最適化と最適設計

最適化と最適設計

最適化 – Altair OptiStruct

製品開発のあらゆる段階で最適化を活用する

最適化とは?

シミュレーション主導の設計は、エンジニアリング環境、開発サイクルの加速、製品品質向上のための変更やコスト削減の面で重要な役割を果たします。最適化は、設計課題に新しい方向から向き合い、工学的な試行錯誤を代替できる非常に論理的なステップです。

「最適化」の事前定義は、エンジニアリング設計でしばしば矛盾するいくつかの要件の中で最良の妥協点を見つけること、一連の制約に従って複数の変数の関数の最大値または最小値を見つけることです。

簡単に言えば、「最適」という用語は効率という用語と密接に関連しています。ここでの効率は、投資に対するパフォーマンスの相対的な割合です。
つまり、「最適」とは、「与えられた条件下で発揮できる最大性能」を意味します。

最適化プロセス

最高の性能を発揮する製品を設計するため、性能に影響を与える設計変数の最適な組み合わせを計算することが「最適化」といえます。

トポロジー最適化とは >

最適設計とは?

「最適設計」とは、特定の制約下で最高の性能を発揮するように製品を設計する技術を意味します。この最適設計を行うには、各設計変数が製品に与える影響を把握する必要があります。

そして、この影響力を分析することを感度解析(sensitivity analysis)と呼びます。ある製品の最適設計過程は、製品が目指す性能の設定、各種制約条件の設定、性能に多大な影響を及ぼす設計変数の設定、各設計変数の感度解析、そして最適な設計変数の組み合わせを求めることで構成されます。

最適化と最適設計

最適化技術のひとつ、位相(トポロジー)最適化

最適設計は、エンジニアが試作、テスト、問題を識別するための設計検証、変更、およびこのプロセス全体を繰り返す既存のプロセスに代わり、はるかに効率的な方法で問題を解決します。

最適化が必要な理由

各設計段階では、設計目標と満たすべき制約といった課題があり、最適化はその条件下における新しい視点を示します。最適化は、製品の軽量化のほか、従来の設計では見つけづらい潜在的な故障要因の事前発見にも役立ちます。

開発の早い段階で最適化を行うことには、さまざまな利点があります。チームメンバーの間で行き来する設計コンセプトの決定プロセスを最小限に抑えることができ、設計要件を満たす可能性も高くなります。また、初期のコンセプトフェーズでは、自動車の安全性、耐久性、およびその他の性能特性を向上させながら、最適な構造、システム、物質分布、および目標重量を満たすコンセプトを作成するのに役立ちます。その結果、大きくコストを削減し、確実に市場に投入できるコスト効率の高い開発プロセスとなります。

最適化に関して分かりやすく説明する講義映像です(字幕をONにし日本語を選択ください)。

アルテアは学生を対象とした最適化コンテスト(Altair Optimization Contest: AOC)を毎年開催しています。また、AOCに向けた無料の学生トレーニングも予定しています。最新情報は、メルマガLINEでお知らせしていますので、ご興味をお持ちの方はご登録ください。

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*本ブログは、Altair Koreaのブログ「최적화(Optimization)와 최적설계(Optimal design) 」を翻訳したものです。

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カテゴリー: Altair Global Blog

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