解析アプリで業務改革を推進

第一回：解析アプリの活用効果の紹介

2020/05/29計測エンジニアリングシステム株式会社

システム部山口 徹

comsol@kesco.co.jp

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CAE解析の社内展開でお困り事？

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CAE解析の社内展開でお困り事？

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・CAE解析の重要性が増し、業務フローへの導入需要・研究･開発だけでなく 設計･製造でも CAE解析需要

CAE解析をもっと社内活用して、コスト削減しましょう

CAE解析の社内展開でお困り事？

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• ①研究･開発⇔設計 で 解析業務の手戻りを減らしたい• ②研究･開発内で CAE解析知見の情報共有を加速化したい• ③CAE推進で CAE解析を全社に広めているが 課題山積み

1) 技術的敷居が高い2) ライセンス費用が高価3) 解析に工数がかかる

研究･開発 設計 製造 品証 営業･広報

CAE推進, 生産技術

①②

③

• 初学者でも扱えるインターフェース → アプリケーションビルダー• 設計 や 製造で直接使って頂く → + COMSOL Server/Compiler

ご提案

解析アプリのメリット

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解析アプリのメリット

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解析モデル

本格的CAEソフトの特徴は初学者にとって、デメリットかもしれません

解析モデル

あらゆる物理分野に対応

フルスペックの CAE解析環境(プリ,ソルバー,ポストまで)

広範囲･柔軟な 拡張性

専門的な CAE解析知識

ライセンス費用：高価

？ ？！

解析アプリのメリット

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解析アプリでさらに…・扱いやすいインターフェース・ユーザー要望に応じた 機能拡張

解析モデルから

解析アプリへ

解析モデル 解析アプリ

あらゆる物理分野に対応 利用可能

フルスペックの CAE解析環境(プリ,ソルバー,ポストまで)

利用可能

広範囲･柔軟な 拡張性 利用可能

専門的な CAE解析知識 不要

ライセンス費用：高価 軽減可能** … COMSOL Server/Compiler利用, お一人様の価格

アプリ化で初学者に扱いやすい多機能CAEを提供

！！

解析アプリのメリット：ユーザーの要望

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設計パラメーターはできるだけ多い方が良い

本格的な CAE解析を業務に取り入れたい

計算結果を 3Dで見たい！映えるアングルで表現豊かに計算結果を表示させたい

CAE解析で自分たちで有効な設計パラメーターを判断し本業の業務効率に役立てたい

了解

設計･製造･品証

営業･広報

研究･開発

最新研究を WEBで公開し、顧客満足を向上させたい

顧客要望にあったパラメーターで結果を得たい

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解析アプリのメリット

1000+の モデル、50+の アプリ

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解析アプリのメリット：プリ拡張

・ジオメトリ作成の拡張

・多くのパラメーターを設定可能

https://www.comsol.jp/model/22041

ヒートシンクによる強制空冷

https://www.comsol.jp/model/22041

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解析アプリのメリット：ポスト拡張

スロット結合マイクロストリップパッチアンテナアレイシンセサイザー

https://www.comsol.jp/model/30601

・3Dプロット

・2Dプロット

https://www.comsol.jp/model/30601

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解析アプリのメリット：ポスト拡張

タッチスクリーンシミュレーター

https://www.comsol.jp/model/30841

電極 (電場) 指先 (電場)

キャパシタンス 行列

https://www.comsol.jp/model/30841

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解析アプリのメリット：ポスト拡張

実験値と理論解との比較

○実験データ、－ 理論値

リチウムイオン電池インピーダンス

https://www.comsol.jp/model/17809

https://www.comsol.jp/model/17809

ユーザー事例

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ユーザー事例：設計者CAE

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研究･開発 設計 製造 品証 営業･広報

【音響機器】 サムスン社、音響スピーカー開発・解析を解析アプリ活用 (Video, 2019)

【自動車】 フォルクスワーゲン社、EVモーター開発を解析アプリで合理化 (MS2019)

https://www.comsol.jp/video/get-an-inside-look-at-how-samsung-uses-

acoustics-simulations

https://www.comsol.jp/offers/multiphysics-simulation-2019

https://www.comsol.jp/video/get-an-inside-look-at-how-samsung-uses-acoustics-simulationshttps://www.comsol.jp/offers/multiphysics-simulation-2019

ユーザー事例：全社共有

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研究･開発 設計 製造 品証 営業・広報

【電力】 ABB社、変圧器ハム音低減に解析アプリ利用。世界中の社員教育に貢献。(CN2016)

https://www.comsol.jp/story/36361

【電力】 ABB、トラクションモーター解析にアプリ利用。PC、タブレットでアプリ社内展開。 (Blog, 2019)

https://www.comsol.jp/blogs/simulation-applications-enable-digitalization-at-

abb-traction-motors

https://www.comsol.jp/blogs/simulation-applications-enable-digitalization-at-abb-traction-motors

ユーザー事例：アクティブラーニング 【アカデミック】

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【アカデミック】 ハートフォード大学、STEM教育をシミュレーションで発展 (20:39, 2018)

【アカデミック】 ミュンヘン工科大学、音響現象の教育にアプリを活用 (Blog, 2018)

https://www.comsol.jp/blogs/teaching-students-

about-acoustics-phenomena-with-apps/https://www.comsol.jp/blogs/keynote-video-

enhancing-stem-education-with-simulation/

【アカデミック】 東京農業大学、食品分野の教育にアプリを活用 (東京, 2018)

https://www.comsol.jp/blogs/teaching-students-about-acoustics-phenomena-with-apps/https://www.comsol.jp/blogs/keynote-video-enhancing-stem-education-with-simulation/

ユーザー事例：国内事例

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2019年の COMSOLカンファレンスで発表

企業 公設試 大学

ライブデモ

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ライブデモ

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https://www.comsol.jp/learning-center/build-simulation-apps-from-your-comsol-multiphysics-model

解析モデルから「初学者でも扱えるインターフェース」

1. アプリ化2. ボタンの追加3. 解析レポートの追加4. 結果評価の追加

ラーニングセンター特別版

https://www.comsol.jp/learning-center/build-simulation-apps-from-your-comsol-multiphysics-model

ライブデモ

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1. アプリ化

1) アプリケーションビルダーへ移動します。 ①リボンで アプリケーションビルダーをクリック→ アプリケーションビルダーに移動します。

②アプリケーションビルダーが表示されます。

①

②

ライブデモ

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1. アプリ化

2) [新規フォーム]を作成します。

③ リボンの [新規フォーム]をクリック→新規フォームウィンドウが表示されます。

④新規フォームウィンドウの [入力/出力]タブで[選択元]リストから・モデル>グローバル定義>Parameters > Length を選択・〃 > Thickness, Width, Applied voltageを選択・モデル>結果>計算値>Volume Maximum 1 を選択

・[→] をクリック→ 選択項目が[選択]リストに移動します。

③

④

ライブデモ

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1. アプリ化

⑤[グラフィックス]タブで[選択元]から・モデル>結果>Temperature (ht)を選択・[→]をクリック

→ 選択項目が[選択]リストに移動します。

⑥[ボタン]タブで[選択元]から・モデル>計算 Study 1 を選択・[→]をクリック

→ 選択項目が[選択]リストに移動します。・[OK]ボタンをクリック

→ ウィンドウが閉じ、アプリケーションビルダーに form1が追加されます。

⑤

⑥

ライブデモ

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1. アプリ化

3) 各フォームオブジェクトを配置調整します。

⑦form1 を確認します。各フォームオブジェクトはマウス操作で移動, 拡大, 縮小が可能です。

下図のように配置調整します。

⑦

ライブデモ

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1. アプリ化

4) [アプリケーションをテスト]をクリックし、動作確認します。

アッという間に最初のアプリが完成です。

⑧ リボンの[アプリケーションをテスト]をクリック

→別ウィンドウでアプリ表示

⑨ アプリで下記を実行します。・[Length:]に「18」を入力・[計算]ボタンをクリック→再計算が実行され、結果プロットと Temperature

が更新されます。

⑧ ⑨

ライブデモ

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2. ボタンの追加

①②

③

①リボンから[フォームオブジェクト]>[オブジェクトを挿入]・[入力]>[ボタン]を選択

②form1の 画面中央に[ボタン2]が表示されます

③form1上で マウスで[ボタン2]を適切に場所移動

ライブデモ

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2. ボタンの追加

④ ⑤ ⑥ ④form1でボタンを選択,[設定]で・[テキスト:]で「ジオメトリ更新」・[アイコン:]で “geometry_32”・[サイズ:]で 「大」・[実行コマンド選択]リストで

モデル> Component1> Geometry 1 を選択し [実行]

選択そのままで [プロット]

⑤ コマンドシーケンスで[引数]を選択し [引数編集]→ [引数編集]ウィンドウが表示

⑥ フォーム> form1> graphics1を選択し [引数として使用]クリック・[OK]クリック

⑦ Geometry1の引数に「form1/graphics1」を確認

⑦

ライブデモ

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2. ボタンの追加

⑧ ⑧ form1 でボタンを確認します→ ボタン追加 が完了しました。

ライブデモ

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3. 解析レポートの追加

①

② ③

①リボン[エディターツール]をオン→[エディターツール]タブが表示

② エディターツールで下記を実行・モデル> 結果> レポート> レポート1 を選択し、下の[ボタン]をクリックします。

③ form1で マウスで [レポート作成]ボタンを配置調整します。

【事前確認】モデルビルダーで下記が実装済結果>レポート>レポート1

ライブデモ

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4. 結果評価の追加

① ②

③

①form1で 計算ボタンを選択

②[設定]タブで[実行コマンド選択]を確認し、下記を実施します。・ライブラリ> サウンド> success.wav を選択・[▶実行]をクリック→リスト「’success.wav’を再生」が追加されます。

③ [メソッドに変換]をクリック→ツリーに

メソッド> method1 が追加されます。

ライブデモ

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4. 結果評価の追加

【補足1】 メソッド追加の別解 【補足2】メソッド追加の別解

ライブデモ

32

4. 結果評価の追加

④ ④ method1 を確認します。

ライブデモ

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4. 結果評価の追加

⑤

⑥

⑤リボンの[メソッド]タブからテスト> アプリケーションをテストをクリックします。→ アプリが別ウィンドウで表示

⑥[計算]ボタンをクリックします。→ 再計算が実行され、「♪ジャジャーン」と音が鳴ります。

♪ ジャジャーン

ライブデモ

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4. 結果評価の追加

②

①リボンで モデルビルダーをクリックします。→モデルビルダーに移動します。

②モデルビルダーで下記操作します。・結果>計算値>Volume Maximum1右クリック・コンテキストから [クリップボードにコードをコピー]>[取得]を選択

③ リボンで アプリケーションビルダーをクリック→アプリケーションビルダーに移動します。

③①

ライブデモ

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4. 結果評価の追加④

⑤

⑥

④method1 にて・[Ctrl+v]キーを押下→ クリップボードからコピー

⑤ method1 にて・画像のように入力します。・[Ctrl+1]キーを押下

⑥method1にて画像のように変更されることを確認してください。

※次に NumericalFeatureを型変換します。

ライブデモ

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4. 結果評価の追加

⑦

⑧

⑨

⑦リボンの[メソッド]タブで・コード> 言語要素 をオン→ 右側ペインに [言語要素]タブ

⑧[言語要素]タブで検索窓に「NumericalFeature」と入力→ 検索結果が 4件表示されます。先頭のevaluateToDoubleArray2D()を選択します。

⑨method1で画像のように変更します。

ライブデモ

37

4. 結果評価の追加

⑩⑩method1 で 11行目~を下記のように編集

double[][] damax =

evaluateToDoubleArray2D(model.result().numerical(

“max1”));

double dmax = damax[0][0];

また 16行目以降を下記のように編集【意味】最大温度が 500.0[K]を境に条件分岐

if (dmax < 500.0) {

useGraphics(model.result(“pg2”), “graphics1”);

playSound(“success.wav”);

} else {

useGraphics(model.result(“pg2”), “graphics1”);

playSound(“fail.wav”);

}

ライブデモ

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4. 結果評価の追加

①

②

③

①method1 の 16行目~を以下に変更。カーソルを 20行目に設定。

②リボンで コード>コードを記録 をクリック

③リボンで モデルビルダーをクリック→モデルビルダーへ移動します。

ライブデモ

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4. 結果評価の追加

④

⑤ ⑥

④ モデルビルダーで下記を選択・結果> Temperature > Surface・設定ウィンドウで

[カラーリングおよびスタイル]セクション・[カラーテーブル]>[GrayPrint]に変更

⑤リボンの[デベロッパー]タブ・メソッドを作成> 記録停止 をクリック

⑥リボンの[ホーム]>[アプリケーションビルダー]をクリック→ アプリケーションビルダーに移動

ライブデモ

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4. 結果評価の追加

⑦

⑧ ⑨

⑦ method1で下記操作・20行目~を確認します。・カーソルを 17行目に移動

⑧リボンで コード> コードを記録→ 記録モードになります。

⑨リボンで モデルビルダーをクリック→ モデルビルダーに移動します。

ライブデモ

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4. 結果評価の追加

⑩

⑪ ⑫

⑩ モデルビルダーで下記を選択・結果> Temperature > Surface・設定ウィンドウで

[カラーリングおよびスタイル]セクション・[カラーテーブル]>[ThermalLight]に変更

⑪リボンの[デベロッパー]タブ・メソッドを作成> 記録停止 をクリック

⑫リボンの[ホーム]>[アプリケーションビルダー]をクリック→ アプリケーションビルダーに移動

ライブデモ

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4. 結果評価の追加

⑬

⑭

⑮

⑬リボンで テスト>アプリケーションをテスト をクリック→ アプリが別ウィンドウで表示

⑭解析アプリで・[Applied voltage]に「50」・[計算]ボタンをクリック→再計算が実行され、結果が

白黒でプロット表示しガーンという音が鳴ります。(温度結果が 500K超えた)

⑮解析アプリで・[Applied voltage]に「20」・[計算]ボタンをクリック→再計算が実行され、結果が

カラーでプロット表示しジャジャーン音が鳴ります。(温度結果が 閾値に収まった)

♪ ジャジャーン

♭ ガーーーン

まとめ

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まとめ

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研究･開発 設計 製造 品証 営業･広報

アプリ化で初学者に扱いやすい多機能CAEを提供

CAE解析の社内展開にお困りの方、解析アプリを検討いかがですか？

！！

ユーザー要望に応じた 機能拡張

様々なユーザー事例と ライブデモで効果を確認

CAE解析の 全社導入で社員底上げ,

市場勝ち残り, 新規最先端事業へ投資 !?

まとめ

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【情報源】

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構造化アプリの構築

https://www.comsol.jp/learning-center/structuring-apps-to-benefit-you-and-your-users

Keynote: Enhancing Process Understanding via COMSOL Server™

https://www.comsol.jp/video/keynote-enhancing-process-understanding-via-

comsol-server

Keynote: Predicting Corrosion with Machine Learning and Simulation

https://www.comsol.jp/video/keynote-predicting-corrosion-with-machine-learning-

and-simulation

Keynote: Beyond Modeling and Simulation in the Biopharma Industry

https://www.comsol.jp/video/keynote-beyond-modeling-and-simulation-in-the-

biopharma-industry

https://www.comsol.jp/learning-center/structuring-apps-to-benefit-you-and-your-usershttps://www.comsol.jp/video/keynote-enhancing-process-understanding-via-comsol-serverhttps://www.comsol.jp/video/keynote-predicting-corrosion-with-machine-learning-and-simulationhttps://www.comsol.jp/video/keynote-beyond-modeling-and-simulation-in-the-biopharma-industry

【情報源】

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COMSOLブログ, Application Builder

https://www.comsol.jp/blogs/category/general/application-builder/

https://www.comsol.jp/blogs/7-reasons-why-comsol-customers-are-using-simulation-apps/

https://www.comsol.jp/blogs/how-to-create-an-app-with-cad-import-and-selections/

https://www.comsol.jp/blogs/how-to-analyze-your-solidworks-designs-with-an-app/

https://www.comsol.jp/blogs/how-to-integrate-external-data-files-with-your-comsol-app/

https://www.comsol.jp/blogs/intro-to-optimizing-mixer-design-by-creating-an-app/

https://www.comsol.jp/blogs/category/general/application-builder/https://www.comsol.jp/blogs/7-reasons-why-comsol-customers-are-using-simulation-apps/https://www.comsol.jp/blogs/how-to-create-an-app-with-cad-import-and-selections/https://www.comsol.jp/blogs/how-to-analyze-your-solidworks-designs-with-an-app/https://www.comsol.jp/blogs/how-to-integrate-external-data-files-with-your-comsol-app/https://www.comsol.jp/blogs/intro-to-optimizing-mixer-design-by-creating-an-app/