信頼のおける情報源は何かを尋ねると、おそらく 3D CAD モデルを挙げるでしょう。

皮肉なことに、重要な寸法、公差、製造上の詳細は 2D 図面でしか見られないことがよくあります。しかし、こうした重要な情報を 3D モデル自体に取り込むことに価値を見出すチームが増えています。

モデルベース定義 (MBD) と呼ばれるこのアプローチでは、設計プロセスの早い段階で製造意図をモデルに直接埋め込むことで、関係者とのコミュニケーションを改善し、エラーを減らし、CAM、検査、詳細な図面作成などの下流プロセスを効率化します。これらはすべて、単一の信頼できる情報源から提供されます。

モデルベース定義とは

モデルベース定義 (MBD) は、3D CAD モデル内に含める製品の完全なデジタル定義を作成する方法です。MBD では、個別の 2D 図面だけに依存するのではなく、必要な寸法、公差、注釈、その他の製品製造情報 (PMI) の多くをモデルに直接組み込むことができます。

MBD では、3D モデルが製造上、信頼できる情報源になります。形状だけでなく、製品の製造、検査、組み立ての方法に関する意図も伝えます。

一般的な MBD 要素には以下が含まれます。

• 寸法と公差
• 幾何寸法と公差 (GD&T)
• Datums
• 注釈とメモ
• 表面仕上げ
• マテリアルの仕様

部品表 (BOM) やその他のアセンブリ関連の情報もモデルからアクセスできる必要があります。この統合されたアプローチは、誤解を減らし、作業の重複を最小限に抑え、設計と製造プロセス全体の一貫性を確保するのに役立ちます。

エンジニアリングチームが MBD に移行する理由

エンジニアリングや製造の分野では、モデルベース定義の採用による利点がますます明らかになっています。

• 製造までの時間の短縮: MBD は、個別の 2D 図面の作成、更新、維持に必要な時間とリソースを低減し、チームが設計から製造に迅速に移行できるようにします。
• エラーの減少: MBD は、特に複雑な形状や厳しい公差で解釈が難しいことの多い 2D 図面での誤読によるヒューマンエラーのリスクを軽減します。MBD は必要な情報を 3D モデルに直接表示することで、チーム間の明確さと一貫性を確保し、複数の場所での重要な寸法の重複を最小限に抑えます。
• コラボレーションの強化: MBD は、常に最新の状態に保たれた単一のモデルに基づいて、設計、製造、品質の各チームの連携を図ります。
• コンプライアンスの向上: MBD はトレーサビリティと監査準備を強化します。これは規制の厳しい業界では特に重要です。すべての関係者が同じデジタルモデルにアクセスして作業する必要があるため、本質的にデータの一貫性が向上し、全員が最新の承認済み情報を参照できるようになります。
• 自動化の促進: MBD により、CAM、CMM 検査、PLM システムなどの下流ツールが 3D モデルから関連するすべての製品データに直接アクセスできるようになります。

MBD は、規制の厳しい業界や高精度な業界にとって、単なる現代のベストプラクティスではなく、デジタル変革戦略に必要不可欠なものへと急速に移行しています。

MBD に関連する主な用語

MBD を理解することは、関連する用語や標準に精通することも意味します。

• PMI (製品製造情報): 寸法、公差、注記、マテリアル仕様など、パーツの製造に必要なすべての非幾何学的データ。
• GD&T (幾何寸法と公差) とデータム: 品質管理に不可欠な形状の許容変動を定義する記号言語。
• 3D 注釈: 注記、記号、寸法は、別の 2D 図面ではなく、3D モデルに直接追加されます。
• STEP AP 242: MBD データをサポートし、長期間のアーカイブと相互運用性を考慮して設計されたニュートラルなファイル形式。
  

MBD と MBE

MBD と MBE は同じ意味で使用されることが多くありますが、それぞれ異なる範囲を指します。

MBD は、より広い MBE ビジョンを実現するための鍵となります。

MBD 導入の障壁

モデルベース定義には明らかなメリットがあるにもかかわらず、多くの組織では予想よりも導入が遅れています。多くの場合、その理由は、テクノロジーそのものではなく、長年にわたる習慣、インフラストラクチャ、コストに関する検討事項にあります。

• 文化的慣性: 2D 図面は従来のエンジニアリングワークフローに深く根付いています。多くのチームは、図面の作成を "完全" な設計を定義する正規の手順と考えています。
• 製造現場でのデジタルアクセスの制限: 多くの製造環境では、3D モデルを表示できるデバイスが随所に設置されているわけではありません。印刷された 2D 図面は、最もアクセスしやすく、簡単に配布できるため、今でも広く使われている形式です。
• ビューアと形式の制限: これまで、ネイティブの CAD アプリケーションの外部で MBD データを表示したりマークアップしたりするには、軽量なビューアや 3D PDF などの特殊なファイル形式などの追加ツールが必要でした。これらの二次形式はモデルへのアクセスを容易にすることを目的としていますが、ソースモデルとすぐに同期が取れなくなり、複雑さが増し、データの信頼性が損なわれる可能性があります。
• アクセスコスト: 従来の CAD のライセンスモデルでは、エンジニアリング以外の職種にもアクセスを拡大すると、多額のコストがかかります。MBD データの表示や操作ができる人が数人しかいない場合、モデルベースのアプローチのメリットは薄れてしまいます。
• 設計ワークフローの統合が不十分: 多くのシステムでは、MBD は設計プロセスの不可欠な部分ではなく、独立した機能として扱われています。その結果、MBD の適用は、中核的なモデリングワークフローとは別の面倒な手順のように感じられる場合があります。

これらの障壁を克服することが MBD の真の価値を引き出す鍵であり、最新のクラウドネイティブソリューションが生み出す有意義な違いはそこから始まります。

MBD の成功におけるクラウドネイティブテクノロジーの役割

モデルベース定義は何年も前から存在していますが、従来のファイルベースの CAD および PDM システムの制限により、その採用は遅れています。このようなシステムでは、全員が同じバージョンのモデルを使用して作業していることを確認することが難しく、部門間や外部パートナーとのコラボレーションでは摩擦が生じる可能性があります。

そこで活躍するのが、Onshape のようなクラウドネイティブプラットフォームです。

Onshape は、ファイルを排除してリアルタイムコラボレーションを可能にすることで、MBD の導入を成功させる上で多くの障壁を取り除きます。

• あらゆるデバイスからアクセス可能: オフィスでも、製造現場でも、リモート勤務でも、すべての注釈が付いた完全な 3D モデルをブラウザで利用できます。安価なタブレット、スマートフォン、Chromebook により、これまで以上にさまざまな場所で実用的かつ手頃な価格で 3D アクセスが可能になりました。
• 唯一の信頼できる情報源: ファイルのコピー、チェックイン/チェックアウトのプロセス、同期の遅延はありません。信頼できるモデルのバージョンを誰でもその場で確認できます。
• 追加のビューアや CAD のインストールは不要: 組織やサプライチェーン全体の関係者は、CAD ライセンスも IT のサポートも必要とせずに、MBD データをブラウザ上で操作できます。軽量ライセンスのオプションにより、データの閲覧のみが必要なユーザーを含めて、企業全体のアクセス許可を手頃な価格で有効にできます。
• 内蔵されたバージョン制御と履歴: すべての変更が記録されるため、追加作業なしでトレーサビリティとコンプライアンスを実現できます。

Onshape のようなツールを使用すると、チームは複雑さやコストを増やすことなく、MBD への移行を加速し、そのメリットを最大限に活用できます。まもなく Onshape に登場する次世代の MBD についてご覧ください。

MBD の成功におけるクラウドネイティブテクノロジーの可能性

MBD には明らかなメリットがありますが、多くの場合、従来のファイルベースの CAD システムの制限により、その可能性を最大限に引き出せません。これらのツールは、特に分散したチームやシステム全体で、真に統合されたリアルタイムのモデル定義ワークフローをサポートするようには設計されていません。

Onshape のようなクラウドネイティブプラットフォームは、こうした制限を排除する大きな機会となります。完全な MBD 機能は現在開発中ですが、シームレスでスケーラブルなアプローチをサポートする基盤は既に整っています。

• 単一モデルへの統合アクセス: 常に最新のモデルを共有すれば、ファイルの転送やバージョン管理を行わず、すべての関係者が同じ定義に基づいて作業できます。
• クロスプラットフォームの可用性: 製造現場でもサプライヤーのオフィスでも、いつでも、どのデバイスでも利用できます。
• 閲覧者用の軽量ライセンス: IT コストを増大させたり、個別の視聴アプリケーションをインストールすることなく、エンジニアから品質検査官、調達まで、企業全体で利用可能になります。
• 内蔵のコラボレーションとバージョン管理: 会話、フィードバック、変更履歴はモデル環境で直接行われるため、トレーサビリティが向上し、反復が迅速化します。

クラウドネイティブの環境内で MBD サポートが成熟していくと、エンジニアリングチームは、よりアジャイルで接続された効率的な方法で製品の定義と提供が可能になり、モデルベースプラクティスの可能性を存分に実現できるようになります。

最終的な検討

モデルベース定義は、製品開発ライフサイクル全体にわたって、より豊富で信頼性の高いコミュニケーションへの移行を示しています。重要な情報を 3D モデルに直接埋め込むことで、チームはプロセスを効率化し、エラーを減らし、製品の品質を向上できます。

また、Onshape のようなクラウドネイティブのツールを活用することで、導入への壁はかつてないほど低くなっています。

MBD の導入を検討していたり、デジタルワークフローを最新化する方法を模索している方は、今すぐ詳細をご確認ください。