設計最適化支援ツール - メーカー・企業と製品の一覧

多目的ロバスト設計最適化支援ツール『modeFRONTIER』

多目的関数の最適化に対応！商用ロバスト最適化ツール

『modeFRONTIER』は、イタリアの最適化技術の専門企業ESTECO s.r.lにより開発された汎用の設計者支援ツールです。多目的最適化に対応し、2001年の販売開始以来、各大学との連携を中心に、当社の手法・アルゴリズム・結果処理機能を搭載しつづけています。単なる最適解のアウトプットだけでなく、設計者自身が、その解がなぜ最適なのかという考察を支援するために、新たにCAP機能を搭載し、意思決定支援ツールとして、さらなる進化をとげています。【特長】 ■先端の最適化手法、実験計画法、応答曲面近似手法を搭載 ■多目的ロバスト設計最適化・多目的許容差設計最適化に対応 ■統計分析、多変量解析、CAPなどの多彩なポスト処理機能を搭載 ■日本語環境(Windows)・英語環境に対応したインターフェース ■様々な　ツールにダイレクトにアクセス可能な専用ノードを標準搭載（CATIA V5、ANSYS Workbench、MATLAB、LabVIEWなど） ※詳しくはPDFをダウンロード頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【最適化事例】回路設計の効率化

回路設計の効率を10倍にUPする方法とは？！modeFRONTIERで解決！

様々な製品に使われているインバータ回路のパラメータ調整は、製品のパフォーマンスに大きく影響します。そこで当社は、多目的ロパスト設計最適化支援ツール『modeFRONTIER』をご提案します。当ツールは、損失、ひずみ率を最小化する抵抗値や電圧を自動探索。回路設計の効率化を行うことが可能です。【事例】 ■課　　題：回路設計の効率化 ■提案製品：多目的ロパスト設計最適化支援ツール「modeFRONTIER」 ■メリット：損失、ひずみ率を最小化する抵抗値や電圧を自動探索 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【解析事例】レースカーへの最適化技術の適用

レースカーのサスペンション関連を最適化！複数の設計要求に応えます！

modeFRONTIERをMSC.ADAMSに適用することにより、レースカーのサスペンション関連の各種最適化を行う事例をご紹介します。前後車輪の負荷、カーブ時にかかるモーメント、加速時の応力など様々な要因が支配するサスペンション部分では、複数の設計要求を同時に満足する必要があります。 modeFRONTIERの持つ各種最適化アルゴリズム・応答曲面手法・統計処理機能などは、このような高い性能が要求されるレース界においても有効な機能であると認められています。【事例】 ■使用ソフトウェア：modeFRONTIER、MSC.ADAMS ■課題：複数の設計要求を同時に満足させる ■効果：各種最適化アルゴリズム・応答曲面手法・統計処理機能が有効 ※詳しくは外部リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【解析事例】Brembo社ディスクブレーキ熱解析最適化

ディスクブレーキの多目的関数最適化を実現した事例をご紹介！

ディスクブレーキの性能改善に、当社の「modeFRONTIER」を用いたBrembo社の事例をご紹介します。発熱により発生するコーニングアングルをできる限り小さくし、かつディスクブレーキ自体の変形も最小にするという多目的関数最適化を目的として、形状変更･メッシュ生成にはCATIA V5、PatranとICEMを用いて、さらに並列計算ではLSFを使用して自動計算実行環境を構築しました。この問題において、「modeFRONTIER」は変更パラメータ9個を用いてパレート最適解を自動的に探索することに成功し、設計開発に非常に大きなツールであると認められました。【事例】 ■使用ソフトウェア：modeFRONTIER、MSC.Nastran、ICEM ■課題：多目的関数最適化 ■結果：変更パラメータ9個を用いてパレート最適解を自動的に探索 ※詳しくは外部リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【解析事例】メタン燃焼条件の最適化

トレードオフ関係における最適解の探索に！多次元表示チャートの活用事例をご紹介

詳細化学反応解析プログラム「CHEMKIN」と連成した、メタン燃焼条件の最適化の事例についてご紹介します。問題設定として、当量比Φ、予熱温度Tin、滞留時間τを変化させ、 NO濃度、CO濃度、及びCH4濃度がそれぞれ最小となる操作点を探索しました。一般的に、NO濃度と燃焼効率に係るCO、CH4濃度はトレードオフ関係にあり、非線形性が強く最適解を選び出すためには総合的な判断が必要とされます。そのような複雑な最適化計算でも、「modeFRONTIER」の探索能力と当社の技術サポートにより的確なコンサルティングをご提供します。【事例】 ■使用ソフトウェア：modeFRONTIER、CHEMKIN ■目的：NO濃度と燃焼効率に係るCO、CH4濃度のトレードオフ関係を　　　　踏まえた最適解の選出 ■効果：多次元表示チャートにより的確なコンサルティングを提供 ※詳しくは外部リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい

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【解析事例】炭化水素改質反応プロセスの最適化

豊富なポスト処理機能で総合的な結果判断を行った最適化事例をご紹介！

当社の「modeFRONTIER」を、炭化水素改質反応プロセスの最適化に適用した事例をご紹介します。詳細化学反応解析プログラムCHEMKINと連成し、圧力P、予熱温度Tin、酸素量及び水蒸気量を変化させ、 H2濃度が最大、CH4濃度、CO濃度が最小となる操作点を探索しました。この問題は非常に非線形性が強く、多目的最適化の結果、最適解の集合が COとCH4の間で離散的になってしまうことが判明しました。このような場合においても、modeFRONTIERの豊富なポスト処理機能を用いることにより、総合的な結果判断が可能となります。【事例】 ■使用ソフトウェア：modeFRONTIER、CHEMKIN ■目的：H2濃度が最大、CH4濃度、CO濃度が最小となる操作点を探索 ■結果：最適解の集合がCOとCH4の間で離散的になることが判明 ■効果：豊富なポスト処理機能を用いることにより、総合的な結果判断が可能 ※詳しくは外部リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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『品質工学の適用拡大・試作レス・AI活用への道筋』

新技術の開発・設計効率の向上や最適化を超える効率的な設計のご提案！

当社では、品質工学の適用拡大・試作レス・AI活用に向けての『CAEを活用した開発のフロントローディングと設計効率の向上』をご提案します。現状、例えば構造特性のみといった一部の特性だけを最適化されている場合でも、本来は、その他の特性である、流体特性、コスト、音響特性、意匠性などの全体最適化が可能であることが理想的です。そこで当社は、多目的ロバスト設計最適化支援ツール「modeFRONTIER」を用いて、品質工学の適用拡大や、試作レスなどを目指したソリューションをご提案します。【ご提案】 ■CAEを活用した開発のフロントローディングと設計効率の向上を目指す ■多目的ロバスト設計最適化支援ツール「modeFRONTIER」 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【解析事例】1次元エンジン解析ツールの自動フィッティング

厳密なフィッティングが短時間で完了！多目的最適化を行った事例をご紹介

当社の「modeFRONTIER」を使用して1次元エンジン解析ツールの自動フィッティングを行った事例をご紹介します。 2次元の図面から3次元形状を正確に読み取れない部分や、実験では測定し難いパラメータなどを設計変数に設定し（合計14変数）、評価関数を実測値と計算値間の差の二乗最小化とバラツキを標準偏差で表現し、それを最小化するという目的関数を合計2つ設定した多目的最適化を実行しました。結果、経験だけでは難しいほど厳密なフィッティングが短時間で完了しました。【事例】 ■使用ソフトウェア：modeFRONTIER、GT-POWER ■課題：実測値と計算値のフィッティング ■方法：目的関数を合計2つ設定した多目的最適化を実行 ■結果：厳密なフィッティングが短時間で完了 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【解析事例】コモンレール･インジェクション･システムの最適化

燃料噴射系のインジェクション・システムの最適化事例をご紹介！

当社の「modeFRONTIER」と「AVL-Hydsim」との連成による、インジェクション･システムの最適化事例をご紹介します。 NOP（Nozzle Opening Pressure）やSACでの平均圧力、圧力振動振幅や噴霧量などを最適化しています。エンジン関連のみならず、このような燃料噴射系においても「modeFRONTIER」は非常に有効なツールです。【事例】 ■使用ソフトウェア：modeFRONTIER、AVL-Hydsim ※詳しくは外部リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【解析事例】ABS制御パラメータのロバスト最適化

制動距離と横振れの最小化を実現した事例をご紹介します！

自動車用車輌運動シミュレーションツール「CarSim」を用いて、 ABS制御パラメータの最適化を行った事例をご紹介します。路面との接地条件が非常に重要な要素であり、タイヤと路面の摩擦係数(μ)は路面状況等により不確定要素が多いため、制動距離の短縮という要求においてμ値に対しては可能な限りロバストなパラメータを選定することが望ましいという点と、左右不均一なμ路での急ブレーキに対しては直進性の確保も重要であることから、制動距離と横振れの両者を最小化する必要があるという点を考慮した最適化が必要です。「modeFRONTIER」の多目的ロバスト最適化機能を用いることにより、直進性、制動性に優れたABS制御パラメータを探索することができました。【事例】 ■使用ソフトウェア：modeFRONTIER、CarSim、MATLAB/Simulink ■課題：制動距離と横振れの両者を最小化 ■結果：直進性、制動性に優れたABS制御パラメータを探索できた ※詳しくは外部リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【解析事例】FIAT社によるフロントビーム形状最適化

車輌のシャシー部分の形状最適解の自動探索を実現した事例のご紹介！

当社の「modeFRONTIER」を、車輌のシャシー部分の形状最適化に適用しているFIAT社の事例をご紹介します。材料物性や寸法などを設計変数にして、衝突時のエネルギー吸収率を保持しながら総重量が軽いデザインを探索しています。しかし衝突現象シミュレーションを自動探索計算に適用するには負荷が高かったため、ラテン超方格法でまず90デザインをシミュレーションツールを用いて計算を行い、そこから得た結果を元に応答曲面を生成しその近似関数を仮想ソルバーとして適用して、最適解を自動探索しました。【事例】 ■使用ソフトウェア：modeFRONTIER、MSC.Nastran、Raddioss ■目的：衝突時のエネルギー吸収率を保持しながら総重量が軽いデザインを探索 ■課題：衝突現象シミュレーションを自動探索計算に適用するには負荷が高い ■手法・ラテン超方格法で90デザインをシミュレーションツールを用いて計算・応答曲面を生成・近似関数を仮想ソルバーとして適用 ■結果：最適解の自動探索を実現 ※詳しくは外部リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【解析事例】Electrolux社による冷蔵庫形状の最適化

冷蔵庫形状の最適化に多次元表示チャート機能を活用した事例をご紹介！

当社の「modeFRONTIER」を、冷蔵庫形状の最適化に適用している Electrolux社の事例をご紹介します。冷蔵庫の性能を設計する際には、絶縁体の厚みやエバポレータの形状、位置、大きさなどが検討項目となります。また、庫内の温度分布や流速分布などを最適化し、かつ消費電力はできる限り抑える必要があります。このようなトレードオフの関係を、当社の「STAR-CD」と「modeFRONTIER」を用いることにより、適した形状の候補を絞り込むことが可能です。目的関数が3つ以上ある場合、「modeFRONTIER」の持つ多次元表示チャートが効果を発揮します。【事例】 ■使用ソフトウェア：modeFRONTIER ■目的：最適形状の候補を絞り込む ■効果：多次元表示チャートを用いて選好解どうしを比較 ※詳しくは外部リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【解析事例】触媒と空燃比センサモデルのシステム同定

6ケース全てのフィッティングパラメータの同定を行った事例をご紹介！

O2センサ信号の実測値と空燃比センサモデルの出力値とを「MATLAB/Simulink」と「modeFRONTIER」を使用してフィッティングした事例をご紹介します。本事例では6ケースについて、共通のフィッティングパラメータ（三元触媒モデルとO2センサモデルのパラメータ8個）を探索しています。フィッティング度は相関係数(R)で表現し、6個の相関係数を最大化するように目的関数に設定しています。また、立ち上がり部分の波形の一致度が重要であるため、実測値とモデル出力値の立ち上がり時間の差を拘束しています。「modeFRONTIER」の持つ多目的最適化のアルゴリズムを使用することにより、 6ケース全てのフィッティングパラメータの同定が短時間で完了しました。【事例】 ■使用ソフトウェア：modeFRONTIER、MATLAB/Simulink ■目的：O2センサ信号の実測値と空燃比センサモデルの出力値のフィッティング ■結果:6ケース全てのフィッティングパラメータの同定が短時間で完了 ※詳しくは外部リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【解析事例】デフロスタ形状の最適化

デフロスタノズルの形状最適化を行った事例をご紹介！

当社の「modeFRONTIER」を適用し、デフロスタノズルの形状を最適化した事例をご紹介します。自動車車室内の空調には乗員の快適性と視界確保の役割があり、流体解析では流れと冷温風による温度分布の予測が可能です。視界確保については、フロントとサイドのウインドシールドの曇りを除去することが目的となり、このためにはデフロスタノズルの設計が重要です。デフロスタノズルから噴出した流れが、ウインドシールド面に沿ってどのような温度分布になるかを調べて予測した、曇りの除去パターンを考慮しながら、デフロスタの形状を最適化することができます。【事例】 ■使用ソフトウェア：modeFRONTIER、ANSYS CFX ■目的：自動車車室内の空調による乗員の快適性と視界確保 ■課題：デフロスタノズルの形状最適化 ■結果：曇りの除去パターンを考慮した形状最適化を実現 ※詳しくは外部リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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