モデルベース開発・システムシミュレーション

モデルベース開発

モデルベース開発(Model Based Development: MBD)とは、製品設計プロセスの初期段階で3Dモデル(CADやFEM等)を作成する前に、機能ベースで製品全体を表現し、シミュレーションや最適化を行うことにより製品の性能を評価する手法です。 モデル化にはブロックダイアグラム手法を使うことが一般的で、製品の個々の構成要素を集中定数系としてモデル化し、それらの関係をダイアグラムを用て記述します。このことから、この手法は1Dシミュレーションと呼ばれることもあります。

モデルベース開発を適用することにより得られる効果

  • 設計の初期段階でシステムの性能や問題を把握することが可能(設計プロセスでの手戻りの削減が可能)
  • 画期的な設計案の創出が可能
  • 複合領域システム挙動を容易に表現することが可能
  • システム設計案の迅速なテストや性能改良のためのパラメトリックスタディ/最適化が容易
  • モデルの変更や使い回しが容易
  • 3Dモデル作成時の試行錯誤回数の削減が可能
  • 設計期間内での人的リソースの平坦化(リリース直前のリソースの低減)をサポート

最近では、モデルベース開発の計算処理速度が着目され、デジタルツインのシミュレーションとして使われることも多くなっています。

Altairのモデルベース開発(MBD)ツール群なら、コネクテッドシステムのさらなるスマート化を短期間で実現可能です。Altairのソリューションでは、初期のコンセプト設計から詳細設計、さらにはHIL(Hardware-in-the-Loop)試験に至るまでの開発サイクル全体を通じて、複雑な製品をシステムの複合体としてシミュレーションします。機械的モデルと電気的モデル(0次元、1次元、3次元)を組み合わせた複合領域のシミュレーションによって設計を詳しく検討できるほか、コードの自動生成により、次世代の組み込みシステムの開発を円滑に進めることができます。今までモデルベース開発手法の適用を躊躇されていた方はぜひ無償のPersonal Editionからお試しください。

モデルベース開発ツールの一覧

数学処理、スクリプト、データ分析

数学処理、スクリプト、データ分析

Altair® Compose®は、多種多様な数学演算を実行できるオールインワン環境です。線形代数の処理、マトリクス解析、統計処理、微分方程式の求解、信号処理、制御システム、多項式フィッティング、最適化計算などに対応しています。この使いやすいユーザーインターフェースを備えた複数言語対応のツールでは、計算に加えて、CAEデータや試験結果などの処理と可視化も可能です。また、反復計算スクリプトを記述することで、作業プロセスを自動化できます。

複合領域のシステムシミュレーション

複合領域のシステムシミュレーション

Altair® Activate®は、複合領域システムの1Dモデルをすばやく構築できるソフトウェアです。製品全体としての性能をシミュレーションすることにより、開発の初期段階で製品の挙動を俯瞰的に把握し、コンポーネントやサブシステム間の重要な相互作用を確認できます。信号ベースのブロックと物理コンポーネントのブロックを混合で利用でき、機械、電気、熱の物理コンポーネントは定義済みのライブラリを活用してモデリングすることができます。あらかじめ搭載されている機能だけでも充分強力ですが、ModelicaやFMUなどのオープンな規格を通じて1Dモデルや3Dモデルと接続することも可能です。

組み込みシステムのためのビジュアル環境

組み込みシステムのためのビジュアル環境

Altair® Embed® は、モーター制御、IoTデバイス、ビジョンシステムを含む組み込みシステムのモデルベースのファームウェア開発のための実績あるツールです。Altair Embedでは、ブロック図やステートチャートを使って組込みシステムの設計、解析、シミュレーションを行い、Texas Instruments™、STMicroelectronics®、Arduino®、Raspberry Pi™などの豊富なマイクロコントローラ上で動作するようにコンパクトで最適化されたコードを自動的に生成することができます。高速双方向通信リンクによるデータ収集とリアルタイムチューニングにより、ハードウェアインザループ(HIL)試験に完全対応しています。

Altairパートナーアライアンス(APA)モデルベース開発ソリューション

Altairパートナーアライアンス(APA)は、複雑なシステムモデリングの課題の解決をサポートします。Altair Unitsライセンスを通じて利用可能なこれらのサードパーティ製ソリューションの多くは、Altairのシステムモデリングシミュレーションと連携させることができ、複合領域シミュレーションを可能にします。

  • ModelCenter MBSEを利用すれば、製品の機能要件に対応しながら、製品ごとのシステムシミュレーションを実行できます。
  • CM Labs社のVortexは、メカトロニクス装置や機械装置のシステムレベルモデリングを実行できる、リアルタイムのシミュレーションおよびビジュアライゼーションソフトウェアです。
  • MapleSimは、システムレベルモデリングのための先進的なソリューションです。モデルの開発時間を大幅に短縮したり、システムの挙動を詳細に観察できます。
  • CellModは、高忠実度な物理ベースモデルであり、Altair Activateをはじめとした多くの主要なシミュレーションパッケージと容易に統合できます。
その他のAPAソリューションを見る

モデルベース開発に関する資料

モデルベース開発を全てのエンジニアに - Altair Activate

モデルベース開発手法においては、設計の初期段階ですべての設計因子を検討するため、複合領域や複合手法の連成シミュレーションが必要です。 Altair Activateでは、複合領域での1Dシミュレーションを実現するために、制御システムや信号処理に適したシグナルベース、物理コンポーネントのためのModelica、電気回路のためのSPICEの3つのダイアグラムを混在させることができます。 また、電磁場やマルチボディ等の3Dシミュレーションツールとのダイレクトインターフェースを装備しているほか、連成シミュレーションのための汎用インターフェースFMIも完全装備しており、1D-3Dの連成シミュレーションを容易に実現できます。

Brochures

複合領域システムの設計アプローチを用いた小型ブレーカーの開発

極めて短い期間での市場投入要求の下、小型ブレーカの自動再閉路装置の既存の標準設計を、新しい地域でのさまざまな動作条件(電圧や温度など)に適合させるという課題を抱えたSchneider Electric社の成功事例

Customer Stories

PaceControls社のモデルベース設計

HVACR 産業向けクラウドIoT ソリューションの技術開発・製造で市場をリードするPaceControls 社は、Altair Embedのモデルベース設計機能と自動コード生成機能を随所で活用することで、開発期間と予算を守りながら、エラーのない高品質な製品を開発できました。

Customer Stories

最適化された軽量なマイニングダンプトラック

日立建機株式会社の子会社、日立建機トラック(カナダ)は、軽量、低コスト、長い疲労寿命など、短い開発期間で多くの設計基準を満たす新しいトラックの設計に高効率な設計・解析ツールを必要としていました。

Customer Stories
資料一覧