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Product製品情報

RPA(自動化)・最適化・機械学習

Overview

設計・開発環境の変化 ~RPA・MDO・MLへ~

複雑で新規性の高い製品を完成させるために、幾度も実機試作を繰り返した従来型の開発から、試作回数を減らしたシミュレーションを主体としたモデルベース開発(MBD)プロセスへの移行と取り組みが活発化してきました。

設計・開発の舞台が実機からシミュレーションに移ったことで、コンピュータ上での反復作業は増大し、さらに複合的な分野を同時に検討しなければならない設計・開発においては、人の手でだけでは対応しきれないような問題が増加しています。
このような設計・開発環境の変化に適応するため、次のような設計支援ニーズが顕在化しており、それぞれに対する適切なソリューションの選択が、こちらからの設計・開発の成否を分ける可能性があります。

まずは、RPA(Robotic Process Automation)、つまり自動化です。可能な限り業務を自動化することで、エンジニアはより付加価値の高い業務に注力できるようになり、大幅な生産性向上の実現を期待することができます。
続いて、複雑な解探索や複合分野にわたる問題における解の探索MDO(Multidisciplinary Design Optimization)の必要性です。変数が多い、制約条件が厳しい、交互作用がある、複数の異なる解析領域を統合した最適化が必須、目的関数が多数あるなど、マンパワー頼みでは大きな困難を伴う問題に対して、最適な解が探索できるようにならなければなりません。
また、設計・開発業務における手戻りを少なくするためには、ロバスト性の考慮を欠かすことができません。ばらつきを最小化して目標値に合わせこむことで、パラメータ数が多い問題に対しても、見通し良く設計することができます。
そして、これら自動化・最適化によって、創造性の低い単純な繰り返し作業から解放されたエンジニアは、得られた大量のデータ分析を通して、真に役立つ情報を引き出さなければなりません。そこでは、統計分析をはじめ、より高度なデータマイニングを実現する機能が求められます。
最後は、機械学習(ML / Machine Learning)です。MBDプロセスへの取り組みが加速し、ディープラーニングなどの深層学習によるサロゲートモデル(応答曲面)の精度向上と活用ニーズが高まっています。シミュレーションで得られた膨大なデータをもとにサロゲートモデルを構築することで、解析ソルバー(データドリブン・ソルバー)として活用され始めています。このようなサロゲートモデルの構築をはじめ、クラスタリングや次元削減などの機械学習は、設計現場でますます重要性を増し、また急速に浸透していくことでしょう。

高度な技術の大衆化と標準化

シミュレーションは従来、エキスパートがモデルを作成して解析するというイメージが強いものでしたが、MBDプロセスの推進に伴って、より広く様々なタイプの設計者に活用されるツールとして展開され始めています。

しかし設計者が広くシミュレーションソフトウェアを利用するためには、端末の準備やソフトウェアのインストールなどの環境構築に時間や工数がかかります。また利用者には、一定レベル以上のツールのオペレーションスキルが求められることから、人材育成の必要性と業務負荷の増大が懸念されます。
さらに、作成されたモデルや得られた膨大な結果の管理は個人に一任されているケースが少なくなく、「CADデータ → シミュレーションモデル → 検討結果」といった一連のデータが紐付けがされていない、モデルの更新履歴が残っていない、誰が・いつ・何の目的で実施した検討なのかわからないなど、モデルや検討結果などの保管・管理が属人化され、エンジニア間や部署間で必要な協調関係の阻害要因ともなっています。

これらの課題を解決するためには、ウィザード形式で直感的に操作できるユーザビリティの高いツールと、Webベーステクノロジーによって誰もがどこからでもアクセスすることができ、ファイル・データの管理、シミュレーションプロセスの実行、最適化の実行、結果分析が可能であり、かつ役割を明確化した上で協調設計を実現するプラットフォーム、すなわちSPDM(Simulation Process and Data Management)を実現する環境が必要となります。

ESTECO社が開発するmodeFRONTIERとVOLTAは、RPA・最適化・MDO・ロバスト解析・データマイニング・機械学習を備え、デジタル化技術の共有、CAD・CAEモデルのバージョン管理と共有、データの分析と共有、共有された技術・データを基にした意思決定を強力に支援します。

  • シミュレーションプロセスの構築と、RPA・最適化・データマイニング・機械学習を備えた多目的設計支援ツール modeFRONTIERページへ
  • Webベースの設計者展開・データマネージメント・コラボレーションを実現するSPDMツール VOLTAページへ
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