防衛業界におけるデジタルエンジニアリング

米国国防総省が発表した戦略により、デジタルエンジニアリングの採用は防衛業界にとどまらず、他業界にも広がる可能性があります。

防衛業界は、デジタルエンジニアリングがもたらす可能性を的確に示すユースケースを構築するのに最も適した分野であると言えます。現代の防衛システムは極めて複雑です。さまざまなチームが異なるソフトウェアを使用して、コンポーネント、製品、システムの設計および最適化を行っています。こうした要素は、ミッションクリティカルな状況下で完全に相互運用して、国家の安全を支えるために確実に機能する必要があります。米国国防総省は、複雑化する防衛システムを制御する手段として、人、プロセス、テクノロジーを統合するデジタルエンジニアリングの重要性を以前から認識していました。そして今、デジタルエンジニアリングは正式な指針となっています。

2018年には、米国国防総省（DoD）の研究および工学担当の国防次官であるMichael D. Griffin氏が、DoDの公式文書『Digital Engineering Strategy（デジタルエンジニアリング戦略』」の中で、防衛システムの開発、調達、維持における新しい手法の採用により戦力即応性を回復することの重要性を強調しています。具体的には、即応性を回復させ、近代化するための持続的で予測可能な投資が、将来起こりうる紛争による影響を軽減する上で不可欠であると指摘しています。国防総省のデジタルエンジニアリング戦略における1つ目の目標は、「組織での意思決定およびプログラムに関する意思決定に必要な情報を提供できるようなモデルの開発、統合、使用を形式化すること」です。これは、多くの民間業界がモデルベースシステムズエンジニアリング（MBSE）を実現するために採用しているプラクティスと一致しています。

この公式文書『Digital Engineering Strategy』はビジョンと目標を示しましたが、2023年12月21日に、国防省研究技術担当次官室（OUSDR&E: Office of the Undersecretary of Defense for Research and Engineering）は、実装方針を義務付けたDoDI 5000.97『Digital Engineering』を発行しました。OUSDR&Eは、デジタルエンジニアリングを義務付け、その実装手順を示すことで、防衛業界に高いレベルのイノベーションを導入することを要求しました。防衛業界は非常に広範囲かつ多様であるため、DoDI 5000.97に従ってデジタルエンジニアリングに関連するテクノロジーやプロセスを適切に導入すると、防衛に直接関連しない分野を含め、さまざまな業界にその影響が波及することになります。

デジタルエンジニアリングの鍵となるオープンエコシステム

米空軍（Brigadier General）を退役し、現在はAnsysにて航空宇宙・防衛部門のCTOを務めるSteve Bleymaierと、Ansys Government InitiativesのPresidentであるKevin Floodは、Defense Newsに投稿した記事の中で、次のように述べています。「オープンなエコシステムによるデジタルエンジニアリング環境を構築することで、効率的なレガシーツールやレガシープロセスを開発し直したりする必要性を大幅に削減、あるいは完全に排除できます。また、新しいテクノロジーを最大限に活用しながら、組織が培ってきた専門知識をフル活用できるようにワークフローを適応させることもできます。」

移行を成功させるためのツール、トレーニング、サポート

この移行において重要なのは、デジタルエンジニアリングを採用する際に、直感や経験よりも定量解析を優先する考え方です。定量解析はリスクを回避する傾向があり、階層的な性質を持つ組織構造で、役割がより厳密に分離および定義されている従来の環境からは大きく逸脱するものです。

AnsysのSenior Technical Account ManagerであるArmond Sinclairは、次のように述べています。「Ansysでは、システムのライフサイクル全体にわたってトレーサビリティと一貫性をもたらすデジタルスレッドの概念をサポートでき、ユーザーが直感的に操作できるデータ管理およびプロセス統合ツールの開発を優先しています。すべてがモデルベースのエンジニアリング環境とシームレスに統合され、ドキュメント中心からモデル中心のエンジニアリングプラクティスへの迅速な移行が可能になります。」

Ansysの製品コレクションには、デジタルエンジニアリングの導入をサポートするツールが複数含まれています。

• エンタープライズレベルのSPDMソフトウェアであるAnsys Minervaは、重要なシミュレーションデータを信頼できる唯一の情報源として保護します。
• Ansys ModelCenterは、エンジニアがマルチツールワークフローを作成および自動化し、製品設計を最適化して、要件とエンジニアリングを結びつけることで、MBSEを可能にします。
• プロセス統合および設計最適化ソフトウェアであるAnsys optiSLangは、最もロバストな設計構成を効率的かつ自動的に検索するアルゴリズムにより、シミュレーションツールチェーンの自動化を可能にし、意思決定を迅速化します。
• Ansys System Architecture Modelerツールは、複雑なシステムを可視化、設計、および管理する包括的なフレームワークを提供します。これにより、ステークホルダー間で効率的なコミュニケーションを行い、ビジネス目標にあわせて技術ソリューションを調整し、潜在的なリスクを早期に特定して、MBSEを可能にすることで意思決定を強化できます。
• 材料管理ソフトウェアであるAnsys Granta MI Enterpriseは、材料の選定、制御、解析を可能にします。
• シミュレーションベースのデジタルツインプラットフォームであるAnsys Twin Builderを使用すると、エンジニアはシミュレーションベースのデジタルツインを作成して、システムの設計と最適化、さらには予知保全を行えるようになります。

また、クラウド対応の生成AIプラットフォームであるAnsys SimAIとAIの統合、そしてオンプレミスおよびクラウドベースのハイパフォーマンスコンピューティングにより、ツールの拡張性が向上し、さまざまなエンジニアリング専門分野のユーザーや物理的に離れた場所にいるユーザー間の連携が促進されます。こうした拡張性や連携に関するメリットは、デジタルミッションエンジニアリングソリューションを使用したマルチドメイン運用環境にまで及び、エンジニア、オペレーター、アナリストは、エンジニアリング製品のライフサイクルのすべてのフェーズでモデリングとシミュレーションの取り組みを関連付けることができます。さらに、セキュリティに重点を置いた開発のためのツールには、Cybersecurity Maturity Model Certification（CMMC）プログラムの基準を満たすロバストなセキュリティ対策を導入しています。これは特に、防衛分野のデータ保護要件を満たすために、クラウドベースのソリューションで採用されています。

Sinclairは次のように述べています。「Ansysのオープンエコシステムは、その性質上、DoDI 5000.97を迅速かつ確実に実装するために必要なさまざまなソフトウェアツールやプラットフォームを容易に接続することができます。シームレスな統合により、モデリングツール間の相互運用性、システムモデル用の標準化されたデータ交換フォーマットの開発、モデリング、検証、可視化のための統合されたインターフェースの開発が保証されます。」

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