デジタルツインが製造業にもたらすメリット2選！プロセスシミュレーションの役割とは
現代のビジネス環境では、技術の進歩が絶えず新たな変革をもたらしています。 特に「デジタルツイン」は、デジタルトランスフォーメーションの核となる技術として注目されています。この記事では、デジタルツインの概念を掘り下げ、具体的にどのような活用方法があるのかについてご説明します。
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ベイズ推定とは？生産実績を元に生産システムの未知のパラメータを推定する方法
製造ラインの生産計画を立案したり生産性をシミュレーションで分析したりするときには、計算に使用する入力データを準備する必要があります。入力データには受注データのように日々変わる情報（データ）と、設備性能のような固定的な情報（パラメータ）の２種類があります。 パラメータ値は設備のカタログ値を用いることが多いのですが、実際のパラメータ値はカタログ値と異なる場合があります。例えば設備の定格消費電力は最大負荷に近い条件での消費電力であり、実際の消費電力よりも大きい値になっています。 そのためカタログ値を使って計算すると、その結果は現実と乖離したものになります。正しいパラメータ値を手に入れるためにはセンサーや人手を使って計測することになりますが、手間やコストが掛かります。また計測が困難なパラメータも存在します。 本記事ではパラメータを既存の情報からシミュレーションとベイズ理論を活用して推定する技術をご紹介します。
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最適なAGV（無人搬送車）台数を算出！倉庫内のAGV搬送シミュレーションとは
本記事では倉庫内のAGV搬送のシミュレーションについて解説します。 生産年齢人口減少が加速する中、物流センター・倉庫の人手不足は大きな課題となっております。そのような中での事業継続化のためには省人化や作業員の省力化が喫緊の課題であり、多くの物流センターではマテハン機器やロボットを導入が行われています。 特に物資の搬送を行うAGV(無人搬送機)やAMR(自律走行搬送ロボット)が多くの現場で積極的に活用され、作業員の作業負荷の軽減や梱包や検品な人の手による作業が必要となる業務へのリソースの集中に効果を発揮しています。 AGV・AMRの効率的な利用は省人化や業務効率化、労働環境の向上のために今後ますます求められるものになりますが、適切数の導入や効率的な運用には、事前の検証や運用中の運用最適化が必要になります。
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工場レイアウト設計とは？生産性に与える影響とシミュレーション事例をご紹介
現代の製造業界では、最適な工場レイアウトの設計が生産性や業務効率の向上に不可欠です。 しかし、レイアウト変更は大規模になることが多くコストもかかるため、頻繁にトライ&エラーをすることができません。それに対し、シミュレーション技術を活用することで、レイアウトの計画段階での試行錯誤をノーリスクかつ効率的に行い、定量的な生産性の評価を行うことができます。 本記事では、工場全体のラインや設備のレイアウト設計にシミュレーションを活用する方法をご紹介します。
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切削加工の見える化！シミュレーションを活用した分析手法をご紹介
製造業界は日々進化し、新たな技術やプロセスが登場しています。切削加工もその一環であり、高度な機械やツールが使用されています。 しかし、これらのプロセスを最適化し、問題を解決するためには、実際の加工作業だけでなく、シミュレーションを活用することが非常に有益です。 本記事では、切削加工の見える化を実現するためのシミュレーション手法を詳しく説明します。
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解析業務を効率化！RPAを活用したCAE解析業務の自動化
これまで、作業の自動化と言えば、プログラムを書いて専用のシステムを構築したり、バッチファイルやEXCELのマクロ機能を活用したりするのが一般的で、高いプログラミングスキルや高度な知識が必要でした。 しかしながら、近年ではRPA技術の進歩により、誰でも簡単に高精度な自動化が可能となっています。現在では、一般企業にもRPAの導入・活用が進んでおりますが、主な用途としては経費精算処理の自動化など事務手続きの自動化に適用されていることが殆どです。 この記事では、皆様が実務で行っているCAE解析業務についてRPA(UiPath)の活用事例や、今後期待される展望をご紹介します。
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衝撃波とは？音波との違いを図解！｜音速を超える爆風・雷鳴の威力の原理
衝撃波と音波の違いを、雷鳴や打ち上げ花火など身近な現象を例にわかりやすく解説。衝撃波の正体である「音速を超えて伝搬する圧力の不連続面」の原理を解説し、音波と衝撃波の波形の違いを図解で紹介します。物理現象の理解を深めるシミュレーション技術の活用にも触れています。
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有限要素法による解析（FEA）で使用する材料物性値とは？同定手法、影響度の大きい特性とは
有限要素法とは、物理的な現象の解析に用いられる数値解析手法の一種です。 ここでは、この有限要素法で使用する材料物性値について紹介します。使用する材料物性値とは、材料の機械的、熱的、電気的な性質を表すパラメーターであり、有限要素法における解析精度に直接影響を与えます。 本記事では、この材料物性値について、どんな材料物性値を、どう取得するかについて、一例を紹介します。
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サプライチェーンデータ連携基盤を活用したカーボンフットプリント（CFP）算定から分析まで
カーボンフットプリントという言葉はご存じでしょうか？まだ、日常生活の中では聞き慣れない言葉かもしれませんが、消費者が脱炭素・低炭素な商品を選ぶための指標となり、ネットゼロを達成するために必要となるものです。 日本国内では、10年程前から、CFPラベルやエコリーフマークといったCFPラベルの活用が進められています。国内では、欧州に輸出している製造業から取り組みが開始されています。 いずれ、消費者の行動変容により、様々な製品へのCFP添付が求められるようになっていくかもしれません。 本ブログでは、製品単位のCFP可視化とその管理・分析に貢献するIBM Supply Chain Intelligence Suite(以下SCIS)を活用したCTCのGXソリューションを紹介します。
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カーボンクレジット、カーボン・オフセットとは？カーボンクレジット付リースで脱炭素経営！
気候変動対策や脱炭素経営が各企業に求められるようになった昨今、企業は自社の温室効果ガス排出量を適切に把握して、その削減戦略を立てる必要があります。 自社の脱炭素施策のうち、温室効果ガス排出量の削減が困難な部分について、他の場所で実現した温室効果ガスの排出削減量・吸収量等（クレジット）を購入することや排出削減・吸収を実現するプロジェクトや活動を実施すること等により、その排出量の全部又は一部を埋め合わせることをカーボン・オフセットと言います。 ここで、クレジットとは、温室効果ガスの排出削減・吸収量を決められた方法で定量化し、取引可能にしたものです。一方で、クレジットには様々な認証制度があり、目的に合わせた取引が必要となるため、専門的な知識が求められる点や、購入の事務手続きの手間が発生する点などで活用する上での課題があります。 同時に、企業のデジタルトランスフォーメーション（DX）が進展する中で、IT機器を利用する機会も増加しており、これに伴う電力消費量の計測もまた重大な課題となっています。 本記事では、電力の使用に伴う温室効果ガスの削減施策の一つとして、IT機器へのカーボンクレジットの活用と効果について解説します。
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CFPを算出！仮想空間上の製造ラインでCO2排出量の分析を行うには？
製造現場では、仮想空間上に製造ラインを構築し生産量やリードタイムを定量評価することがこれまでも数多く行われてきました。 生産能力を向上させるためにこういったシミュレーションが行われる一方、カーボンフットプリントに必要なCO2排出量を指標にして分析することはあまりありませんでした。 本記事では、仮想空間上の製造ラインでCO2排出量の分析を行った内容とその結果をご紹介します。
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GX支援サービス：GHG排出量の見える化と削減の最適な進め方
企業による気候変動対応はますます重要になっています。グリーントランスフォーメーション（GX）アドバイザリーサービスは、環境に配慮した事業活動を実現するために有効な手段となります。 本稿では、CTCが展開するGXアドバイザリーサービスとして、ESGデータ管理プラットフォームIBM Envizi ESG Suite (以下Envizi) の概要と導入事例について説明します。
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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をわかりやすく解説｜防災・減災・インフラ老朽化対策の具体例
国土強靭化基本計画とは何か？その目的や4つの目標をわかりやすく紹介します。災害対策の具体例、インフラ老朽化への対応、地方創生との連携までも解説。防災・減災に向けた実践的なヒントを提供します。
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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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