逆解析、Optimusではじめませんか？ 最適設計支援ツールOptimusの適用メリット

CAEのあるものづくり Vol.15｜公開日：2011年10月

目次

はじめに

近年のシミュレーション技術やハードウェアの処理能力の向上に伴い、製品開発を加速させる手法として、最適設計支援ツールを用いることが一般的となってきています。弊社で取り扱っている最適設計支援ツールOptimus（開発元：ベルギーNoesis Solutions社、サイバネットシステムの100%子会社）も、機械系シミュレーションだけでなく光学・電気・公差・制御など、様々な分野で幅広く活用されています。
その中でも、近年特にニーズが増えてきているのが逆解析への適用です。通常の最適化では、シミュレーションから得られる任意の目的関数（出力値）を最小/最大化する手法が一般的ですが、逆解析はすでに定められた目標値（実機による計測値など）にシミュレーションの結果を合わせ込むために、入力値（材料物性値など）を逆推定する手法です。これによって、実機実験では得ることができなかった入力値を推定することができるので、より精度の高いシミュレーションモデルの構築が可能になります。

図1 Optimusの逆解析問題の設定例

逆解析へのOptimusの適用

逆解析にOptimusを用いることにより、大きく3つのメリットが挙げられます。

1. 最適解探索のためのシミュレーションの繰り返し実行を自動化することができる
2. 担当者のスキルに依存してしまう最適解の探索を、最適化アルゴリズムを用いて良い解を算出できる
3. 最適解の算出だけでなく、「なぜそこが最適なのか」を裏付けるための分析ができる

シミュレーションの自動実行

通常逆解析を実施する場合は、ユーザーが手作業で入力値を変更し、実験値と一致するまでシミュレーションを繰り返し実行する必要があります。この繰り返し作業は、常時PCの前に張り付いていなければならないため、ユーザーにとって大きな負担となります。Optimusは、この逆解析のための繰り返し計算を自動化することが可能です。これによって、夜間・休日といったユーザーが不在の時間でも何百何千もの繰り返し計算を行うことができ、手作業では探しきれなかった、より良い解を見つけられる可能性が高まります。さらにOptimusを用いると、Ansysなどの単一シミュレーション結果だけでなく、Ansysの結果を他シミュレーションの入力値として受け渡すような、複数シミュレーションの解析フローも自動化できるため…