製品開発を行う現場では「シミュレーション担当」として、CAE技術者が携わることが多いです。
今回は、CAE技術者とは具体的にどのような技術者でどういった仕事をするのか、CAE技術者になるにはどうすれば良いのかを解説していきます。
設計の解析を行うCAE技術者
CAE技術者とは、製造業界でコンピュータを使用した設計を行った際に、その設計に問題がないか・特定の条件を満たしているかなどを解析する技術者です。
コンピュータで設計を行った場合、実際に製造を始める前に、コンピュータ内で様々なシミュレーションを行うことができます。
そのシミュレーションを「CAE解析」と呼び、CAE技術者が担当する業務です。
設計担当技術者が作成した設計図と、専用のシミュレーションツールを使用して解析を行います。
CAE技術者の需要とメリット
従来の製造方法では、まずは試作品を製造してから、様々な試験を行い、条件を満たすことができれば本格的な製造に取り掛かるという手順が必要です。
もし、試験で条件を満たせなかった場合は、設計からやり直し、試作品も新しく用意しなければなりません。しかし、CAE技術者が、コンピュータ内で試験と同様のシミュレーションを実現すれば、試作品を製造するコストや時間を省けます。
条件を満たせなかったとしても、設計図に手を加えて、改めてシミュレーションを行うということが可能です。
設計から試験までを全てコンピュータ内で完結させられるため、わざわざ試作品を用意する必要がありません。
CAE技術者が行う解析の内容
CAE技術者が解析を行う分野は、非常に幅広いです。その中でも代表的なものは構造解析で、設計した構造体に力が加わった時、その構造体がどのように変化していくのかを確かめます。
構造解析は機械部品などを製造する際、部品の耐久性を保証するために必要とされます。CAE技術者は、用意されている設計図をCAEツールに取り込み、様々な条件を加えたシミュレーションを行います。
構造解析の場合は、構造体を製造する際に使用する素材の種類と、加える力の量と方向が主となります。
そして、指定した部分にどれだけの力を加えると、どういった変化が起きるのかを記録します。
CAE技術者が行う代表的な解析には、構造解析以外に、熱解析があります。
構造物に熱が加わった際に、その熱がどのように伝達していくのか、素材や温度を指定して確かめていきます。
また、空気や液体などが通る構造体の設計図では、流体解析を行い、具体的な通り道を把握します。
その他にも、構造物が不快な音を出さないか確かめたり、より良い音が出るか確認したりするための音響解析、精密機器を製造する際に邪魔になるノイズが出ないかを確かめる電磁界解析などがあります。
CAE技術者が携わる解析の分野は非常に幅広く、複数の分野で幅広いシミュレーションを行う技術者もいれば、特定の分野に特化して、よりレベルの高いシミュレーションを担当する場合もあります。
いずれの場合も、CAE技術者には、解析精度の高さが求められます。もし、解析精度が低ければ、実際に製造を終えた後にトラブルが発生するリスクがあるからです。
また、解析によって条件を満たすことができなかった場合、どこに問題があったのか、どうすれば改善できるのかを考えることもCAE技術者の仕事に含まれます。
そういった仕事をこなすためには、設計と解析に関する豊富な知識が必要となります。
CAE技術者の階級別のスキル
CAE技術者は、人によって身に付けているスキルが異なります。そして、そのスキルによって、初級者・中級者・上級者に分けることが可能です。
CAE技術者のスキルを測る指標に、計算力学技術者という資格あります。計算力学技術者は、「固体・振動・熱流体」という3つの解析分野に関係する資格です。
そして、初級・2級・1級・上級アナリストの4段階に分かれています。その中の初級が初級者、2級あるいは1級が中級者、上級アナリストが上級者に当たる考えて問題ないでしょう。
CAE技術者 初級のスキル
CAE解析に関する基本的なことを把握していて、専用ツールを使用して比較的簡単なシミュレーションができる技術者は、CAE初級者と言えるでしょう。あくまでも基本的な解析しかできず、高いスキルを持った人からサポートをしてもらうことで、より高度な解析ができるようになる人です。基本的なツールの使い方を覚えていることで、規模が大きな製造で、末端の解析に当たれる可能性があります。
CAE技術者 中級のスキル
CAE中級者は、ただ解析ツールを使えるだけでなく、ひとりでも高度な解析をひと通り行える必要があります。そして、計算力学技術者の2級では1年以上解析業務を行ったレベル、1級では3年以上の実務経験がある人とされています。CAE解析では、ひとつの分野内でもさらに枝分かれをしていて、それぞれ異なるシミュレーションが必要になることがあります。その必要なシミュレーション内容を決めると共に、正確な解析結果を出すことができれば、中級者と言えるでしょう。
CAE技術者 上級のスキル
計算力学技術者の上級アナリストに当たるCAE上級者は、製造における解析分野を全て担当できるスキルが求められます。高度な解析ができることはもちろん、設計したものにどのような解析が必要なのかを一から企画する能力が必要です。そして、解析の結果を元に、問題点を書類としてまとめたり、改善策を出したりするスキルも欠かせません。CAE解析のプロフェッショナルであり、責任者のポジションに就ける人が、CAEの上級者です。
CAE技術者において「上級スキル」を手に入れたい！と思う人は資格を取得するのもおすすめとなります。
CAE技術者として働くには？
CAE技術者として働くためには、最低限の知識を持ち、ツールを使えるスキルを手に入れることが大切です。
未経験でも歓迎している企業に就職すれば、CAE解析について何も知らない人でも、研修や社内教育などでスキルを身に付けられる可能性はあります。
しかし、その場合は選べる企業が少なくなる上に、CAE技術者としてスキルアップする時間がかかってしまう恐れがあります。
そのため、まずは自身でCAE解析について学んでおいた方が良いでしょう。
そしてある程度使える人材になっていれば、実践的な業務を任せてもらうことで作業をしながらスキルアップができる可能性があります。
CAE技術者への独学方法
CAE解析に関するスキルを身に付ける場合、自らツールソフトや書籍を購入して勉強をするというのがひとつの手です。
また、セミナーや勉強会に参加して学ぶという方法もあります。CAE解析について何もわからず、独学が厳しそうであれば、専門家に指導してもらった方が良いでしょう。
そうして、CAEに関する知識とスキルを身に付けておくと、多くの企業から必要とされやすくなります。資格として、計算力学技術者の初級を取得しておくのも良いでしょう。
中級以上はCAE解析の実務経験が必要ですが、初級であれば実務経験なしで取得できます。
そして初級であっても、CAE解析に関する最低限の知識とツールの使い方を知っているというアピール材料になります。
CAE系の職業に転職する方法については下記記事でも解説しています。
将来性が期待できるCAE技術者になろう
現代の製造業界では、コンピュータを使用して設計を行うことが多く、設計に問題がないかを確かめるCAE技術者はほぼ必須です。
そして、将来的にコンピュータ設計の重要性はより高まっていく可能性があり、CAE技術者の需要増が見込めます。
したがって、製造業界で必要とされる人材になりたいのであればまず「CAE技術者」を目指してみるのも良いでしょう。
