活用事例インタビュー― ソフトウェアクレイドル

三機工業株式会社 様

シミュレーション結果を目の前に実在するかのように3D体感できるMRシステムの構築により、イメージどおりの工事を実現
建築設備事業などで高い技術力と提案力をもつ、総合エンジニアリン
グ企業の三機工業。ソフトウェアクレイドルの熱流体解析ソフトウェア
STREAMを活用することで、空調設備の効果を検証している。さらにクライアントへの提案力と説得力を高めるため、STREAMとMR（MixedReality：複合現実感）システムを組み合わせることで空調気流や温度分布などのシミュレーション結果を3D体感できるシステムを構築。クライアントに、現実空間にシミュレーション結果を重ね合わせて3D体感してもらうことで、深い理解が得られ、意思疎通を図るのに大きく役立っている。

▲ 三機工業株式会社

技術研究所

三機工業株式会社

https://www.sanki.co.jp/
設立
事業内容
本社
代表者

1925年4月
ビル空調衛生、産業空調、スマートビルソリューション
及びファシリティシステムなどの建築設備事業ほか
東京都中央区代表取締役社長執行役員 長谷川 勉

複雑な空調の提案に対応するSTREAM
三機工業は、キヤノングループ会社と共同で、空調気流・温度シミュレーションの3DCGデータとMRシステムとの連携により、目の前に空調気流や温度分布が実在するかのように3D体感できるシステムを構築した。
実際の空間にリアルタイムにつなぎ合わせられるのは、ソフトウェアクレイドルの熱流体解析ソフトウェアSTREAMやSCRYU/Tetraのシミュレーション結果である。三機工業がSTREAMを導入したのは約28年前。現在、技術研究所でSTREAMをメインに扱うのは6名だが、建築系の新人にはSTREAMの使用が必須になっているという。習得したスキルを、支社や支店に異動配属された時に活用してもらう狙いである。中堅社員も、案件ごとにOJTでテクニッ
写真1 三機工業株式会社 技術研究所
建築設備開発部 建築設備2グループマネージャー
福森 幹太 氏クを習得していて、会社全体では70名ぐらいがSTREAMを使用できる。「計算条件のチェックやアドバイスできる立場のスタッフが支社支店にいると、シミュレーション自体は研究所で実施しても効率がよくなります。クライアントからシミュレーションの依頼を受けた時でも、条件を整理して優先順位を絞り込んで目的を明確にしたりするなどで、意思疎通をスムーズにすることができるのです」と同社 技術研究所 建築設備開発部 建築設備2グループマネージャー 福森幹太氏（写真1）は語る。
技術研究所で扱う年間の物件数は30件前後で、建物の用途は、病院、工場、オフィスビルが多い。新築案件はそのうち1/3ほど。既存建築物の改修やレイアウト変更の案件に伴う空調設計が2/3を占める。既設の生産装置が何年かして入れ替わると、以前の空気の流れや温度の分布が変わってきてしまうこともある。こうした場合、コストの制約と適切な環境を得るために、すべてを刷新せずターゲットを決めて部分的に改修し能力アップを図ることが求められるケースが多いという。「クライアント側から改修案が提示される場合もありますが、STREAMでシミュレーションをかけ、各種の建築図を見てバランスを考えながら、最適な案を提案しています」と福森氏はいう。
「STREAMを使うことで最も助かっているのは、クライアント側から提示された案に対して、設計上うまくいかないという場合に、その根拠を明確にできることです。もう一つは、現状の把握が的確にできること。例えば、シミュレーションから空間に淀みや熱溜まりがで
写真2 三機工業株式会社 技術研究所活用事例インタビュー

2

位置マーカー
撮影

2

姿勢センサー

MR世界

現実世界
1

前方の3D撮影

〈HMD〉
1 実映像

2

位置＋姿勢状態〈PC〉〈位置マーカー〉

図1

1

現 実 映 像 を ヘッド マ ウントディスプレ イ（HMD）に内蔵された3Dビデオカメラで撮影し、その映像をコンピューター（PC）へ送る

2

3 Dビデオカメラや マルチカメラが 捉えたマーカー等によりユーザーの頭の位置、姿勢を精密に計測（ジャイロセンサー）し、現実映像と仮想CG映像やポストを高精度で合成

MREALのシステム概要

3 合成画像＋3D-CG＋ポスト
3合成された映像を再びHMDに送り返し、歪の少ない臨場感ある実物大の複合世界をディスプレイ表示

写真3

ヘッドマウントディスプレイを装着している様子

きている個所がわかるので、どのような手うした折に、キヤノンマーケティングジャコンピュータ、そして位置マーカーで構段で気流を改善すると効果があるか、事前パンとキヤノンITソリューションズから成 さ れ る（ 写 真3）。 現 実 映 像 をHMDにに当たりをつけることができます。そうして、 「MREAL」（ 図1） が2012年 に リ リ ー ス さ内蔵された3Dビデオカメラで撮影し、そ設計担当者や設備技術担当者は気流を詳れた。福森氏は「『STREAMで行うシミュの映像をコンピュータに送る。また、3Dしく確認して、改善案を具体的に示すこと

レ ー シ ョ ン を ひ と 目 で わ か る よ う に し、 ビデオカメラなどが捉えた位置マーカーができるため、STREAMは不可欠なツールクライアントに伝えやすくしたい』と早とジャイロセンサーにより、ユーザーのになっています」と福森氏は語る。三機工

速相談に行きました。そこからどのよう頭の位置や姿勢を精密に計測してコン業技術研究所では、シミュレーション結果に気流や温度を見せられるかを、約3年をピュータに送付。現実映像と、STREAMの精度を高めるため、実際の現場におけかけて協議・構築してきたのです」と語る。

やSCRYU/Tetraの 空 調 関 連 の シ ミ ュ レ ーション結果（図2）や仮想CG映像を高精る測定や実物大モックアップによる実験とシミュレーションとの整合性をとっている。

三機工業が導入したMREALは、ヘッド度で合成する。この合成された映像を再マウントディスプレイ（以下、HMD）とびHMDに送り返すことで、歪みが少ないシミュレーション結果の3D体感により高い臨場感を得る
気流や温度のシミュレーション結果は、これまでクライアントに出力紙やビデオ映像として見せることが一般的であったという。福森氏はこうした方法が伝わりにくかったと指摘する。「気流や温度は目に見えず、クライアントが想像していた出力イメージと相違することが多いので理解が困難な場合があります。また、シミュレーション結果の断面が異なっていたり、気流や温度のスケール色、色味が異なっているなどの主観的な意見が出ると、やりとりが煩雑になってきます」。そ図2

STREAMを使用した病室の空調気流シミュレーションのポスト画面

活用事例インタビュー
テムにより、ポストを操作する だ け で、MREALを 実 現 できるため、検証に掛かる時間と労力を大幅に削減することができた。
これからの展望について
福森氏は「BIMのデータをインポートすることで、モデル製作の時間短縮に繋げることや、ソルバーの高速処理対応などを考えています。一連の流れを整備することで、MREALの 見 せ 方 が し や す く
写真4なるほか、竣工後のメンテナ

現実空間の病室写真（写真・左）
3D合成画像（写真・右）実際にMREALを利用したユーザーから見える空調気流シミュレーションの映像

実物大の複合世界を、ディスプレイ表示

面会者などは気流感がないと、もわっとする。例えば、病室を想定したセッティした不快感を抱きます。患者に気流が直ングでは、実際には存在しない仮想のベッ接当たらないような冷暖房の輻射パネル

ドや横たわる人が視界に映し出される（写と、患者以外のところに気流を生む吹き真4）。同時に、天井面にあるように見え出し口を組み合わせた設備機器を設定する空調設備からは、温度に応じて異なるるなどして、MREALでシミュレーションンスや変更時にも活用できるはず」とする。さまざまな用途や規模での展開が期待されるSTREAMによるシミュレーション結果のMRでの体感は、今後も一層の発展が見込まれる。

色が付けられた動く矢印が目の前に現れ、 と重ねて見せています」。
空調の気流や温度分布が実在するかのような臨場感が得られる。

「クライアントの方々が『こんなふうに空気は流れているのか』と驚かれる様人の動きにリアルタイムに対応する効子を目にします」と福森氏はMREALの効果も大きい（写真5）。仮想ベッドに近づ果を語る。三機工業は、展示場やモック

くと違和感なく距離が縮まり、HMDの向アップとして病室を製作してMREALを設

きを変えると周囲の風景やSTREAMによる置。クライアントにはそこに訪れてもら気流を表す矢印も追随する。「ARやVRとうほか、システムは可搬式となっているは異なりMREALは位置合わせの能力が高ため、客先に持ち込んでセッティングしく、また自分の手と対象物の重なりがで運用することもできる。「実際のレイアウ

きても肌色で補正をするので自然に見えトに対応して、事前にます」と福森氏。どの位置であれば風が何パターンかシミュ当たるのかを、実物大で体感的に理解でレーションをし、現地きるのである。

で提示すると説得力が高まります」。

コミュニケーションを円滑にし説得力を高めるバーチャル体感

今回、三機工業が橋渡しとなり、キヤノン

福森氏によれば、病院での案件についグ ル ー プ はSTREAMとて、MREALを 活 用 し た 事 例 が す で に いSCRYU/Tetraの 計 算 結

くつかあるという。
「病室では寝ている

果を直接MREALに取り患者の滞在時間が長いので、音や光より込む専用プラグインをも、ちょっとした気流に関するクレーム開発し、システムを共が最も多いのです。一方で病室を訪れる同で構築した。同シス

写真5

人の動きや視線に3Dデータも連動する

関連製品のご紹介

STREAMが採用する直交構造格子は計算用格子作成が非常に簡便で、高速に演算ができます。微小な曲面や斜面を忠実に再現しなくても全体の流れを検討できる対象物において、最大のパフォーマンスを発揮します。また、離散化手法として多くの熱流体解析で採用している有限体積法を用い、1000万要素の解析でも約5.5GB程度のメモリで計算が可能です。さらに、VBインターフェースやテーブル入力型の関数登録など、お客様用にカスタマイズできる機能も充実しています。

SCRYU/Tetraは複雑な形状の熱流体解析を簡便に行うことをコンセプトに設計したソフトウェアです。多くのCADネイティブデータを含む形状データに対応するインターフェースを備えており、条件設定においても、ウィザードに従い、対話形式で設定していくだけとなっています。また、従来難しいとされていたメッシュ作成においても、自動化、高速化などさまざまな工夫が施されたメッシャーを有しており、初心者の方から解析専任者の方まで、多くの方にご利用頂けます。

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Tel: 052-589-8649
Email: info@cradle.co.jp ｜ Web: www.cradle.co.jp© Software Cradle※STREAM、SCRYU/Tetraは、日本における株式会社ソフトウェアクレイドルの登録商標です。
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