Rocky DEM：カスタマーサクセス集（その3）
皆さま、こんにちは。
IDAJの河口です。
2022年も皆様のテクニカルパートナーとしてご指名いただけるよう、社員一同一層精進いたします。本年も、様々な情報を当ブログで発信いたしますので、ご覧いただければ幸いです。引き続き、どうぞよろしくお願い致します。
各業界におけるカスタマーサクセス集の3回目です。トライされたい解析がございましたらお気軽に弊社へお問い合わせください！
■カスタマーサクセス集（その1）
・アスファルトプラント装置：BOMAG社様
シミュレーションによって製品性能を60％向上
・クリーナー（掃除機）：BISSELL社様
試作数を削減し、開発時間とコストを最小限に抑制
・製薬プロセス：BMS社様
従来比100倍の粒子量でリアルなシミュレーション
・石油化学パイプライン：Braskem社様
コークの蓄積を抑制してメンテナンスコストを削減
・鉱山輸送プラント：CALTRA社様
お客様のプロジェクトの信頼性と品質を確保
■カスタマーサクセス集（その2）
・破砕機：CMD Consulting社様
高効率ミル稼働のための部品の最適設計
・鉱業用機器： Chemtech社様
鉄鉱石採掘鉱山での低コストソリューションを開発
・回転式焼成炉：Dynamis社様
粒子シミュレーションを用いて大幅な効率化を実現
・ワンキック式SAGミルフィーダー：Ferrosa社様
シミュレーションによって設計を改善。装置処理能力は200％に倍増。装置停止時間は12日/年から2日/年へと6分の1に。
・各種鉱業用装置：IMS社様
従来の設計開発手法からの脱却
■カスタマーサクセス集（その3）
■カスタマーサクセス集（その4）
・バイオマス処理装置：アイダホ国立研究所様
バイオマス材料の不規則な粒子形状を再現
・スクリーニング装置：Spetstekhnoma社様
顧客の要求を満たす高性能な処理装置を設計
・冷蔵庫用の熱交換器：Sub Zero社様
埃の蓄積に強い冷蔵庫の熱交換器を開発
・セメント生産用プラント：Thyssenkrup社様
さまざまなプロセスのシミュレーションを実施
・錠剤のコーティングプロセス：Purdue大学様
GPUベースのアルゴリズムでの高速計算で時間削減
・鉱山プラント機器（ローラースクリーン）：VALE大学様
1年間で約1.5億円の投資効果を確認
バルク搬送装置：LAYOUT ENGENEERING社様
材料搬送プロセスを最適化
市場での大きな課題は、原材料の損失による予算への影響を減らすこと、機器のメンテナンスの必要性を減らすこと、そして機器の摩耗を最小限に抑えることです。
機器のダウンタイムや摩耗の低減、メンテナンスによるシャットダウンの回避によって鉱山の生産量を増加させたいと考えています。
Rocky DEMを使用して、早期摩耗やラインの目詰まりの原因を解決し、実際の材料の流れを最適化しました。
現場での作業時間を短縮し、お客様の問題解決のための敏捷性、プログラム解析の信頼性を向上することができました。
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現場で収集したデータを使って材料流動の分析し、機器の材料搬送プロセスを最適化することで、生産量を増やし、メンテナンスの中断コストを削減するソリューションを実現することができました。 |
肥料散布機：Roesner Pty社様
開発効率400％アップ、製品性能5%アップを達成
肥料の散布量を均一化させて収穫量の減少を抑え、無駄な肥料をなくし環境への流出を抑える必要がありました。
Rocky DEMを使用することにより、肥料の粒子径のような複雑な変数を素早く理解することができました。コストのかかる物理的なテストを行うことなく、ローディングシュート、スピナーディスク、ベーンの各デザインのバーチャルプロトタイピングを行いました。
小さな肥料粒子と回転するスピナーディスクの間の複雑な相互作用を正確にモデル化し、ディスクの角度を変更することで、農場への最適な散布パターンを5％増加させることができました。
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Rocky DEMのシミュレーションによる検証は、物理的なテストによる検証と比較して、プロトタイプの開発を最大4倍高速化します。 |
搬送装置：Leoben大学様
粒子シミュレーションを用いて大幅な効率化を実現
バルクカーゴハンドリングの分野では、作業者と環境の両方を保護するために、粉塵の発生を抑えることが課題です。
欧州連合のResearch Fund for Coal and Steel（RFCS）から資金提供（助成金契約番号：RFSR-CT-2015-00027）を受けて、粉塵の発生を最小限に抑え、残った粉塵を最適に結合します。共同研究者は、DEM-CFD 連成シミュレーションを使用して、バルク材の輸送中の粉塵分散を再現する手法を開発しました。
シミュレーションの結果に基づいて、既存の設計を最適化してプロトタイプを作成して実験しました。バンカーの構造をシンプルなものに変更することで、実験での発塵量を80％以上削減することに成功しました。
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この研究で得られた粉塵防止のための改善案は、実際のバルクカーゴハンドリング工場に導入され、その効果が確認されました。シミュレーションと実験室でのテストにより、粉塵の排出を最小限に抑えるためのシンプルで費用対効果の高い方法があることが証明されました。 |
製鉄高炉：NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL社様
リアルな粒子形状で現象を忠実にシミュレーション
競合他社よりも早く革新的なソリューションを提供することは、鉄鋼のような厳しい業界で優位に立つための最良の方法です。
最近の課題の一つは、鉄鉱石とコークス原料を銑鉄に変換する高炉への原料投入プロセスの最適化でした。投入・排出工程では、原料の大きさや形状の違いにより、偏析などの流動性の問題が発生することがわかっています。
リアル形状でのRocky DEMを用いたシミュレーションによって、角型粒子の流動・充填挙動についてより深い知見を得ることができました。Rocky DEMは、高炉の操業改善に大きく貢献することが期待されています。
Rocky DEMのおかげで球形ではない粒子形状の挙動を評価できるようになり、材料の流動条件をより良く理解できるようになりました。これにより、実験コストを削減し、より良い結果をより早く得られるようになりました。
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Rocky DEMの非球形異形粒子の機能はDEMソフトウェア選定の決め手となりました。また、GPUを使ってDEMシミュレーションを正確かつ高速に処理できる点も評価しています。さらに、Rocky Schedulerに複数の条件を入力することで、多くのシミュレーションを一連のプロセスとして簡単に計算することができ、より時間と労力を節約することができました。 |
スナック菓子の生産：PEPSICO社様
研究開発コストを最大で50％削減
標準的なDEM粒子形状では、スナックチップのようなユニークな素材の製造ラインでの挙動を正確に捉えることができませんでした。また、接着剤で固めた球体などの代替案では、テストバッチサイズのシミュレーションでもノード数が多すぎて実現できませんでした。
Rocky DEMの多面体接触検出モデルを採用しました。Rocky DEMにより、PepsiCo社は現実の製品を正確に表現するだけでなく、大規模なプロセスシミュレーションでの使用を可能にするユニークな形状を作成することができました。
Rocky DEMのシミュレーションにより、PepsiCo社は新製品と改良製品の両方について、工場の設備設定の精度を向上させることができました。このシミュレーションにより、必要な調整の回数を減らし、カスタム変更の可能性を事前に特定することができました。Rocky DEMを用いて、コストのかかる修正を回避し、製品の無駄を省き、生産テスト期間中の時間を短縮することで、PepsiCo社はこれまでに最大50％のコスト削減を実現しています。
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ペプシコでは、新しいプロセスを開発すると、生産された製品の多くが販売できずに廃棄されてしまいます。このような開発実験の多くをバーチャルに行うことができれば、廃棄物の量を最小限に抑えることができます。パイロット施設や生産施設で物理的な実験を行うには、人件費や材料費がかかり、かなりのコストがかかります。このような実験の多くをバーチャルで行うことができれば、コストと時間の両方を節約することができます。状況にもよりますが、Rocky DEMシミュレーションを活用することで、最大で50％のコスト削減を実現しています。 |
パーティクルシミュレーター Rocky DEMとは？
離散要素法（Discrete Element Method: DEM）によって大量の粒子や、粉体の全体的な挙動を予測するための、強力なパーティクルシミュレーター。
粒子や粉体の挙動予測は、鉱業・自動車・機械・建築土木・農業・食品・医療・化学・材料など多くの産業界の生産技術分野でのニーズが増しており、粒子形状のモデル化方法や取り扱うことができる粒子の数、計算時間の短縮、他の分野のシミュレーションとの連成など多くの技術課題があります。
Rocky DEMは、実形状粒子の詳細なモデル化、GPUによる高速計算、最新の物理モデル、豊富な結果処理機能、使いやすいユーザーインターフェース、Ansysツールとの連成解析によって、設計現場の解析ニーズに幅広くおこたえします。
Rocky DEMの解析事例を多数掲載しています。IDAJ Youtube Channelはこちらです。
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