製品ロゴ配置エリア 最適設計支援ツール OPTIMUS と CATIA V5 最適化モジュール PLM Optimization サイバネットシステム株式会社新事業統括部 PIDO 室
AGENDA サイバネットシステム PIDO とは 最適設計支援ツール OPTIMUS と CATIA V5 最適化モジュール PLM Optimization の 注目機能 まとめ 2
会社案内 サイバネットシステム株式会社 (CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. ) 東証第一部上場証券コード番号 4312 本社 東京都千代田区神田練塀町 3 富士ソフトビル 支社西日本支社 ( 大阪 ) 中部支社 ( 名古屋 ) 設立 1985 年 4 月 17 日資本金 995,000,000 社員数 323 名 (2007 年 1 月 1 日現在 ) 事業 CAE ソリューションネットワークソリューション 各種受託解析 コンサルティング 3
PIDO ツール PIDO means Process Integration and Design Optimization 自動化 Process Automation 既存設計プロセス (CAD/CAE) の繰り返し計算を自動実行 最適化 Design Optimization 設計空間の分析最適解の探索 統合化 Process Integration 異なる領域のツールを統合複合領域の最適条件を満たす DOE RSM 最適化アルゴリズム Robust 信頼性 ロバスト 信頼性 Design for Six Sigma 現実に起こりうる不確定要因を考慮した最適化 4
製品ロゴ配置エリア 開発元 :Noesis Solutions NV http://www.noesis.be/ PIDO = Process Integration and Design Optimization 会社名 : Noesis Solutions NV ( ノエシスソリューションズ ) Noesis とは 古代ギリシャで Knowledge Understanding の意 認知する過程 心から認識するための知覚や認識 所在地 : ベルギー王国ルーベン市 2003 年 7 月 LMS International 社より独立 PIDO マーケットにフォーカスするため 10 年以上にわたる最適化コンサルティングの実績 顧客ニーズに合わせた提案を実施 ( 特別インターフェース開発など ) 高い対投資効果 (ROI) が期待できるソフトウエアを提供 総売上の 15% を研究開発費に投資 全世界 26 ヵ所のローカルオフィスにて 販売 サポートを実施 日本はサイバネットシステムが総代理店 ( 販売 サポートを提供 ) 5
Noesis Solutions PIDO 製品 OPTIMUS 汎用型 PIDO CAEソフトウエアとリンク Direct Interface CATIA V5 MATLAB など PLM Optimization CATIA ユーザのみ CATIA の中での最適化 6
製品ロゴ配置エリア OPTIMUS インタフェース FEM 入出力ファイルがテキスト形式 バッチ実行可能なことが条件 ABAQUS ANSYS ANSYS Workbench MSC/NASTRAN, MARC 機構解析 MSC/ADAMS RecurDyn Virtual.lab Motion (DADS) 衝突解析 LS-DYNA PAM-CRASH MADYMO DEFORM 樹脂流動 Moldflow (MPI) 3D TIMON CFD ANSYS CFX FLUENT STAR-CD Flow 3D Icepak メッシャー /CAD/ モーフィング ICEM/CFD PATRAN CATIA V4, V5 I-DEAS Pro/ENGINEER OneSpace Designer Moder ANSYS ParaMesh DEP Mopher バイナリ形式にも接続環境を提供可能 磁場解析 JMAG Flux 2D/3D 光学 CODE V LightTools Tracepro その他 PSpice / LTSpice Virtual.lab Acoustics CarSim / TrackSim Excel 内製コード 実験データ etc 7
ダイレクトインタフェース CATIA V5 MATLAB/Simulink ABAQUS Ricardo WAVE SAMCEF AMESim MS-EXCEL SFE-Concept ダイレクトインタフェース 例 :CATIA V5 ダイレクトインタフェース CATPart CATproduct CATanalysis のファイルを OPTIMUS 内で直接指定して 最適化シーケンスの作成が可能 メリット バイナリファイルを直接読込む 設計変数 目的関数 制約を自動的にリストアップ 自動化 最適化シーケンスを自動生成 非生産的作業を削減し 時間および環境を有効活用 8
製品ロゴ配置エリア V5 専用最適化モジュール PLM Optimization CATIA V5 の環境を利用することのメリット CATIA ツリーでの能力を最高に発揮 PEO の機能を強力に補間 設計空間での 限界 を探索する 形状での制限 機能的パフォーマンスでの制限 マニュアル操作による 退屈な トライ アンド エラー を取り除く V5 環境に前例のなかった機能を提供 パラメータ スタディ 設計の最適化 ロバスト設計 9
PLMO 事例 : ウォータージャケット 熱伝達が十分に行われる流量を保つことのできるウォーター ジャケットの形状最適化 ホット スポットの発見と設計の繰り返しの削除 圧力損失の最小化 ( その先の姿として ) 流れによる熱交換データを構造解析 ( 熱応力 ) へ利用 ex. R1 イニシャルでの実行 : R1~R5 = 3 mm インレット圧力 = 290.7 Pa 最大温度 = 375.3 K ( 制約条件として >370K) 最適化実行 : R1, R2 = 2 mm R3, R4 = 4 mm R5 = 3.36 mm インレット圧力 = 269. 3 Pa 最大温度 = 369.1 K ( 制約条件として <370K) インレット ( 圧力 ) 10
アプリケーションの統合化 衝突衝突 機構機構 CAD CAD ジオメトジオメトリリ 耐久疲耐久疲労 音響音響 構造解構造解析 素材加素材加工 MS MS Excel Excel 流体流体 製造製造 複雑なプロセスの統合も可能 異なるアプリケーションを統合化 異なる部署間のツールを統合 共有する 異なる領域の制約 条件を満たした最適化 ex. 流体 - 構造 複合領域最適化 MDO (Multi-disciplinary Optimization) プロセスマネージメント & コラボレーションツール 11
最適化手法 ニーズに合致した最適化アルゴリズム 設計変数の値を OPTIMUS が自動的に変更し 目的が最小 ( 最大 ) になる最適値を自動算出し 設計指針を設計者に提供 単一目的 ( 局所 大域 ) 多目的の各種最適化アルゴリズム 最終設計 (8 % 重量軽減 ) 初期設計 ユーザのトライ & エラー無しに自動的に最適解が算出 12
最適化ユーザ事例 小型エンジンバルブの形状最適化 絞込みデザインの提案 使用 要求条件が厳しくなる中で 形状の最適化が必要! 各部の応力と重量の低減 ANSYS ANSYS/LS-DYNA 多目的最適化へのアプローチ 手作業の削減 結果 Multi-Objective Optimization を使用した場合 手動で Pareto 解を探査する場合に比べて 1/3 ~1/6 の時間短縮効果を確認 要求特性摩耗 ピッチング強度シール摩耗摩耗 スカッフ性ガス流動抵抗腐食 高温強度摩耗 腐食 靭性腐食 高温強度小型 軽量 精度 対応策 焼入れ有 無 耐摩耗材料 焼入れ有 無 軸接合 粗さ 表面処理 形状 耐食 耐熱材料 形状 耐食 耐熱材料 耐摩耗材料 表面処理 耐食 耐熱材料 形状 形状 寸法 軽量材料 高強度材料 寸法精度 13
ロバスト 信頼性解析 真の最適化のために Robust = 強固な 頑丈な 丈夫な etc => ロバスト性解析 目的値のシグマを小さくし 外乱に強い製品設計を指す Reliability = 信頼性 確実性 頼もしさ etc => 信頼性解析 設計変数のバラツキによる 目的値が許容範囲を超える失敗の確率を求める Noesis が最も研究開発を 実施している機能 実際 多くのベンチマークにて精度の高い解析の機能が 評価されている 14
実験データの取り扱い OPTIMUS では実験データも非常に簡単に取り込め それを基に応答曲面を作成し 設計空間の把握や応答曲面上で最適化を行う事が可能 実験データ OPTIMUS 内で RSM の作成 RSM 上での最適化 CAE と同定させることによって 実験結果値と CAE の結果値の差の二乗和を最小化問題と設定することで 実験では得られなかったパラメータを推定することが可能 15
ジオメトリ 回路 シミュレーションロバスト設計結果の可視化実験計画法 まとめ (DOE) ソフトウェア 応答曲面法 (RSM) 各種最適化アルゴリズム OPTIMUS & PLM Optimization 16
ご案内 Worldwide Users Group Meeting 開催 6 月 25 日 26 日 ベルギー王国ルーベン市 出展ブースにも是非足をお運び下さい ブース No.287 イベントコーナー くるまの技術 この 10 年 最新くるまの運転教室 の向かいに出展中 17
補足 ご清聴有難うございました 最適設計支援ツール OPTIMUS CATIA V5 最適化モジュール PLM Optimization お問合せ先新事業統括部 PIDO 室 TEL:03-5297-3299 optimus@cybernet.co.jp 18