デジタルエンジニアリングで産業プロセスをレベルアップ

デジタルエンジニアリングは、インダストリー5.0とその柱を複数の方法で支えています。まず、デジタルエンジニアリングとシミュレーションのワークフローにおいては、人間と技術のつながりが内在し、両者が動的に協力します。さらに、エンジニアはデジタルソリューションを活用することで、あらゆる製品段階でデジタルスレッドを構築し、相互作用、協調、成功を促進することができます。

Ansysのマルチフィジックスシミュレーションソフトウェアの包括的でオープンなエコシステムは、力学から流体力学、熱力学、電磁気学まで、あらゆる物理分野をカバーするとともに、デジタルツイン、人工知能／機械学習（AI/ML）、クラウドコンピューティングなどのニッチな技術や分野をサポートするシミュレーションソリューションも提供します。さらに、Ansys Connectでは、組織全体にわたるシミュレーション、データ、リソースを単一のスレッドでつなぐことで、デジタルエンジニアリングをより簡単に実現することができます。このソリューションは、シミュレーションプロセスおよびデータ管理、材料管理、プロセス統合および設計最適化、モデルベースシステムズエンジニアリング（MBSE）に対応しています。

このため、包括的なシミュレーションソリューションを活用したデジタルエンジニアリングは、運用および保守（O&M）を含む、設計から廃棄までの製品ライフサイクル全体にわたって運用効率を向上させ、業界の課題への対処、産業プロセスのレジリエンス強化、コスト削減、持続可能性の支援に貢献します。

最大限にシミュレーションを活用して効率的なエンジニアリングを実現

産業機器のメーカーとオペレーターは、マルチフィジックスシミュレーションと関連するシミュレーション手法を統合することで、機械、設備、インフラの動作、性能、耐久性、信頼性を向上させる重要な工学的知見を得ることができます。また、仮想テストおよびプロトタイピングによって、設計と開発を加速させ、従来の物理的手法に伴う時間、コスト、材料の無駄を最小限に抑えることができます。

さらに、エンジニアは高度なセンサー、AI/MLの統合、および次数低減モデリングなどの技術を活用することで、デジタルツインを作成し、物理ベースのシミュレーションから得られる知見をO&Mに活かすことができます。シミュレーションを活用したデジタルツインは、リアルタイムのシステム解析、予知保全、性能最適化を実現します。予知保全に加え、資産健全性とライフサイクルの最適化といった効率重視の産業手法も、機械や装置の安全性、信頼性、運用寿命を向上させるために、プラントやその他の施設で導入が進んでいます。

Ansysのデジタルツインソリューションは、シミュレーション、AI/ML、次数低減モデリングを活用して、実際のデータから得られる知見と物理モデルの精度を統合することで、従来のデジタルツインよりも高い精度を実現するハイブリッドデジタルツインを生み出します。

次数低減モデル（ROM）は、複雑で高精度なモデルを簡略化し、シミュレーションから得られる知見を、専門家ではない人々にも理解しやすく、利用しやすいものにすることで、誰でも使用できるシミュレーションを実現します。これにより、製造現場のプラントオペレーターを含む、各部門のチームメンバーがより高い能力を発揮できるようになります。

同様に、センサーとサイバーフィジカルシステム（ロボットやコンベアのほか、コーティングや混合などの特定の材料プロセスなど）も、ROMとデジタルツイン技術を利用して、運用を最適化し、製造設備の調整に関するオペレーターとのリアルタイムのやり取りをサポートすることができます。さらに、高精度なシステムモデルやデジタルツインにより、仮想的にプラントを稼働させたり、新しいオペレーターをトレーニングしたりする新たな可能性も生み出されます。

スマート化で産業の複雑さを克服

マルチフィジックスシミュレーションは、産業研究開発の複雑さを複数の方法で克服します。エンジニアと設計者は、シミュレーションを製品ライフサイクルの初期段階に統合する「シミュレーションのシフトレフト」というトレンドに沿って、データ融合の利用を増やしています。マルチフィジックスシミュレーションを利用することで、高度なシステムやスマートファクトリーのワークフローで必要となるセンシングデータや解析を支える重要な工学的知見と予測精度を得ることができます。また、マルチフィジックスシミュレーションはAI/MLアルゴリズムと連携して、知見を最適化し、デジタルツインや自動化といった先進技術を実現しています。さらに、Ansysのソリューションはシステムレベルのシミュレーションに対応し、その普及を促進しています。たとえば、Ansysのデジタルツインソリューションでは、Ansysのマルチフィジックス製品で生成されたROMを使用して、機械アセンブリ、熱回路網、電磁アクチュエータなどの複雑なシステムをモデル化することができます。

デジタルソリューションでハイパースケールを実現

マルチフィジックスシミュレーション、デジタルツイン、AI/MLなどの革新的な技術は、デジタルエンジニアリングを実現し、業界が直面する課題の克服に役立ちます。さらに、インダストリー5.0の包括的なアプローチにより、先進技術を活用した効率的かつ協業的な取り組みの機会が広がり、シミュレーションの普及が促進されます。

5つの技術の柱を軸に構築されたAnsysのソリューションは、包括的なイノベーションアプローチを採用しています。

1. 中核となる物理解析：数値解析法およびモデル
2. ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）
3. AI/ML
4. クラウド、プラットフォーム、およびユーザーエクスペリエンス
5. デジタルエンジニアリング

これらの柱が一体となって、ハイパースケーリングエコシステムを構成し、エンジニアリングの精度向上を驚異的な速度とスケールで実現します。

Ansysは、産業プロセスおよび機器に対応する革新的なデジタルソリューションを通じて、次世代の産業への支援に取り組んでいます。