デジタルツインは夢物語ではない！
パフォーマンス検証から見えてきたLenovoワークステーションの有用性製造業で主に使われる設計業務用3Dソフトウェアは、高機能化しながら直感的で使いやすくなるなど日々進化を遂げている。
そうした環境の変化のなか、設計から製造にいたるあらゆる場面で3Dデータの活用が広がっている。特に現実世界の物体や環境から収集したデータを使い、仮想空間上に全く同じ環境をあたかも双子のように再現し、現実とデータが相互に関連する「デジタルツイン」に大きな注目が集まっている。
そんな折、設計・製造現場において大きな課題となっているのが、点群データをはじめとするデジタルデータの大容量化への対処だ。
これらの大容量データを処理し、3DCADや3Dスキャン、またこれらを解析する際に使うCAEといったソフトウェアの性能を最大限に発揮するには、高スペックなハードウェアの活用が必須と言えよう。
そこで今回は、3DCADを始めとする3Dデジタル技術の導入支援を通してエンドユーザーと共創しながらモノづくりを推進する株式会社CADistの協力のもと、Lenovoのハイスペックワークステーション「ThinkStation P5」「ThinkStation P3 Ultra」
を対象にパフォーマンス検証を行った。
本記事では、Lenovoのワークステーションが設計・製造の現場にどのようなメリットをもたらすのか、そして急務となっているデジタルツインの実現をどのように支援できるのかなどについて解説する。

株式会社CADist
取締役CSO（最高戦略責任者）

千野 貴弘氏Work and collaborate smarter on Windows 11 Pro
これまでで最も安全な Windows現実的になりつつある製 造 業 向 けソリューション パッケージ「 P r o d u c t D e s i g n &ハードウェアの性能が重要な要素に援する際に、顧客が業務で扱う実データに近いデータサンプルをデジタルツイン活用

Manufacturing Collection」(以下、PDMC) やCFDなどの導入を支用意する。顧客のもとでソフトウェアを試したり説明を行ったりする
際には、打ち合わせしながら3Dデータやソフトウェアの設定条件なフィジカル（現実世界）とバーチャルの世界がリンクしあう「デジタルツイン」と言えば、工場の設備をIoTでデータ化するどを調整することがある。
しかし、大容量データの処理に時間がかかることが大きな課題であった。など、大規模なスマートファクトリーを思い浮かべる方もいるだろ「例えば、CFDのサンプルケースの処理であれば、一度お客さまう。
もちろん、生産設備をIoTでデジタルツイン化するという取り組みから相談を受けたら、翌日以降に結果が出て回答することになり、も行われているが、実現するには多大なコストと労力がかかると考その分、お客さまを待たせてしまっていました。帰宅前に計算をえ、「デジタルツインは、どうせ一部の大手企業のお話でしょ？」と導セットし、翌朝に確認するといったことも行っていましたが、出社す入を諦めている企業も多い。

るとエラーが出てしまって最初から計算し直すこともしばしばあり

しかし、実際には製造ソリューションの進化とともに、設計・製造現場のデジタルツイン活用が現実的なものとなってきている。

ました」と、ワークステーションが実務における必需品であるCADist
営業アシスタントの野村氏は語る。

特に最近、CADistに対して顧客からの相談が増えているのが、3D点群データにしても、ビューイング時に処理が止まってしまえば、スキャナーから取得する点群データの取り扱いであるという。例え顧客とのスムーズなコミュニケーションを妨げてしまい、それが顧ば、工場設備を3Dスキャンした後、そのデータの確認はもちろん、客にとってストレスになってしまうこともある。さらに、マシンのス3D設計データに取り込んだうえで設計中の設備や製品の”おさまペックに合わせてデータを省略してしまえば、不足している情報にり”の検証を行いたいという相談だ。
これに併せて、設備設計などで、関する説明に気を遣う、あるいは誤解して伝わってしまう恐れも既存あるいは前述の3D設計データ解析の為の数値流体解析ソフトあった。

ウェアであるAutodesk CFD(以下CFD)導入に関する依頼もますます「処理の快適さは業務の質、顧客満足度、そしてスタッフのストレ増加しているという。

ス軽減にとって非常に重要なポイントになります。
こうした悩みを「単体の3Dモデルを表示して、自在に動かして見回すといったこ一気に解消したのが、ThinkStation P5とThinkStation P3 Ultraでとは、今や当然になり、エントリーモデルのワークステーションなどす。今回、レノボと共同で行ったThinkStation P5とThinkStation P3でも問題なく処理できます。
しかし、大規模アセンブリにおけるUltraを用いたパフォーマンス検証は、ハードウェアの性能が生産3DCADやCAEを利用する、あるいは点群データの編集や、点群デー性に大きく関わることを実証しました」（千野氏）

タを基にした3Dモデル作成・解析を扱うようなデジタルツインに取り組むとなれば、高いスペックを持つワークステーションの利用は欠かせません」と語るのは、
CADist 取締役CSOの千野貴弘氏だ。

■検証内容の詳細
今回の検証の目的は、ThinkStation P5とThinkStation P3 Ultra

ソフトウェアが実行する高度な計算およびグラフィックス処理、そを使って点群データの処理、そして点群データ処理同様、多くのリこからアウトプットされるデータ容量に堪え得るハードウェアを整備

ソースを必要とする流体および気流解析の3つの操作を実際に行しなければ、3Ｄツールの性能が発揮できなくなってしまう。
このこ

い、操作にかかる時間や使用感を比較することにある。とからハードウェアの選定は、設計・製造現場の生産性向上を考えるうえで非常に重要な要素となる。

Lenovoのワークステーションが増え続ける大容量データの処理ニーズと業務品質や生産性の向上に大きく寄与

OS InformationGPU

CPU Description

MemoryCPUBaseFrequency

CoresThreads

Total
MemoryThinkStation Windows 10 NVIDIA RTX
A2000 12GB
P3 Ultra
ProIntel Corei7-13700

2.1

16(8P+8E)

2432

Windows 10
NVIDIA RTX
ThinkStation
Pro for
P5
Workstation 4500 20GBIntel Xeon
w5-24453.1

102064

ThinkPad
P16v

Intel Corei7-13800H

2.5142032

ComputerNameOS

VGA Used

Windows 11 NVIDIA RTX
A1000 6GB
Pro

■点群データの処理
CADistでは、機械設計部門で広く活用されているオートデスクの1つ目はPDMCにあるReCAP Proによる点群データ処理の比較

だ。検証に使われた点群データは、Lenovoの米沢工場をスキャンしたものであり、全部で5.3億点、ファイル容量にして22GBあるデータとなっている。
こちらの比較ではThinkStation P5とThinkStation P3 Ultraで大Lenovoワークステーションにより計算処理が高速化、描画性能も大幅に向上

静音性、冷却性能、省スペースなども高く評価

きな差は感じにくいが、細かく見ていくとスペックが高くなること
で、マウス操作のレスポンスや滑らかさや点群データの表示速度が向上し、よりストレスなく操作できるようになった。

今回、パフォーマンス検証で使ったThinkStation P5とThinkStation P3 Ultraについて、CADistの評価は上々だ。
「3Dスキャンによる点群データや、負荷の掛かる解析処理を行いたいといった場合は、ThinkStation P5の性能があれば、とにかく快適かつスピーディに業務がはかどります。今まで当社で使っていた他社製ワークステーションではあきらめていた処理が確実に行えるようになりました」（千野氏）

ReCAP Proによる点群データのレビュー(視点移動)「ThinkStation P5を使うようになってから、今まで当社従来機で6時間くらいかかっていたCFDによるサンプルデータの解析処理が2■流体解析、気流解析のパフォーマンス分半で終わるようになりました。
もちろん、建屋全体の点群データをThinkStation P5とThinkStation P3 Ultraを比較したが、解析結全表示してもフリーズすることもありません。やはり『作業時間が大果を確認するアニメーションにはどの機種も特に問題はなかった。

幅に削減した』ということが最も大きな効果かと思います。
それに、しかし、実際の解析の処理にかかった時間を比較すると大きな差

発熱の少なさ、稼働音の小ささ、スタイリッシュな筐体デザイン、エンが見られた。

ジニアリングワークステーションとは思えない重量性など、評価すべき点がたくさんあり圧倒的に作業環境がよくなりました」（野村氏）

CFDによる混合水栓の流体解析

ThinkStation P3 Ultraでは、流体解析に6.4分、気流解析に8.2分ほどの時間を要した。
より高性能なThinkStation P5では流体解析は3分、気流解析は5分で完了するなど、さらに高速に処理を実行できた。比較用に使用したモバイルワークステーションThinkPad
P16v（ Intel Core i7-13800H / NVIDIA RTX A1000 6GB / メモリ32GB）
では流体解析に約18分、気流解析に約24分要しており、負荷の大きな解析処理においてはデスクトップワークステーションのほうがより効率的に処理できることが実証された。
OS InformationGPU

CPU Description

Memoryさらに千野氏は、「実際の作業担当者である野村がそう思ってくれていることが非常に大事であると考えています。例えば、弊社がProcessing Time[ 分 ]

CPU

Base
Frequency

Cores

Threads

TotalMemory

CFD

CFD

ReCAP

流体解析

気流解析

処理

ThinkStation Windows 10 NVIDIA RTX
P3 Ultra
ProA2000 12GBIntel Corei7-13700

2.1

16(8P+8E)

2432

6.4 分

8.2 分

1.5 分

Windows 10ThinkStation
NVIDIA RTX
Pro forP5
Workstation 4500 20GBIntel Xeon
w5-2445

3.11020643 分 5.3 分

1分

ThinkPad
P16v

Intel Corei7-13800H

2.514203217.8 分

24.2 分

2分

1200

1400

ComputerNameOS

VGA Used

Windows 11 NVIDIA RTX
A1000 6GBPro

0200

400

600

800

1000

ハイパフォーマンスとスタイリッシュなデザイン併せ持つThinkStation P5

従来使用していたマシンと比較し、CFDによる解析処理時間の短縮、点群データの描画パフォーマンスの大幅な向上、
あるいはこれ1600

ThinkStation
P3 UltraThinkStation
P5
ThinkPad
P16ｖ■ CFD流体解析■ CFD気流解析■ ReCAP処理

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これまでで最も安全な Windows

適材適所の使い分けにより自社のペースでデジタルツインへの一歩を踏み出す

ら処理中のフリーズによる出戻りがないなど、投資対効果は十分かそれ以上に回収できています」と強調する。
ThinkStation P3 Ultraについては、「ThinkStation P3 Ultra は、ThinkStation P5よりも下位モデルと言っても、3DCADの中・大規模アセンブリをフルで開いてスムーズに作業できます。
また、導入しやすいコストや筐体のコンパクトさも評価しています」と千野氏は言う。

設計・製造現場でも図面ソフトウェアとしてのCADはすっかり浸透していている。
しかし、ソフトウェアのレベルは年々進化してきており、それと併せてハードウェアも最適なものにリプレイスをしていくことは必須である。
「『CAD=設計ツール』というイメージが先行していますが、今後は本当の意味での『コンピュータ支援設計(Computer Aided Design)ソフトウェア』に移行しなければなりません。
そして、PDMCは、製品設計はもちろん、生産技術、生産管理、社内物流といった、製造に関わるあらゆる部門・プロセスへアプローチすることが可能です。
最適なハードウェアを導入し、PDMCの機能を余すところなく引き出すことで、デジタルツインの実現が大きく近づくでしょう。
そのため、『高すぎるから』という理由で無下に導入を諦めるではなく、将来的なソフトウェアの性能向上を見越して、今からハイパフォーマンスワークステーションの導入するのも良いでしょう。
まずは、業務内容や予算サンプルモデルを操作する野村氏と、コンパクトなワークステーション
ThinkStation P3 Ultra(P5右隣)に応じてThinkStation P5と ThinkStation P3 Ultraを適材適所で使い分けるのが賢い使い方だと考えます」（千野氏）

アストンマーティンとの共同デザイン
処理能力に優れたワークステーション

コンパクトワークステーション

ThinkStation P3 Ultra

ThinkStation P5

・ 最大24コア/48スレッドのインテル® Xeon® W-2400 プロセッサー搭載可能

・ 第13世代インテル® Core™ プロセッサー搭載

・ NVIDIA® RTX™ A6000を2枚まで搭載可能

・ NVIDIA® RTX A5000 Laptop GPU や RTX 4000 SFF Ada 世代 を搭載可能

・ アストンマーティンと共同設計したツールレス筐体デザイン

・ SFF半分の体積3.9L

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0120-68-6200
direct01_jp@lenovo.com

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Lenovo、レノボ、レノボロゴ、ThinkCentre、ThinkPad、ThinkStation、ThinkServer、New World New Thinking、ThinkVantage、ThinkVision、ThinkPlus、
TrackPoint、Rescue and Recovery、UltraNavは、Lenovo Corporationの商標。Intel、インテル、Intel ロゴ、Intel Inside、Intel Inside ロゴ、Intel Atom、Intel Atom
Inside、Intel Core、Core Inside、Intel vPro、vPro Inside、Celeron、Celeron Inside、Itanium、Itanium Inside、Pentium、Pentium Inside、Xeon、Xeon Inside、Xeon
Phi、Ultrabook は、
アメリカ合衆国および/またはその他の国における Intel Corporation の商標です。他の会社名、製品名、サービス名等は、それぞれ各社の商標または登録商標。

レノボ・ジャパン合同会社〒101-0021 東京都千代田区外神田四丁目14番1号 秋葉原UDX

https://www.lenovojp.com/business/

Work and collaborate smarter on Windows 11 Pro
これまでで最も安全な Windows