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Daikin Mobility Lab.

次世代のクルマづくり「モデルベース開発」を活かしたこれからの化学材料開発を考える
次世代のクルマづくり「モデルベース開発」を活かしたこれからの化学材料開発を考える

自動運転や電気自動車(EV)など、自動車の高機能化・電動化が進むことで、設計段階での効率化が必要不可欠になってきている。開発・性能評価を、実機ではなくシミュレーションで行うモデルベース開発(MBD:Model Based Development)が主流となりつつある自動車産業で、材料メーカーであるダイキン工業は次世代自動車分野にどのような貢献ができるのだろうか。大手自動車メーカーでエンジンECUの開発を経験し、経済産業省が主催する「自動車産業におけるモデル利用のあり方に関する研究会」で事務局を務めたAZAPA株式会社の代表取締役社&CEOである近藤康弘氏と、ダイキン工業のエンジニアたちが議論した。

シミュレーションを活用したモデルベース開発とは

近藤氏
AZAPA株式会社代表取締役社長 CEO 近藤康弘氏 AZAPA株式会社代表取締役社長&CEO 近藤康弘氏

まずは、「モデルベース開発」を簡単にご説明します。モデルとはシステムをつくりあげる設計アーキテクチャーを捉えた概念構造であり、これをベースに具体的なスペック(製品の仕様や機能)をマネージメントすることです。これまでは文書の仕様書を見ながらシステムを設計し、実機でテストをして、仕様を満たしていない部分を再設計するといったプロセスを繰り返していました。また、仕様の変更やシステム設計の手戻りなどに多くの時間を費やしていました。モデルベース開発では、データや図によりシステムのモデルを組み立て、仕様やシステム設計の各段階でシミュレーションを動かすことで、システム内の変数を見える化することができます。あいまいさを排除し、車両のスペックを具体的に管理することが可能です。

また、これまで自動車メーカーと部品メーカーなどの各階層間で、会話や文書により行われていたすり合わせは、モデルベースを使用しデータで行うことにより見える化されます。現場で悩む必要はなくなり、後戻り工程も極力少なくすることができます。このような新しい日本のすり合わせ理論を開発する目的で経済産業省による「SURIAWASE 2.0」構想が生まれました。

塩見氏
ダイキン工業株式会社化学事業部商品開発部 ゴムチーム リーダー 塩見啓介氏

モデルベース開発が進むことで、材料メーカーにはどのような可能性が広がるのでしょうか?

近藤氏

自動車には、エンジンやトランスミッションなどの機能を担う部品としてのシステムがあり、それらが階層として積み重なり、自動車という一つの大きなシステムを構築しています。これをシステム・オブ・システム(SoS)といいます。この機能の階層構造は、サプライチェーンにおいても同様に、自動車メーカー、部品メーカー、材料メーカーといった階層構造になっています。材料メーカーは、自動車メーカーや部品メーカーに素材を提供し支える役割なので、現状ではデジタル化の恩恵をまだ受けにくいと思います。しかし、モデルベース開発が進むことで、材料の重要性を今後、再認識するシーンが増えてくると思います。

モデルベースを共通言語とした新しい日本のすり合わせ開発

塩見氏

私はフッ素ゴム技術を担当しており、燃料ホースやシール材など内燃機関周辺の重要保安部品に関わる材料を取り扱っています。自動車メーカーから「こんな材料が欲しい」という要望と同時に、「過去からの経緯があるので変えられない部分がある」と言われることがあります。ブラックボックスになっている暗黙知はあるように感じます。

駒澤氏
ダイキン工業株式会社化学事業部商品開発部 メルトチーム 駒澤梢氏

私は、主に樹脂とゴムの接着技術の開発を担当しています。燃料に対するバリア性が高く、溶融成形可能なフッ素樹脂であるネオフロンCPTと、ゴムを直接接着させることで、自動車の燃料透過規制に対応可能なバリア性の高い燃料ホースを作ることができます。しかし、良い材料であることは確かでも、自動車全体ではさまざまな部品があるため、材料がどこまで自動車のバリア性向上に貢献できているのかを見える化しにくいのが悩みです。

近藤氏

確かに、サプライチェーンが階層構造になっていることで、材料が及ぼす部品への影響が見えにくくなっています。これまでは、自動車メーカーの開発リーダーが先頭に立ち、車両全体のスペックの管理と性能分配をしていました。そして技術者同士が集まり、話し合いによるすり合わせを行うことで開発を進めてきました。当時は、自動車メーカーの開発チームの中で、共通認識として知識やノウハウは均一化されていたのです。

しかし、近年は電動化や自動化など、自動車が高度化しています。自動車メーカーの中でもシステムを形成する制御、制御すべき部品、その部品の材料など、担当する部署が分かれているため、全体性能を管理するのが難しくなっています。そうすると共通言語が失われ、すり合わせが上手く機能しません。そこで、ヴァーチャルでモノを見ながら具体的に話し合いができるモデルベース開発の必要性が高まってきたともいえるでしょう。

吉田氏
ダイキン工業株式会社化学事業部 樹脂コンパウンド推進部 吉田健氏

私はお客様とコミュニケーションをとりながら新しい材料を開発していますが、それを加工する部品メーカーの判断基準があるため、材料の優位性をどこで評価するのかが難しいと感じています。それがモデルベース開発により明確になるとうれしいです。

近藤氏

実は、性能スペックの分解能はあいまいな部分が多く、低フリクション性や耐熱性などはあまり管理されていません。自動車メーカーから無理な要求がくることもあり、現在は部品メーカーが実験して作り込むという匠の技によってスペックを満たしているのが現状です。

モデルベース開発を利用して匠の世界を見える化し、さまざまなデータから最適性能解を探ることは、これから非常に重要性が増すと思います。しかし、コストが増えることやシミュレーションが複雑になることを考えると、どこまでの粒度のデータをシミュレーションで使用するかが今後の課題となりますね。

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