Future.Industry日本

従来より，自动车业界において軽量化や部品点数の削减を目的とした金属部品の树脂化が行われてきました。现在では，设计の最适化を目指し设计余裕度の缩小を目指すお客様が増えてきております。弊社は今后も金属部品の树脂化はさらに加速されると考えており，必要な予测技术の开発を进めております。
本講演にて,樹脂製品設計における弊社のサポート体制とガラス繊維複合材料を用いた解析技術を製品事例を用いてご紹介いたします。また今後の製品開発において必要とされる予測技術として開拓された弊社の新たな解析技術をご紹介いたします。

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車体の骨格部品の軽量化と低コスト化を両立するため,トポロジー最適化解析と大変形構造解析を用いて,ボディサイドパネルのアルミニウム/ CFRTPマルチマテリアル構造設計を行った。この結果,50%の軽量化を達成するとともに,大幅部品点数削減と,高価なCFRTPの使用量最小化による低コスト構造を見出した。さらにボディサイドパネルの一部である実部品サイズのBピラーを試作,実験評価し,この構造コンセプトの生産性と剛性・強度の成立可能性を実証することができた。

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冷却水用加圧式リザーブタンクは高温高圧で使用され,車両の振動も受ける樹脂製品である。過酷な環境にさらされながらも,軽量かつ高い信頼性を持った樹脂製タンクを開発するため,その開発段階ではCAE解析による様々な評価を行っている。
本讲演では，初期构想设计から，详细设计や妥当性検证，制造性検讨の各段阶にて使用しているCAE解析の活用事例を，トポロジー最适化や板厚最适化，振动や热，疲労等の各种解析，树脂成形解析事例等，幅広く御绍介する。

JAXAではトポロジー最适化を活用した山间部物输eVTOL（电动垂直起飞和着陆：电动垂直离着陆机）。の机体设计手法について研究を进めています各部位の补强构造案をトポロジー最适化により取得し，炭素繊维自动积层机，炭素繊维刺繍机，3Dプリンター等の自动制造技术により试作し，工法の実用化に向けた基础データを收集しています。本讲演では，トポロジー最适化で得られたドローン机体构造の制造性や构造一体化による部品点数の削减效果，构造軽量化の可能性について绍介いたします。

自動車のコンソールやグローブボックスなどの機構部品は,使用するスプリングやダンパーによりリッドの開く時間や操作荷重をコントロールしている。弊社では,それらを開発初期からMotionSolveを活用し,性能予測を行っている。最近では,開発期間の短縮を目的に,使用するスプリングやダンパーを効率良く選定する為,HyperStudyを活用している。本講演では,アルテア製品の活用事例と機構部品設計の効率化の取り組みについて紹介する。

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CAE活用に取り组まれているお客様は，制品开発における様々なシーンで3Dデータを活用したデジタルエンジニアリングを実现されてきたと思いますが，ものづくり全体のDXに向けては，3Dデータ活用は他にも様々な可能性を秘めています。例えば，300万部品におよぶ大规模な机械装置设计，组立业务や工程设计におけるデジタル生产准备，过去トラブル及び対策情报などのナレッジ共有，ロボットプログラムの自动生成，リモート设计环境実现，など様々な活用が可能です。本讲演では，制品开発领域のみならず，ものづくり全体へのデジタルエンジニアリング展开を実现する富士通の取り组みをご绍介いたします。

PrimeShip船体は，日本海事协会が提供する船体构造规则·ガイドラインに基づいた评価を行うためのHyperWorks的をプラットフォームとした船体构造设计支援ツールです。
国内外の主要な造船所・設計会社において広く使用されており,船舶向けにカスタマイズされた様々な機能が,ユーザの設計工数削減に寄与するとともに安全かつ経済的な船舶の開発に貢献しています。
現在,新しいHyperWorksに対応した次世代PrimeShip-HULLの開発を進めており,本講演では,最新のカスタマイズ事例や今後の展開についてご紹介いたします。

大阪大学工学研究科と大阪大学接合科学研究所が共同開発した固有歪法大型溶接構造物組立シミュレータJWRIANSHPにHyperWorksインタフェースを実装し,溶接・ひずみ取り(熱矯正)で生じる大型構造物の溶接変形を短時間・軽計算負荷で計算することを可能にした。これにより,生産現場で溶接・ひずみ取り工程の最適化が可能になった。開発システムを用いて,異なるひずみ取り工程に対する船体上部構造物総組ブロックの溶接変形を計算して比較し,最適ひずみ取り工程の選択方法について論じた。

一般に,船体は連続的な構造部材で構成されるため,隣接する構造部材の影響を考慮する必要がある。このような問題は,拉格朗日の未定乗数を用いたエネルギー法を適用することによって比較的容易に解くことができるが,多元連立方程式を解く等の煩わしさがある。しかし,ある種の問題では,荷重とスパンを変数とする簡単な関数で拉格朗日の未定乗数を決定することができる。ここでは,この拉格朗日の未定乗数に端部固着係数を導入し,OptiStructの解析結果を学習させた人工知能(AI)を用いることによって,より高精度な評価が可能か検討する。(今回の発表は,前2019回ATCで発表した内容の続報となります)。

富岳は世界最高性能のスパコンであると同时に，巨大な泛用臂クラスタであり，HPC向けのソフトウェアスタックと，クラウドやビッグデータ·AI向けのソフトウェアスタックが共存していて，全てのユーザは利用可能である。それらにより，その性能や机能をフルに活かしたシミュレーションやAI，ビッグデータなどを駆使した种々の応用领域におけるデジタルツインを実现し，Society5.0の実现の中核的基盘としての役割が期待されている。その一部は，富岳上のコロナ対策の研究で実现されており，また，牛郎星を含む各社と协力して実现されるFugaku云平台で，それらの机能が使いやすい形で提供される予定である。

株式会社斯巴鲁技術研究所において実施している車両全般の研究開発では広くHyperWorks製品群を使用している。
その中でも车両の冲突解析に代表される构造解析の分野は，计算规模が大きくその计算资源の确保は大きな课题である。一方で，研究所の业务の特性上から常に计算资源を一定以上稼働させることは难しかった。このため，大规模计算机とそのライセンスの确保をオンプレミスで実施する场合は，导入效果が课题となった。
この解决策として，计算资源の确保とその效率的な运用を両立できると试算された牵牛星无限虚拟设备の导入を実施した。本発表では导入の背景と导入后1年间の导入效果について报告を行う。

⽇産⾃動⾞は,デザインから設計,⽣産までの⾞両開発プロセスをデジタル化し,CAD / CAM / CAEを活⽤することで,製品の試作実験前に設計品質を向上し,設計・製造期間の短縮とコスト削減を実現してきました。
昨今，安全·排気·燃费·騒⾳などの各国法规制の强化，电动化·⾃动运転などの新たな技术适⽤のため，CAEのコンピューターシミュレーションを活⽤した「デジタル性能検证」の重要度·计算ニーズは年々増しており，今まで以上に早く柔软にデマンドに対応できるシミュレーション⽤HPCシステム（高性能计算）が求められています。
本講演では早く柔軟にデマンドに対応できるソリューションとしてHPC云を工作スケジューラーAltair PBS专业を介して積極的に活⽤した事例と,今後の展望を紹介します。

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近年，様々な分野の制品开発において金属三维积层造形をはじめとするAM（添加剂制造）技术の适用拡大に伴い，トポロジー最适化解析を用いた设计手法が注目されている。
一方で,解析を実行する上で最適化条件の設定方法や中間密度と呼ばれるファジーな解析結果の取り扱いなどの課題があり,期待する様な最適設計案を導出するまでに多くの時間を費やしまうことでトポロジー最適化を利用した製品開発の足枷となることが度々生じる。
そこで，これらの课题解决のためトポロジー最适化解析に机械学习技术を応用することで，所望する设计要求を最大限に満足する解析结果を短时间で导出することが可能となる新たな设计アプローチについての事例を绍介する。

衝突安全の情報公開試験であるNCAP試験の1つとして,歩行者の脚部を模擬した脚部インパクター試験がある。本試験で評価される傷害値を短時間で予測可能とするサロゲートモデルを,CAEによるビッグデータを用いた機械学習により作成した。今回,機械学習と予測分析の機能を備えている知识工作室を活用し,最適な機械学習アルゴリズムを選択,ハイパーパラメーターを最適化することで,作成したサロゲートモデルの精度をCAE本数の増加無しに向上できたので,その手法について述べる。

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製品開発においては,様々な設計制約のもとで各性能が目標値を満足する必要があるが,近年では,開発品質・効率向上のため,CAEにより事前に各性能の予測を行っている。
しかし，运転室の乘员保护构造であるキャブROPSのような，変形に座屈·破断を伴う复雑な事象は，设计変数と性能の关系に强い非线形性があり，效率良く性能を予测することが困难である。
そこで，解析で得られた结果データに対して，クラスタリングやニューラルネットワークを用いて设计変数とROPS性能に大きな影响を及ぼす変形モードとの关系を瞬时に予测するモデルを构筑した。本讲演では，予测モデルの构筑方法を中心に绍介する。

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コンビニ,スーパーなどの店内に設置されている冷蔵(冷凍)ショーケースは,商品の鮮度や品質を維持するために,一定の温度を保つことが求められている。ショーケースには用途により様々な種類があり,中でもオープン多段ショーケースは,店内の空調の影響を直接受けやすく,均一な温度の製品を設計することは容易ではない。顧客要望に沿った性能の良いショーケースを設計するためには,ケース内気流と外部領域の影響を考慮する必要があり,状況を把握するためには熱流体解析が大変有効である。ショーケースの構造は複雑であり,安定的な解析をするためには高い解析技術を要する。
今回,牵牛星AcuSolveをこのショーケースに適用した事例を紹介する。

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高机能·高付加価値の制品の制造には高度な设计が必要になる。计算机性能の向上およびモデルの高度化によって実験とともに数値解析の果たす役割は年々増している。ここでは，复雑流れの解析例として医疗用人工肺における血栓防止のための血流温度管理，および医疗用インプラントや航空宇宙部品の复雑形状制造のための金属积层造形（3Dプリンティング）の例を绍介する。それぞれ，复雑形状内の热伝达，急加热·急冷却を伴う相変化·流动など复雑な现象が络んでおり，このような解析に対するCFDソフトウェアの活用と今后の展开に关する期待について述べる。

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每小时80㎞走行のトラックを100㎞で追い越す乗用車周りの風流れに関して,非定常CFDを用いて流れ場と空気力の関係を調査した。結果,トラック前端から発生する渦構造が乗用車に加わる横力およびヨーイングモーメントの変動成分に起因することを明らかにした。

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サンルーフは，开口状态で走行した际に発生するウインドスロッブ（低周波音）の低减のため，开口部前縁に风を偏向するデフレクタが设けられる。背反として，空気の流れが原因となり，デフレクタから高周波の空力音が発生する。従来のシミュレーション手法では，空気の流れが原因となる高周波音の予测は计算负荷が非常に高く，実用化が困难であった。
今回,格子ボルツマン法とGPUによる高速計算が可能なultraFluidXをサンルーフデフレクタ笛吹音予測に適用し,有効性を検証した。結果,従来手法では困難であった笛吹音の再現と,実測との相関を確認することができた。また計算時間も速く,実用化の見込みが高いことを確認した。

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2020年度から始动した国土交通省主导による3D都市モデル整备·活用·オープンデータ化事业项目“高原（プラトー）”。
现実の都市空间をサイバー空间上に再现した3D都市モデルの活用により，精致なシミュレーションや高度な分析，新たなサービス创出など，新しい価値が生まれつつある。
高原の活用により，どのようなソリューションが生まれ得るのか，これまでの取组と今后の课题について讲演する。

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コマツではイノベーションによる価値創造の重点活動の一つとして,“建設・鉱山機械の自動化・遠隔操作化”に取り組んでいる。建設・鉱山機械は土砂の掘削や盛土によって自車周辺の電波環境を変化させるという特徴があり,遠隔操作化を行うための高速大容量通信の障壁となる。その為,稼働範囲を網羅した5 ghz帯無線通信環境の整備が重要となり,その通信環境の予測技術についても併せて開発を進めてきた。今回,電磁界・電波伝搬解析による高精度の予測が可能となった為,Feko(電磁界解析),WinProp(電波伝搬解析)で計算した結果を解析手順を含めて紹介する。

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