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Altairにおけるデジタルツインとは、シミュレーションモデルまたは過去のデータに基づいて、製品をデジタル空間に再現することです。これにより、開発段階での意思決定をサポートし、稼働中の製品性能の最適化を支援すると共に、フィードバックループを活用して製品開発の継続的な改善を実現するための知見を提供します。

製品開発を進化させるデジタルツイン

デジタルツインを作成すれば、製品性能の最適化、製品の運用寿命の可視化、予防保全の実施時期と実施対象の把握、製品の余寿命（RUL）の延長方法の模索などを行うことができます。Altairのデジタルツイン統合プラットフォームでは、物理ベースとデータベースのツインを組み合わせて製品ライフサイクルを最適化することが可能です。必要なものがすべて揃った、オープンで柔軟なソリューションにより、意のままにデジタルトランスフォーメーションを実現できます。

複合システム（Systems of Systems）

製品性能をよりスマートに最適化

Altairのデジタルツインプラットフォームの構成要素について解説します。

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ロボットのデジタルツインでは、物理的効果、構造性能、動的挙動を再現します。

物理ツイン

物理に基づく、シミュレーション主導のデジタルツインでは、ツールに依存しないFMI（Functional Mock-up Interface）などの標準インターフェースや、形状ベースの各種3D CAEツールとの連成シミュレーション、さらには高忠実度のシミュレーションモデルを簡略化する次数低減モデリングの手法を活用できます。

物理ツインの例
ロボットのデジタルツインでは、モーター、ドライブ、センサー、コントロールユニットの動作データを収集、分析して、ロボットの挙動を再現します。

データツイン

データに基づくデジタルツインでは、機械学習アルゴリズムとデータサイエンスを駆使して製品性能を最適化します。このツインを使用することにより、製品の状態を素早くリアルタイムに把握し、製品寿命の延長や故障の回避のために稼働条件を調整することが可能です。

データツインの例
Altairのデジタルツイン統合プラットフォームは、複合システム（Systems of Systems）モデルを作成し、現場のデータに接続するための基盤となるソフトウェアです。CAEモデル、低次元モデリング、FMI（Functional Mockup Interface）、機械学習、データアナリティクス、IoTを組み合わせた統合型プラットフォームにより、異なるデジタルツインを接続します。

基本プラットフォーム

デジタルツイン統合プラットフォームを支えるのは、本番環境のツインを実行し、それらを現場のデータとリアルタイムに接続することができる基本ソフトウェアです。このプラットフォームは、デジタルツインの開発の立ち上げを迅速に行い、スケーリングを効率化し、継続的な改善活動を実現するための強力な味方です。

デジタルツインの接続

デジタルツインが製品の開発や運用にどのように役立つのかをご説明します。

お問い合わせ
AltairとMX3Dが、大規模な金属3Dプリントを活用して機器の製造プロセスをカスタマイズし、生産性を向上させる方法を解説します。デジタルツインテクノロジーを利用することで、システムに対する理解が深まり、設計の改善や運用効率の向上、実装リスクの低減が可能になります。

製品についてより良い決断を下すために

デジタルツインを導入すれば、製品の将来的な運用について、データに基づいて確実な決断を下せるようになります。デジタルツインから製品の隅々にわたる詳細な情報を得ることにより、経験的な事実をアクションにつなげ、製品の信頼性や性能の向上を通じて顧客満足度を高めることができます。Altairは、開発の各担当者同士の連携と、シミュレーションを中心としたチームワークを実現するためのデジタルツインソリューションを提供しています。

デジタルツインにより、電気エンジニアや制御系のスペシャリスト、システムエンジニア、構造設計者、動力学のスペシャリスト、製造のエキスパート、ソフトウェアデベロッパー、そしてデータサイエンティストが新たに力を出し合い、システムの全体像を把握することが可能になります。Altairのソリューションなら、運用環境における製品の実際の挙動を理解し、製品の今後についてより良い決断を下すことができます。

機械のデジタルツインは、仮想試験に使用され、製品を迅速かつ確実に検証することができます。

製品の検証を迅速かつ確実に行う方法

デジタルツインは、実機試作による検証が現実的ではない場合の製品検証で特に力を発揮します。たとえば試作の製作に膨大なコストが生じる場合や、運用環境を再現するのが困難な場合、あるいは人の手が必要になる場合です。そうした状況では、実機試作の代わりにデジタルツインを用いることで、製品の挙動を確認するためのコストを大幅に抑えることができます。

さらにデジタルツインなら、実験の頻度を格段に増やし、より多くのことを試すことができます。デジタルツインは、設計案を正確に検証できる経済的かつ安全な方法です。これを経ることで、自信を持って製造用のプリントデータの確定、義肢の特許の出願、レースの出走、製品の発売などを行うことができます。

デジタルツインのインフォグラフィックは、稼働中のすべてのアセットをつなぐデジタルツイン統合プラットフォームを示しています。物理シミュレーションと機械学習の学習結果を融合することにより、隠れた無駄を見つけ、それを修正することができます。

装置の性能と効率を向上させる

本番環境でのデジタルツインの運用は、設備のパフォーマンスや効率を高め、余寿命を延ばすことにつながります。デジタルツインで装置の稼働状況をデジタルに把握することにより、リアルタイムに物理解析や機械学習を行い、本来なら得られないような挙動情報を直接活用して、具体的なアクションを起こすことができます。その結果として、運用コストの削減、致命的な故障による稼働停止の回避、個々の装置の稼働寿命の延長などを達成することが可能です。

Altairのデジタルツイン統合プラットフォームは、装置の複雑な問題のすべてに対処できる唯一のソリューションです。物理シミュレーションと機械学習の学習結果を融合することにより、隠れた無駄を見つけ、それを修正することができます。

CAE、低次元モデリング、FMI（Functional Mockup Interface）、機械学習、データアナリティクス、IoTを組み合わせた統合型プラットフォームにより、物理シミュレーションのデータと実測データに基づいて作成した、異なるデジタルツインを接続します。

全体像を把握する

デジタルツインの利便性に疑問の余地はありません。しかし、効率的に運用するのは簡単ではありません。デジタルツインで対処する問題の最適解を見つけるには、個々の問題に対して別々のアプローチが必要になるためです。運用は一筋縄には行きませんが、Altairなら問題ありません。物理シミュレーション、データ分析、そして機械学習を独自に組み合わせることにより、運用環境下の製品の状態を完全に把握することができます。Altairのアプローチでは、物理センサーの設置が不可能なら仮想センサーで代替し、保守の必要性を見抜いて致命的な故障を防ぎ、試験装置の性能を最適化することが可能です。これらすべてを、1つのツールセットで実行できるのです。

Altairは、デジタルツインを駆使して問題を全方位から捉え、問題解決の最善策を見つけるすべを熟知しています。

ブログを読む

デジタルツインに関連するウェビナーや資料

製造業のデジタルツイン活用の現状

製造業における工学シミュレーションとデジタルツイン導入の実態を把握すべく、Altairは、北米における製造業の発展と教育を目的とした非営利団体SMEによる124名の製造業従事者を対象とした実態調査を後援しました。

ブログ

スマートファクトリー - 機械学習でデータ活用し製造業のリスクを軽減

ものづくりの現場では、工場内のあらゆる機器をインターネットに接続することで品質や状態などの情報を「見える化」したり、情報間の因果関係を明確にするなど、効率的な経営のため、全体最適を図る多くの取り組みがなされています。 Altairの機械学習による予測分析ツールAltair Knowledge Studioは、これまで数々の工場におけるスマートファクトリー化実現をサポートしてきました。隠れた異常を特定し、製造資産の次のレベルの監視と保守のためのインサイトを提供することにより、製造現場の効率を高めるツールです。 今回は、製造現場のデータライフサイクル全体において、運用データを活用し、リスク軽減および生産性向上を実現するKnowledge Studioのソリューションをご紹介します。

Brochures

フォード・メキシコ、機械学習モデルで板金加工プロセスを自動化

フォード・モーター・カンパニーは、Fortune 50の自動車メーカーで、世界中に工場を持ち、何百万台もの自動車を毎年生産しています。品質、効率、市場投入までのリードタイム、これらすべての改善が同社の収益性と売上成長に不可欠です。 フォード社は、製品開発のサポートのため30年以上にわたりAltairと連携しています。現在は、自動車だけでなく、トラック、重機の開発にもAltairのソフトウェアを採用しています。

Customer Stories

Socomec

France-based Socomec’s specialty is providing low-voltage energy installations, from equipment to monitoring, where energy is critical – robust and ultra-reliable solutions for buildings like datacenters, solar plants, utilities, and hospitals. Using Altair SmartWorks™, has enabled Socomec to implement increasingly sophisticated power setups and services, offering their customers the up-to-the-minute technology they need to power their businesses.

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