耐震解析とは？水道施設を例に耐震工法指針・モデル化例をご紹介
水道施設の耐震解析とは、地震時に水道施設がどの程度耐えることができるかを評価します。水道施設が耐震性を有しているか、対策・改修の必要性の判断のために、この評価は非常に重要です。 最新版の水道施設耐震工法指針・解説2022年版では、耐震性能の判断方法やモデル化手法についての変更点があります。 この記事では、最新版である水道施設耐震工法指針・解説2022年版の内容に従い、水道施設の耐震解析について解説します。
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【最新研究インタビュー】インフラ維持管理や災害現場の状況評価を助けるシミュレーションソフト
今回は東京大学大学院工学系研究科特任准教授でAIやICT技術を活用し、橋梁などインフラ維持管理の生産性を向上するための研究を行っている全さまに取材させていただきました。 全さまは、インフラ関連の研究に加え「ムーンショット型研究開発制度目標３」において、災害現場にAIロボット（無人建設機）の導入を目指す研究にも取り組まれています。 現在取り組んでいる研究やシミュレーションソフトの活用方法についてうかがいました。
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個別要素法（DEM）とは？理論と建設・製造業におけるシミュレーション事例のご紹介
個別要素法（DEM）は、建設業界や製造業界など、さまざまな分野で使用される解析手法です。この手法は、物体や粒子の挙動を細部までシミュレーションすることができます。 個別要素法（DEM）は1971年にCundall氏により提案され(1)、数十年以上にわたり発展してきました。近年では多くの現象・問題に対し適用されています。 本記事では個別要素法（DEM）の理論から適用事例までご紹介いたします。
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国土強靭化基本計画とは？ メリットと防災・減災への対策
日本は地理的・自然的な特性から地震や台風などの自然災害が多く、人命・財産の喪失やライフラインの停止などのさまざまな被害を受けてきました。これらの被害を最小限に抑えるために、内閣官房では“国土強靭化基本計画”が進められており、民間事業にもこの取り組みに協力するように呼び掛けています。この記事では、国土強靭化基本計画の概要と取り組むメリット、防災・減災の対策方法などを紹介します。
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カーボンニュートラルの主役はガス~CO2を捕まえる編~
世界が混乱し、天然ガスの供給が絞られると、眠りかけていた化石燃料や原子力も復活の兆しが出てきました。 天然ガスは化石燃料に属する資源なので将来的にはゼロを目指しますが、先進国の重要なインフラのひとつである事、燃焼時に大気汚染や地球温暖化などの原因となる窒素酸化物や二酸化炭素などの排出が少ないエネルギーである事から、当面は最先端技術を用いて他のガスとの混焼や合成ガスの生成で転換・共存を図ってゆくようです。 ここでは、天然ガスに限らず少し寄り道をしながら、皆さんとガスの接点やＣＴＣの取り組みを交えて話してゆきたいと思います。
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マテリアルリサイクル（材料リサイクル）とは？ メリットや課題を解説
現在、世界的に脱炭素社会を目指すカーボンニュートラルへの取り組みが進められています。カーボンニュートラル実現に向けた取り組みの一つに、廃棄・回収された製品を新たな製品原料へと再利用する“マテリアルリサイクル”があります。 マテリアルリサイクルは、温室効果ガスの削減や循環型社会の実現につながるリサイクル方法として取り入れられていますが、品質やコストなどの面で課題があります。 この記事では、マテリアルリサイクルとはどのようなものか、概要やメリット、課題について紹介します。
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材料開発において課題解決のカギを握るICME技術を取り入れたソリューションとは
さまざまなスケールで統合的なシミュレーションを実施して材料開発を行う技術、ICME（Integrated Computational Material Engineering）。2010年オバマ大統領による一般教書演説で、材料開発の革新的なプロジェクト“Materials Genome Initiative（MGI）”が立ち上げられました。このMGIの前身がICMEになります。 ICMEの目的は、過去に比べて2倍以上のスピードと圧倒的に低いコストで、新材料を発見・設計することです。公共インフラとして整備すべく、データベース、シミュレーション、機械学習などのコンピュータテクノロジーをフルに活用した研究開発が各国で進められています。 今回は、材料開発における課題を踏まえつつ、課題解決を導くICMEとMI（Materials Informatics：マテリアルズ インフォマティクス）の関係について解説します。
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マテリアルズ・インフォマティクス（MI）とは？ 材料開発でカーボンニュートラルを目指す
現在、世界的な地球環境問題への取り組みが進められています。日本政府は2050年までに温室効果ガスの排出量を実質的にゼロにする“カーボンニュートラル”を目指すことを宣言しました。材料開発の分野においても、カーボンニュートラルの実現という社会的ニーズに対応するために、環境負荷の低減や持続可能性を考慮した革新的な技術が求められています。そこで注目されているのが、“マテリアルズ・インフォマティクス（以下、MI）”です。MIとはAIをはじめとする機械学習と情報科学（インフォマティクス）を用いて、材料開発の効率化を目指す技術・手法のことで、カーボンニュートラルの観点においても重要とされています。 この記事では、MIの概要や国内外の取り組み状況、活用にあたっての課題と解決策について解説します。
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【参加者アンケート公開！】LS-DYNA R14新機能紹介セミナー開催レポート
CTCでは例年、LS-DYNAの新バージョンリリースに合わせて、LS-DYNAの新機能調査報告、技術的なトピックの発表をしています。 今年はLS-DYNA R14の新機能、ANSYS製品の紹介、RPA活用についての発表を行いました。セミナー内容、アンケート結果の一部を簡単にご紹介します。
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キッザニア福岡にCTCのパビリオンがオープン！「シミュレーションテクノロジーセンター」
キッザニア福岡にCTCのパビリオン「シミュレーションテクノロジーセンター」がオープンしました。 こどもたちはサイエンスエンジニアとして、建設予定の橋が様々な災害に巻き込まれたときにどのような変化が生まれるかを、コンピューターのシミュレーション技術を使って分析します。
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非破壊検査とは？適用事例とシミュレーションによる分析手法をご紹介
今回は、非破壊検査とシミュレーションによる分析手法についてご説明します。 非破壊検査は、とても重要な工程で、製品や部品の品質管理に欠かせません。また、シミュレーションによる分析手法は、高い精度で品質を管理することができます。 本記事では、非破壊検査の定義や重要性、超音波を使用した事例、シミュレーションによる分析手法の定義や利点、そして、超音波シミュレーションの概要や具体例について、詳しくご説明していきます。
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生産分野の課題解決する方法とは？概要、メリット・デメリットをご紹介
生産現場の課題を解決するためには、課題ごとさまざまな手法があります。 生産現場で新規ラインの設計を行う際に定量的に評価する時や既存のラインの改修時、設備稼働の制御方法を考える時、あるいは作業員が動きやすいようなリソースの配置を計画する際などには「シミュレーション(離散系シミュレーション)」が使用されます。昨今活用が進んでいる「機械学習」は、天候の変化や報道、社会動向などから製品の需要予測や、不良品検知、マシンの異常検知・故障予測などに用いられます。生産計画の立案、作業員の作業計画の立案には「スケジューラ」という専用のソフトウェアが使用されます。計画だけでなく在庫の適正配分や倉庫の棚繰り、配車のルート設計などに利用される技術に「組合せ最適化」があります。 それぞれの手法についてご紹介いたします。
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確率要素を含むシステムのシミュレーションの意義とは？
シミュレーションとはラテン語の「simil」(似ている)を語源に持つ言葉で、日本語では「模擬実験」などの意味を持ちます。 シミュレーションは、対象システムそのものではなく、対象システムを抽象化したモデルを使って実験を行うことを指し、対象のシステムについて知見を得るために利用します。 対象のシステムではランダムに何かが起こったり、ある確率分布に従って何かが起こるなど「確率要素」を含むことがあります。 本記事では確率要素を含むシステムのシミュレーションの意義について解説いたします。
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生産プロセスの最適化で生産性向上！ 改善を図る3つの方法
製造業において重要な経営課題の一つに、生産性の向上が挙げられます。近年、市場ニーズの多様化や技術革新による製品の高度化、製品ライフサイクルの短縮化などによって、製造業を取り巻く環境が変化してきました。それに伴い、生産プロセスも複雑になりつつあります。 そうしたなか、以下のような課題が生まれやすくなってます。 「多品種少量生産での在庫管理や原価管理が難しい」 「仕様変更による組み換え作業でタイムロスが発生する」 「設備故障や不良品発生による機会損失を招いている」 このような課題を抱えている製造現場では、生産性の向上に向けて、生産プロセスの最適化に取り組もうと検討されている方もいるのではないでしょうか。 この記事では、製造現場での生産プロセスを最適化するメリットと改善方法について解説します。
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離散事象型シミュレーションとは？詳細と活用シーンをご紹介
近年、生産・物流領域での効率化や施策検討のためにシミュレーションが活発に活用されています。 特に離散事象型シミュレーションは、意思決定の根拠となる生産量や生産能力などの指標を定量評価するために有効です。 本記事では離散事象型シミュレーションの特徴と活用シーンについてご紹介します。
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【デジタルツイン事例】配管流動デジタルツインのメリットと課題について
近年、デジタルツインについて積極的に取り組む企業が年々増えてきております。 流体に関するデジタルツインの活用例の１つとして、管路網の流体や熱の流れを1次元熱流動シミュレーションにより仮想空間上にリアルタイムに再現する技術があります。 この記事では、1次元熱流動シミュレーションを駆使した配管流動デジタルツインの活用とメリットについてご紹介致します。
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1次元熱流動シミュレーションとは？手法解説と適用例のご紹介
複雑な配管系統において流量配分が最適な設計となるように計算をする際、表計算ソフトで実施しようとして手を焼いた経験はありませんか？ １次元熱流動シミュレーションを使用すると、効率的な流量配分の設計や水撃や脈動による振動発生時の原因追及を行うことが可能です。 本記事では１次元熱流動シミュレーションとその適用例について解説します。
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ウォーターハンマー（水撃）とは？ 原因やプラントでの対策法を解説
プラントでは、水をはじめとする製造に必要なさまざまな液体がポンプによって送り出され、配管を通じて輸送されます。 規模の大きいプラントでは、弁による水流調整が頻繁に行われることから、ウォーターハンマー（水撃）と呼ばれる現象が発生することがあります。 プラントに求められる水圧・流量を確保しつつ、給水のトラブルを防ぐためには、配管設計においてウォーターハンマーの対策が必要です。 この記事では、プラントで発生しやすいウォーターハンマーの原因や対策について解説します。
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脈動とは？脈動による配管振動のメカニズムと対策を解説
配管内を流れる流体の脈動とそれに伴う振動は、構造への損傷や機器の故障などの問題を引き起こす可能性があり、設計や運用段階で考慮すべき重要な要素です。 この記事では、脈動による配管振動の問題に焦点を当て、そのメカニズムと対策、シミュレーションによる検討方法を解説します。
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疲労破壊とは？メカニズムとCAEによる解析方法をご紹介
金属製品や構造物によっては、繰り返しの負荷がかかることによって疲労破壊が起きる場合があります。疲労破壊が起きると、不測の事故を引き起こします。（繰り返しの負荷がかかっても、繰り返し負荷が小さければ、疲労破壊が起きないケースがあるため。疲労限以下の場合など） 本稿では、金属の疲労破壊のメカニズムと解析方法についてご紹介します。疲労破壊に関する知識を深め、安全で耐久性のある製品と構造物を設計するためのツールとして、ぜひ役立ててください。
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【適用分野一覧あり】LS-DYNA：最新技術と将来展望を探る
近年ではマルチフィジックスソルバーとして発展を遂げ、非常に幅広い分野に活用が広がってきています。今回はそういった辺りを含めて、LS-DYNAの現在地について述べたいと思います。
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有限要素法（FEM）とは？基礎から解析の流れをまとめてご紹介
有限要素法（Finite Element Method）とは、工学や物理学などの分野で、複雑な形状や材質の物体や構造物の解析を行うために用いられる数値解析手法の一つです。物体や構造物を小さな要素に分割し、それらの要素の性質を数値化して計算を行うことで、全体の挙動を解析する手法です。 この有限要素法は、様々な分野で応用されており、例えば構造物の強度解析や振動解析、流体の流れ解析、熱伝導解析などに用いられます。また、製品開発や設計段階での予測、現場での問題解決など、実践的な応用にも役立っています。 本ブログでは、有限要素法の基礎的な考え方や解析の流れ、具体的な適用例などを分かりやすく解説していきます。有限要素法に興味がある方や、これから学ぼうとしている方はぜひ参考にしてください。
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【最新研究インタビュー】AE研究を支援するシミュレーションソフトウェア
今回は、東京大学生産技術研究所のなかでもAEの分野を研究されている岡部（洋）研究室に取材させていただきました。 当研究室では、航空機など高速輸送用の軽量構造体において、構造部材にセンサを組み込んで簡便に損傷検知を行う構造ヘルスモニタリングや、複合材料構造に適した非破壊検査技術の確立、そしてそれらを統合した体系的な高効率検査システムの確立を目指した、構造健全性診断システムに関する研究などを行っています。 そうしたAEの研究に関して、実際に取り組まれている岡部さま、于さまにお話をうかがいました。
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計測・CAE連携サービスを用いたAE計測の高精度化
近年、自動車や航空機などの製品において、品質や信頼性の向上が求められるようになりました。そのためには、製品の構造や材料の評価が不可欠ですが、特に重要なのがアコースティックエミッション計測です。アコースティックエミッション計測とは、製品に発生する微小な音や振動を計測し、異常や欠陥を検出する技術のことです。 しかし、アコースティックエミッション計測は、計測対象の複雑さや計測環境の影響などにより、高精度な計測が難しいという課題があります。そこで、本ブログでは、計測・CAE（Computer-Aided Engineering）連携サービスを用いたアコースティックエミッション計測の高精度化について、詳しく解説していきます。
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超音波とは？ 超音波の活用でできることや非破壊検査について解説
超音波を利用した機器は、製造や医療など多くの分野で活用されています。超音波の基本的な知識や、超音波を活用してできることを知っておくことで、業務の質の向上や効率化につながる機器の導入を検討する際に役立ちます。本記事では、超音波の基礎知識のほか、超音波を活用した機器でできること、非破壊検査について解説します。
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需要予測とシミュレーションによる在庫および発注方式の適正化
在庫管理と発注方式の適正化は、企業にとって重要な課題です。適切な在庫管理と発注方式を実施することで、企業は適切な在庫レベルを維持し、生産性を最適化し、同時にコストを削減することができます。しかし、適切な在庫管理と発注方式を決定するには、正確な需要予測とシミュレーションが必要です。 本記事では、需要予測とシミュレーションにより、在庫管理と発注方式を適正化する方法を探究します。具体的には、どのような需要予測とシミュレーション手法が最適か、どのような情報が必要か、どのような在庫管理と発注方式が最適かを検討します。
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数理最適化による電力消費量ピーク平準化
電力需要家に求められる従来の省エネ対策は量・効率の省エネ対策が主でしたが、2013年の省エネ法改正では電力需給バランスを意識した時間の概念を含むエネルギー対策が求められるようになり、電気の需給の状況に照らし電気の需要の平準化を推進する必要があると認められる時間帯(電気需要平準化時間帯)が設定されました。 電気需要平準化時間帯は、具体的には全国一律で7月～9月(夏季)および12月～3月(冬期)の8～22時(土日祝日を含む)と定義されています。地域の需給状況や労働環境などに留意しつつ、事業者は以下のような具体的な電気需要平準化措置を講じる必要があります。
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数理最適化の活用で改善できる5つの課題
多くの企業で、事業の達成度や業務効率化などの指標として、デジタル技術を活用した目標の数値化を行っているなか、近年“数理最適化”の活用も注目されています。本記事では、数理最適化の概要を押さえつつ、改善できる課題について解説します。
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HPCとは？ オンプレミスとクラウドの活用方法とともに解説
研究関連のニュースで“スーパーコンピュータ”という名称を耳にしたことはありませんか。 スーパーコンピュータはHPC（High Performance Computing：ハイ・パフォーマンス・コンピューティング）の一種で、膨大なデータを基に複雑な計算を行えるシステムです。 スーパーコンピュータをはじめとするHPCに対して、「特定の研究分野で使うもの」というイメージをお持ちの方もいるのではないでしょうか。HPCは、次世代のシステムとして、さまざまな分野で活用されています。 本記事では、HPCの用途や活用方法など、基礎的な知識について解説します。
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サロゲートモデルとは？ シミュレーション×AIで業務改善を実現！
シミュレーションの技術は、現代社会においては必要不可欠であり、設計製造や建築・建設、気象、物流など、人々の生活を支えるあらゆる分野で活用されています。 しかし、シミュレーションの対象が複雑になるにつれて、計算量も大幅に増大しているという課題もあります。 そのようななか、AIでシミュレーションの計算を代替させる技術として、“サロゲートモデル”が注目されています。 本記事では、サロゲートモデルとはどのような技術なのか、メリット・デメリットも併せて解説しながら、サロゲートモデルの構築・運用支援サービスを紹介します。
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