fledgling-cae-engineer’s diary

駆け出しCAE技術者のノート

CAE技術者レベル

レベル0

未経験者。CAEが何をするものなのか、よく分かっていない。シミュレーションと聞くとゲームのシミュレーションしか思いつかず、FEMという言葉を見てもピンとはこない。世の中のほとんどの人はこのレベルにいる。

 

ありがちな発言

「シミュレーション?なんか難しそう…」

 

レベル1

非CAEエンジニア。このレベルの人は学校の授業や会社の研修でCAEに触れたことがあるが、深く理解していない。解析マニュアルを見ながらであれば、とりあえずGUIを操作して結果を出力することはできるが、結果の意味や妥当性までは分かっていない。解析結果を信頼していないが、実験と合わないと狼狽する。解析設定は上司や先輩の指示どおりに入力するのみで、メッシュが砂時計型に変形したらお手上げ。ごく稀にレベル2を目指し始める。得意技は、オートメッシュ。

 

ありがちな発言

「シミュレーションね。おれも使ってる!」

 

レベル2

駆け出しCAEエンジニア。このレベルの人はいくつかの解析を自力でこなせるようになり、ソフトの基本操作を習得済み。解析結果を見るのが楽しくなり、時間の許す限りパラメトリックスタディしている。メッシュの重要性を理解し、ヘキサメッシュを切ることに喜びを感じる姿は傍から見れば異様である。しかし、物理法則や境界条件の重要性を十分に理解しておらず、無茶な設定をしても気づかずクライアントに報告してしまう茶目っ気が残る。レベル1時代の自分を恥ずかしく思いながらも、言動は多少謙虚になる。AIに憧れを抱くことがある。

 

ありがちな発言

「1千万メッシュなんで大したことありませんよ。」

 

レベル3

ミドルCAEエンジニア。業務で数多くの解析をこなし、シミュレーションの奥深さと自分の未熟さを痛感し始める。 複数のソフトを操作できるようになり、計算力学技術者2級を取得済み。マニュアルを調べて役立つ機能を見つけては同僚や上司に報告する。実験や過去のデータとの比較が重要であることを理解し、解析と設計のギャップに悩む姿は一人前のそれである。AIを巧みに使いこなすのもこのレベルの人。

キャリア形成の難しさに気がつき、方向性を模索するようになる。偉い人の目に留まると、レベル3の段階でCAEから足を洗う。その方が企業人として成功するとの噂がある。後輩に対しては複雑な感情を抱きがち。このレベルの時分に研鑽を怠ったり、適切な指導を受けられなかったりすると、レベル5以上に進化できなくなる。

 

ありがちな発言

「これをこうしたら、実験と合いました。今回はうまくいきました。」

 

レベル4

ベテランCAEエンジニア。複数のCAEソフトの利用経験がある即戦力、計算力学技術者1級まで取得済み。計算時間や収束性を意識するようになり、闇雲にメッシュを細かく切ることはない。Pythonやマクロを使って業務を効率化しており、特定分野の典型解析であれば短期対応も可能。「陽解法 vs 陰解法 」や「FDTD vs MoM」という議論も大好きだが、最後は「重要なのは手法の違いじゃないんだけどね」と煙に巻く。

キャリアの岐路に立ち、マネジメントに進むか、テクニカルを極めるか悩むも、気付けばテクニカルに全ツッパ。レベル4のまま定年を迎える人も少なくない。レベル5を飛ばしてレベル6に進化する人もいる。長年このレベルに留まっている人はAIを敵視した後に使い始めるが、上手くいかず挫折する。

 

ありがちな発言

「非線型挙動も解析してみますか?」
「MoMこそ至高」

 

レベル5

エキスパートCAEエンジニア。CAEの理論や数値計算の本質を理解し、問題に応じて適切なモデル化ができるようになっている。モデルリングに1日もかからない。計算力学技術者1級をフルコンプリートし、死角はない。会社員人生の大半をシミュレーションに捧げており、まごうことなきCAEエンジニア。クライアントの無茶振りにも対応し、「この人がいれば大丈夫」と頼られる存在。そばにいるだけで心強いが、トレンドにはついていけないとの声がちらほら。

このレベルの人は規模の小さい会社では、何でも屋さんになりがち。一方、大企業では、現場のリーダーとして尊敬されるが、CAEエンジニアの昇進ルートが限られているため、評価のされ方に悩むことも。

 

ありがちな発言

「やってみますか」

 

レベル6

アウトローCAEエンジニア。すべてに吹っ切れた者だけが到達できる境地。市販のCAEツールに満足できず、独自の解析コードを書き既存ツールの限界を超えようとする。「この解析、既存ソフトじゃ無理だから自分で実装しよう」と考えるのがデフォルト。趣味は、クラスタ計算機の監視。育成に成功している場合、会社のCAEレベルを一段上げる。自己研鑽の末にこのレベルに達した場合、CAEを趣味にしてネットの世界で活躍する。どちらとも言えない場合は会社とCAE業界どちらの発展にも関わらない。稀にベンダーに転職し、CAE業界の発展に尽力することがある。

ありがちな発言

「市販のソフトじゃ実装されてないから、自分で作りました。」

 

CAE技術者レベル別名称

 

レベル 名称 特徴
0 未経験者 シミュレーション?なんか難しそう…
1 非CAEエンジニア とりあえず実験派。シミュレーションは簡単と豪語するもエラーが出るとお手上げ。
2 駆け出しCAEエンジニア シミュレーションの基本を学び、試行錯誤を繰り返しながら暴走気味に解析。荒削り。
3 ミドルCAEエンジニア 理論と実験のギャップに悩むお年頃。解析結果を見ては「うーん」と首をかしげる。
4 ベテランCAEエンジニア CAEの専門家として認識される。議論好きだが、流行りのAI解析にはついていけない。
5 エキスパートCAEエンジニア 設計者から頼られる存在。解析の質には、クライアントの思いが反映される。モデリングの達人であり、経験値MAXの職人。
6 アウトローCAEエンジニア CAEソフトの限界を超え、何かを解決しようとする。彼の後ろには誰にもいない。
7 CAEマネージャー 解析よりもプロジェクト管理と調整がメイン。「最近のCAE技術、面白いね」と言いながら実はやってない。

 

 

参考

 

www.geekpage.jp

 

CAEエンジニアあるある

キャリア

 

CAE vs 設計

 

CAEエンジニアの育て方

 

CAE vs AI

 

優秀なCAEエンジニア

 

CAEの醍醐味

 

発見

ひとりごと

 

不満

 

業務ハック

理想の会社&上司

 

仲間

2023年度CAE関連のイベント・セミナー

日程 イベント・セミナー名 場所 主催
5月9日 DXフォーラム2023春 東京 大塚商会
5月12日 油圧システム分野でのシステムレベルシミュレーション~統合的なモデリングワークフローから解析_カスタマイズまで~ Web サイバネットシステム
5月24日 CAE Solutions Conference 2023 春 Web CAEソリューションズ
5月24日
〜5月26日
自動車技術展:人とくるまのテクノロジー展 2023 横浜 横浜 自動車技術会
5月30日
〜6月16日
IDAJ Conference Online Reboot+  Web IDAJ
5月31日
〜6月2日
電子機器トータルソリューション展 JPCA Show 2023 東京 日本電子回路工業会
6月14日
〜6月16日
Interop Tokyo 2023 東京 Interop Tokyo 実行委員会
6月15日
〜6月16日
ACE 2023 Japan 東京 アラスジャパン
6月16日 3DEXPERIENCE CONFERENCE JAPAN 2023 東京 ダッソー・システムズ
6月16日 ユーザー・ベンダー交流会~どうするCAE、どうなるCAE(仮)~ Web 中部CAE懇話会
6月30日 Lucid Motors CEOが語るEV車両開発とアルテアのソリューション Web アルテアエンジニアリング
7月5日
〜7月7日
人とくるまのテクノロジー展 2023 名古屋 名古屋 自動車技術会
7月14日 CadenceLIVE Japan 2023 横浜 日本ケイデンス・デザイン・システムズ
7月21日 第4回 アドバンス・シミュレーション・セミナー Web アドバンストソフト
7月25日 ARGO DX オンサイトセミナー 東京 アルゴグラフィックス
7月26日 抵抗溶接ソリューションSORPAS バッテリー溶接セミナー Web SCSK
7月26日
〜7月28日
TECHNO-FRONTIER 2023 東京 日本能率協会
8月3日 インダストリアルデジタルツインサミット 2023~製造業をつなぐ、デジタルモデルによるシームレスな擦り合わせ新時代~ Web インプレス
8月5日 第5回 アドバンス・シミュレーション・セミナー Web アドバンストソフト
8月24日
〜8月26日
ATC Japan 2023 東京 アルテアエンジニアリング
9月7日 電磁界解析ソリューションの事例紹介 Web アルゴグラフィックス
9月14日 第7回 アドバンス・シミュレーション・セミナー Web アドバンストソフト
9月20日 SIMULIA COMMUNITY CONFERENCE JAPAN 2023 赤坂 ダッソー・システムズ
9月22日 生成 AI・大規模言語モデルとCAE Web アドバンストソフト
9月26日 ATCx 電動化ソリューション Web アルテアエンジニアリング
9月28日 EMC規格とシミュレーションによる仮想試験環境 Web ANSYS
9月28日 自動車技術に関するCAEフォーラム2023秋 名古屋 UTmobI
9月29日 自動車技術に関するCAEフォーラム2023秋 Web UTmobI
10月5日 デジタルツインの最新テクノロジー ~電磁界・熱・流体の多様なアプリケーション事例~ 東京 ANSYS
10月6日 第8回 アドバンス・シミュレーション・セミナー Web アドバンストソフト
10月11日 ADVENTUREClusterユーザ会2023 品川 SCSK
10月20日 第7回 aPriori セミナー2023 東京 SCSK
11月10日 第9回 アドバンス・シミュレーション・セミナー Web アドバンストソフト
11月10日 Realis Simulation Japan User Conference 2023 東京 SCSK
11月10日 IDAJ SYMPOSIUM 2023 横浜 IDAJ
12月6日 pSevenユーザ会 2023 東京 SCSK

[問題21]軟鋼の応力歪み曲線

問題

軟鋼の引っ張り試験により得られた公称応力−公称歪み曲線について、A〜Dに対応する用語の組み合わせとして適切なものはどれか。

軟鋼の応力歪み曲線
  1. A:限界応力、B:下降伏点、C:上降伏点、D:破断応力
  2. A:上降伏点、B:下降伏点、C:引張強さ、D:破断応力
  3. A:上降伏点、B:下降伏点、C:破断応力、D:引張強さ
  4. A:降伏点、B:降伏棚、C:引張強さ、D:破断応力

 

考え方

軟鋼は、引っ張り強度が490N/㎟以下の炭素鋼のことです。

軟鋼の応力歪み曲線は、問題の図の形になることが知られています。

降伏点は、上降伏点(図中のA)と下降伏点(図中のB)の2種類があります。単に降伏点と呼ぶ場合は、上降伏点を指します。下降伏点がおおよそ一定になる歪みの範囲は、降伏棚とよばれています。

引張強さは、引張力に対する最大強度ことであって、図中のCに該当します。

 

したがって、正解は2でした。

[問題20]コンパイラ言語とスクリプト言語

問題

この中で、コンパイルが不要なプログラミング言語はどれか。

 

考え方

コンパイルとは、高水準言語で書かれたコンピュータプログラムをコンピュータが実行や解釈できる形式に変換することです。プログラミング言語には、実行に際してコンパイルが必要となるコンパイラ言語と、コンパイルを行わなくても実行可能なスクリプト言語があります。コンパイルの要不要は、その言語の設計で決まっています。

 

代表的なコンパイラ言語

代表的なスクリプト言語

 

したがって、正解はdでした。

[問題19]四面体要素と六面体要素

問題

四面体要素と六面体要素の特徴を表す記述のうち、正しいものはどれか。

 

  • 四面体要素は、自動メッシュによる複雑形状のメッシュ生成に向いている。
  • 1次四面体要素は、1次六面体要素よりもアワーグラスモードが発生しやすい。
  • 六面体要素は、四面体要素よりも自動メッシュ生成が発達している。
  • 2次六面体要素は、2次四面体要素よりも精度が低いので好まれない。

 

考え方

これは実際の解析業務でもよくある問題なので、先輩CAE技術者はみなさんは、経験的に覚えているようでした。

 

2次元1次四角形と3次元1次六面体要素では、アワーグラスモードが発生しやすい。

 

本当は六面体要素のメッシュを生成したいが、自動メッシュの機能が限定されており、手動でメッシュを生成せざるを得ない。

 

設計者が描いたCADに対して四面体要素のメッシュを自動生成すると、メッシュ数が膨大になりがち。なぜなら、多くの場合、精度の良くするためには2次四面体要素は2次六面体要素よりもメッシュを細分化する必要があるからです。

 

したがって、正解はaでした。

 

CAE関連のイベント・セミナー

日程 イベント・セミナー名 場所 主催
3月18日 革新的アルゴリズムが実現する大規模メタレンズの設計ワークフロー Web アンシス・ジャパン
3月18日 産業分野におけるCAEの新しいアプローチによる高速化・最適化セミナー 東京 アンシス・ジャパン
3月19日 計算力学やプログラミングにおける生成AIチャットのプロンプトエンジニアリング Ver.14 Web インサイト
3月21日 Simcenter Flotherm応用 収束性改善編(半日間) 横浜 IDAJ
3月25日 ポスト富岳で拓くアプリケーションの未来 東京 理化学研究所 計算科学研究センター、神戸大学 理学研究科附属惑星化学研究センタ
3月31日 計算力学やプログラミングにおける生成AIチャットのプロンプトエンジニアリング Ver.15 Web インサイト
4月10日 Lesson 5「運動を伴う電磁場の解析例(アラゴの円盤)」 Web 計測エンジニアリングシステム
4月18日 パート2 : 最適な材料選択で環境への影響を低減 Web アンシス・ジャパン
4月22日 Ansys Discovery体験セミナー 神戸 IDAJ
4月25日 Simcenter Flotherm体験セミナー 名古屋 IDAJ
5月15日 Lesson 6「巻線起磁力とCOMSOL Multiphysics®での回転機の扱い方の基礎」 Web 計測エンジニアリングシステム
5月15日 Ansys Rocky体験セミナー 横浜 IDAJ
5月15日 パート3 : 最適な材料選択による軽量化 Web アンシス・ジャパン
5月21日 Ansys SpaceClaim体験セミナー 神戸 IDAJ
6月6日 Ansys Rocky体験セミナー 名古屋 IDAJ
6月11日 パート4:エンジニアリングの課題に応えるインテリジェントな材料選択 Web アンシス・ジャパン
6月19日 Ansys Discovery体験セミナー 横浜 IDAJ
6月30日 COMSOL Multiphysics® を用いたナノシート型電界効果トランジスタ(NSFET)およびWKB近似グレーデッドヘテロ接合のシミュレーション Web 計測エンジニアリングシステム
7月3日 t/dayスケールのマイクロ波加熱炉設計と数値計算による加熱効率・均質性の最適化 Web 計測エンジニアリングシステム
7月16日 第10回SIMULIA Abaqus技術講座 Web CAEソリューションズ
7月17日 AC/DCモジュールを用いたモータ解析のための基礎セミナ Part3 Lesson7 Web 計測エンジニアリングシステム
7月18日 第33回「富岳」利用セミナー中級編(MPI・LLIO) Web RIST
7月18日 第3回 アドバンス・シミュレーション・セミナー 火災・爆発災害のリスク低減への燃焼研究の応用 Web アドバンスソフト
7月22日 Quloudセミナー レーザー・光応答編 Web Quemix、RIST
7月23日 デジタル技術で実現する次世代ものづくり ~ 製造業の未来に向けた取り組み ~ 東京 ダッソー・システムズ
7月31日 Solution Seminar Vol.129 設計と解析の架け橋に~設計者CAEの進化戦略~ Web IDAJ
8月1日 第4回 アドバンス・シミュレーション・セミナー AI 新時代を切り拓く政府の次世代 HPC 戦略の展望 Web アドバンスソフト
8月5日 AI では見抜けない本質!第一原理計算×専門家サポートで材料開発の課題解決 Web アドバンスソフト
8月6日 SOLIDWORKSユーザー必見! 技術力を高める解析活用セミナー Web CAEソリューションズ
8月6日 LAMMPS入門 Web 京都大学、RIST
8月7日 AC/DCモジュールを用いたモータ解析のための基礎セミナ Part3 Lesson8 Web 計測エンジニアリングシステム
9月9日〜9月10日 Simcenter Flotherm入門(2日間) Web IDAJ
9月9日〜9月10日 3DEXPERIENCE CONFERENCE JAPAN 2025 大阪 ダッソー・システムズ
9月11日 AC/DCモジュールを用いたモータ解析のための基礎セミナ Part3 Lesson9 Web 計測エンジニアリングシステム
9月12日 第5回 アドバンス・シミュレーション・セミナー Web アドバンスソフト
9月24日〜9月26日 日本機械学会 第38回計算力学講演会(CMD2025) 長野 日本機会学会 計算力学部門
10月10日 Ansys Simulation World 2025 Japan 東京 アンシス・ジャパン
11月6日〜11月7日 IDAJ SYMPOSIUM 2025 横浜 IDAJ
11月13日 BIOVIA Live 2025 AI時代の研究開発にむけて 東京 ダッソー・システムズ
12月5日 COMSOL Conference 2025 TOKYO 東京 計測エンジニアリングシステム