マツダが誇る次世代エンジン技術「SKYACTIV(スカイアクティブ)」。その革新には設計とシミュレーションが一体化したモデルベース開発(MBD)の活用が不可欠だった。MBDの源流は20年以上前の経営危機を機に始まった開発・製造プロセスの革新「MDI(Mazda Digital Innovation)」だ。MDIプロジェクトに開始当初から携わる木谷氏に未来像を聞いた。(聞き手は中山 力=日経 xTECH/日経ものづくり)

写真:栗原克己
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 設計の検討段階から3Dモデルを駆使し、シミュレーションを組み合わせ、試作や実験を極力廃して開発を進める。マツダの「モデルベース開発(MBD)」*1は次世代エンジン技術「SKYACTIV(スカイアクティブ)」など様々な新技術を生み出し、「内燃機関で世界の頂点に立つ」という目標に向けて、マツダの競争力を生み出す源泉になってきました。

*1 モデルベース開発(Model Based Development=MBD)はもともとソフトウエア開発の用語で、曖昧さがない数理モデルでソフトウエア仕様を定義し、実機のモデルを使った動作シミュレーションを実施して、手戻りのない効率的な開発を実現する手法を指す。マツダではこれを発展させ、広くモデルとシミュレーションを活用し、試作や実験を最小限に抑えるバーチャル開発の手法や考え方全般を指す言葉として使っている。

 源流となったのは1996年8月に全社プロジェクトとして始まった「MDI(Mazda Digital Innovation)」です。1996年といえばマツダがフォード傘下に入った年。マツダは1991年のバブル崩壊に端を発した経営危機に苦しんでいました。私自身は1980年代から試作部の中でCAMの開発などを手掛けており、その関係でMDIプロジェクトに携わるようになりました。

 実は新人のころ当時の上司から、「CAD/CAMでどう業務を効率化できるか」を考えて「具体的な絵(未来構想)を描いてもってこい」と言われました、半年くらいかけて各領域の専門家に聞いて回り、「デザインから設計まで全部のデータを3Dにして、金型は全部機械で削る」という青写真を描いたのです。それを上司に見せたところ「10年後に実現してくれよ」と言われました。もちろん、当時の技術で実現できることに限りはありました。けれどもこの時に描いた「絵」は、その後の指針になりました。

デジタル技術で図面の完成度を高める

 MDIは最初、開発・製造の領域でスタートしました。今ではこれを、後でお話しする新たな取り組み「MDI2」と分けて「MDI1」と呼んでいます。MDI1も完成しているわけではなく、現在でも進化を続けています。MDI1を含み、自動車メーカーが関わる業務プロセス全体に拡大したのがMDI2というイメージです。

 MDI1の目標を端的に言えば、デジタル技術をフルに駆使して図面の完成度を徹底的に上げる、です。最終図面を出した後に後工程の現場の判断で解決してもらったり、不具合が発覚して手戻りが発生したりするようでは、完成した図面とはとても言えません。

 必要となるのがバーチャル検討(シミュレーション)の活用ですが、単にデジタル技術を使うだけでなく、コンカレント(同時並行的)に業務を進めるといった改革も必要です。未だ道半ばですが、「志」はここにあります。

 MDI1で、バーチャルな検討で不可欠なコンピューター上での「モデル」の精度向上が不可欠です。MDI1を開始した約20年前は、衝突安全性を検証するための衝突試験が開発の最大のボトルネックでした。試作車を何台も造って実験するのはコスト面でも開発期間の面でも大きな問題になっていました。これを解決するために、衝突シミュレーションの活用が不可欠だったのです。

 そこで当時としては桁外れな約200億円の予算を獲得して解析ソフトウエアやスーパーコンピューターに投資しました。加えてリアルな世界のテスティング装置、計測装置にもかなり力を入れました。テスト結果の詳細なデータを得ないと、シミュレーション精度を高めたり、正確な解析モデルの作り方や条件設定のノウハウを蓄積したりできないからです。

現場のトップエンジニアが普及の旗振り

 MDI1はその後、衝突からエンジン内の燃焼状態の解析と最適化に発展していきましたが、その際にも、例えばガラスのエンジンを作って燃焼状況を見える化する技術を開発し、シミュレーションの精度を高めるなどしています。こうした取り組みが、「スカイアクティブ」などの新しい技術の誕生にもつながりました。

 マツダがMDI1の浸透に成功したのは現場の協力が大きかった。藤原清志(現・副社長)や人見光夫(現・シニアイノベーションフェロー)といった当時の現場のトップエンジニアが率先して旗を振ってくれた。そうするとやはり現場は動くんです。とても感謝しています。

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