CAD・CAM・CAEとは？今さら聞けない用語を解説します

製造業において、CAD・CAM・CAEは業務に欠かせません。導入する企業も増えてきています。

ただ、これらは耳にしたことがあるけど、あまり馴染みがないという方や、何となく理解しているけど実はよくわからないという方や、メリットがわからず導入をためらっているという方もいるようです。

そこで今回は、CAD・CAM・CAEの意味や特徴について、それぞれの違いや導入のメリット・デメリットなどについて解説します。

CAD・CAM・CAEとは

まずは、それぞれの用語の意味や特徴についてお伝えします。

CAD

CADは「キャド」といいます。Computer Aided Designの略称で、「コンピュータ支援による設計」という意味です。

一言でいうと、パソコン上で設計や製図を行うためのソフトウェアです。

CADの中には、2次元の平面図を作成する「2D CAD」や、立体像のモデリングで曲面や複雑な形状も可視化できる「3D CAD」があります。

また、CADには「汎用CAD」と「専用CAD」があります。

「汎用CAD」は、製品や治工具の設計など、さまざまな用途で使用することが可能です。一方の「専用CAD」は、建築土木や配管、電気、服飾デザインなど、特定の用途に特化した設計で使用するものになります。

CAM

CAMは「キャム」といいます。Computer Aided Manufacturingの略称で、「コンピュータ支援による製造」という意味です。

具体的には、製品や部品を作る際、CADで作成した図面データをもとに、パソコンでどのように材料を加工するかを定めて、その加工方法を機械に読み込ませるためのソフトウェアになります。

一般的には、まずはCADで設計データを作成し、それをCAMに出力して、パソコン上で加工を行うという流れになります。

CADとCAMの工程をまとめたツールは「CADCAM（キャドキャム）」とも呼ばれ、設計と製造をスムーズに連携させることが可能です。

CAE

CAEは「シーエーイー」といいます。Computer Aided Engineeringの略称で、「コンピュータ支援によるエンジニアリング」という意味です。

一言でいうと、パソコン上で仮想試作・試験といったシミュレーションや解析を行うためのソフトウェアです。

製造した製品の検証を行う場合、従来は実物を作成して検証を行っていました。このCAEを使えば、実物による試作や実験を行うことなく、パソコン上で検証作業ができるようになります。

CAD・CAM・CAE導入のメリット

それでは、製造の現場において、CAD・CAM・CAEを導入すると、どのようなメリットがあるのか。今回は4つのメリットについてお伝えします。

開発期間の短縮

CADで2D図面や3Dモデルの作成を行えるようになれば、物理的なプロトタイプ（試作品）を作成する必要がなくなります。パソコンで製品の概念を視覚化することで、すぐに設計の変更や改善を行えるようになります。

また、CAMで製造プロセスを自動的に作成できれば、人が関与することなく、すぐに製造を始められます。そして、CAEを活用すれば、パソコン上で製品の性能や耐久性などのシミュレーションを行えるようになるため、シミュレーション用の実機をつくるという工程を省くことができます。

製品の品質向上と安定化

CADを使えば、設計段階で高精度な仮想モデルを作成できるようになります。また、CAMを機械やロボットと連動させることで、切削や成形などの製造タスクを正確に実行できるようになります。

つまり、人の経験やスキルに依存することなく、パソコン上でのデータ管理やシミュレーションに基づいた製造となるため、製品の品質のばらつきがなくなり、高精度な製造が一貫して行えるようになります。

製造の効率化・省人化

CADとCAM、CAEを連携させることで、設計から製造、検査まで一連の状況をすべてデータで管理・共有することができます。これにより、もし設計変更があった場合も、すぐに製造ラインに反映させることができるし、その情報をもとに検査を行うことも可能となります。

また、CAMは製造プロセスを自動的に作成できるようになるため、人が関与することなく、製品の製造が行えます。人が関与しないということは、昼夜問わずいつでも製造できるようになり、従業員の負担軽減はもちろんのこと、納期の短縮化にもつながります。

また、CAEはCADの時にも活用することで、設計段階から不具合や課題を洗い出せるようになり、やり直し作業や修正の回数を削減できるようになります。さらに、CAEでシミュレーションを繰り返し行うことで、製品の完成度を高めるだけではなく、結果として開発期間の短縮化にもつながります。

コスト削減

先ほどもお伝えしましたが、CAD・CAM・CAEを導入することで、設計・製造の効率化が行えるようになります。効率化が行えるということは、試作・検査や製造工程にかかる経費や時間の削減にもつながるということです。

また、CAD・CAM・CAEは製造の自動化が行えるため、人件費や設備費などのコスト削減にもつながるでしょう。

CAD・CAM・CAE導入のデメリット

CAD・CAM・CAEを導入できれば、さまざまなメリットがあります。ただし、デメリットも存在するので、それもきちんと認識しておきましょう。

導入コストと運用コストが発生

CAD・CAM・CAEの導入にあたっては、ソフトウェアはもちろんのこと、関連するハードウェアの購入にあたり、導入コストが発生します。とくにCAD・CAM・CAEは高度なプログラミングを行うため、高性能なパソコンが必要不可欠となります。そのため、導入コストは高額になりがちです。

また、パソコンやソフトウェアの更新や定期的なメンテナンスにはお金がかかることから、定期的に運用コストも発生する可能性があります。

使いこなすための専門的な知識と経験が必要

CAD・CAM・CAEを使いこなすためには、担当者の知識と経験が欠かせません。いきなり使いこなせるわけではなく、導入にあたっては知識を習得するために研修を受ける必要があります。さらにこれらを業務で使いこなせるようになるまでは、時間がどうしてもかかってしまいます。

既存の業務プロセスの変更

CAD・CAM・CAEを導入するということは、既存の業務プロセスの変更が必要となります。導入の初期段階では、今までのやり方と新しいやり方の変更にとまどい、作業の停滞や混乱が発生する可能性が高いといえます。

データ管理と情報セキュリティの厳重な管理

CAD・CAM・CAEは、すべてデータでのやり取りとなります。当然、それらのデータは機密性が高いものとなり、もし外部に流出してしまった場合は、自社のノウハウの流出につながり、最悪の場合は信用問題にもつながりかねません。そのため、データ管理とセキュリティには万全の対策を講じる必要があります。

まとめ

CAD・CAM・CAEが登場し、今では製造業においては欠かすことのできないものになりました。

CAD・CAM・CAEを導入している企業は増えてきていますが、その一方で導入に踏み切れない企業の多くは、メリットは理解しているものの、導入コストの高さに不安を感じているところが多いようです。

そんな時にこそ、補助金を活用していきましょう。各都道府県ではさまざまな補助金が用意されているため、お住まいの場所によっては使える補助金があるかもしれません。

社内でCAD・CAM・CAEの導入を検討される際は、あわせて補助金の活用も検討されることをオススメします。

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