ユーザー事例集

シミュレーションは, プロトタイピングの前に動作条件を予測するために設計内の物理現象を研究することにより, ユーザーが時間と費用を節約できる強力なツールです. ただし, 計算モデリングはシミュレーションの専門家に委ねられることが多く,企業内のリソースと生産を制限する可能性があります. 他のチームメンバーはシミュレーションの専門家ではないかもしれませんが, 彼らの洞察は研究, 設計, および製造プロセスにとって非常に貴重な場合があります. マルチフィジックスシミュレーションの範囲を拡張することで, 企業は, プロトタイプを繰り返し開発するよりも, 高品質の製品をより速く, より安価に市場に投入できます. スペシャリストは, シミュレーションアプリケーションを作成して配布することで, シミュレーションの専門家以外の人をプロセスに含め, それをわかりやすく説明し, 組織内の障壁を取り除いて, コラボレーション, 結果の予測, 革新, 最適化の余地を増やすことができます. Veryst Engineering, AltaSim Technologies, およびGLL Bio-Med Analyticsでは, アプリケーションを構築および配布することで, 顧客の設計ワークフローをより効率的にすることができます.

アプリケーションの開発と配布を簡単に

アプリケーションを使用すると, シミュレーションの専門家がいなくても, 誰でもパラメータをテストして繰り返し分析を実行できます. エンジニアリングの経歴を持たないこの大規模な顧客または同僚のグループは, 情報に基づいた迅速な意思決定を自信を持って行うことができます. このようにして, チームはより効果的に協力し合うことができます.

モデルからアプリケーションまでのワークフローの概要を理解するために, シミュレーションの専門家が COMSOLMultiphysics® でモデルを作成することから始めます. 次に, 専門家は COMSOL Multiphysics のアプリケーションビルダーを使用して,モデルをアプリケーションに変換できます. アプリケーションは, ドラッグアンドドロップ機能を使用して数分で作成できます. その結果, 入力と出力が制限された特殊なインターフェイスが得られるため, エンドユーザーは自分の作業に関連するパラメーターのみに集中できます.

「アプリケーション開発プロセス自体は非常に簡単でユーザーフレンドリーです」とシミュレーションの専門知識を顧客に提供するコンサルティング会社であるVeryst Engineeringのナギ・エラバシーは言います. 彼は, アプリケーションには多くの機能があり, Verystにとって, それらは優れたマーケティングツールでもある、とも付け加えました. エラバシーが説明したように, 「アプリケーションでは, 広範なJava®機能にアクセスできます」. つまり, Verystはアプリケーションを材料ライブラリであるPolyUModにリンクできるため, さらに高度なアプリケーション開発を顧客と共有できます.

A photograph of a simulation application being accessed on a tablet via COMSOL Server.

Figure 1. Users can access applications via COMSOL Server™ and run them on a web browser or client.

ユーザーは COMSOL Server™ を介してアプリケーションにアクセスし, ウェブブラウザーまたはクライアントでそれらを実行できます.

A screenshot of a library of simulation applications in a COMSOL Server instance.

Figure 2. Applications and their usage can be managed using COMSOL Server™.

アプリケーションとその使用は COMSOL Server™ を使用して管理できます.

共同編集者がアプリケーションにアクセスできるようにするには2つの方法があります. スタンドアロンの実行可能ファイルをコンパイルするか, アプリケーション管理ツールを介してそれらを配布します. 名前が示すように, COMSOL Compiler™ は, Windows®, Linux®, または macOS で COMSOL® ソフトウェアライセンスなしで実行できるコンパイル済みアプリケーションの作成に使用されます. COMSOL Server™ は, 組織のアプリケーションをアップロードおよび管理し, アプリケーションユーザーがウェブブラウザーまたはクライアントを介してシミュレーションを実行できるようにする場合に適しています(図1～2).

カスタマーソリューションとしてのシミュレーションアプリケーションの提示

コンサルタントが顧客と共にシミュレーションアプリケーションを使用する方法はさまざまです. 例えば, GLLは, 物理的なバックグラウンドのない人でもアプリケーションを使用して分析を実行できることについて, 顧客から肯定的なフィードバックを受けています. 「彼らが自分たちでシミュレーションと結果を作成できると気づくとき, 彼らがひらめいているところを見ることができます」と、GLLのゲアリー・ロングは言います.

時々, 顧客が, 開発されたモデルを使って作業した後, アプリケーションによって開かれた可能性に気付くことがあります. Veryst の経験では, 顧客は「モデルが自分にとってどのように役立つかを理解し、内部で使用することを望み, アプリケーションがそれをどのように支援できるかを理解します」とエラバシーは言います. 加えて,アプリケーションの認知度が高まるほど, 顧客と連帯するときにより早くアプリケーションを導入することができる, とも言っています.

AltaSimでは, 顧客が何を必要としているのかについてさらに学習した後, アプリケーションが登場します. AltaSim の Kyle Koppenhoefer は次のように述べています. 「クライアントが探しているものを正確に理解するために, クライアントと多くの発見をします. さらに, いくつかの重要なパラメーターが見つかった場合, 通常はアプリケーションを提案します」.

様々な顧客のニーズを満たすための専用アプリケーションの構築

最も複雑なモデルでも, 使いやすいインターフェース（アプリケーション）に変換することが可能です. Verystの顧客は, アプリケーションを使用して設計のバリエーションをシミュレートし, パラメトリックスタディと感度分析を実行します. これにより,「製品の改善というコア専門知識に集中できるようになり, シミュレーション設定について心配する必要がなくなります」とElabbasi は述べています. Verystの顧客の一部は, アプリケーションをインタラクティブモデルビューアとして使用するだけで, モデルの回転, 異なる断面または異なる時間での結果の表示など, モデルの結果を3Dで視覚化できます(図3). これにより, モデルの予測をよりよく理解できます.

A screenshot of a simulation application used to calculate spring parameters.

Figure 3. A spring calculator application. Image courtesy Veryst Engineering.

スプリング計算アプリケーション. 画像は Veryst Engineering 提供.

アプリケーションを使用すると, 組織の内部シミュレーションの専門家は, アプリケーションを他のチームに配布することにより, より高度なモデリングプロジェクトに集中することができます. コッペンホッファーによれば, フィールドエンジニアはアプリケーションを通して設計の動作についてより深く理解できるようになるため,設計上の意思決定をより適切に行えるようになります.

AltaSimは, 「やり直しを減らす」という顧客の課題を支援します. 例えば, 温度や流量などの要因の変動により,デバイスの実際の動作を正確に予測することが難しくなり, 設計を継続的にやり直す必要があります. このプロセスは, アプリケーションを使用することで大幅に削減できます. なぜなら, 様々な専門分野のエンジニアが必要なだけ多くのテストを実行できるため, 生産性と収益の向上につながるからです. (図4).

A screenshot of the restricted inputs for a simulation application.

A screenshot of the output for a simulation application.

Figure 4. An application can be built with restricted inputs (left) and outputs (right) for ease of use. Image courtesy AltaSim Technologies.

使いやすくするために, 制限された入力 (左)と出力 (右) を使用してアプリケーションを構築できます. 画像提供: AltaSim Technologies.

GLLの顧客の多くは, しばしば独自の実験を行う医療機器の新興企業です. GLLはこれらの実験をシミュレーションして, モデリングの精度を顧客に示します. 「シミュレーションの結果を確認して実験結果と比較することは非常に強力です」とロングは言います. 次に, 検証済みのモデルからアプリケーションを構築し, シミュレーション結果をリアルタイムで視覚化することにより, シミュレーションエンジニア, アプリケーションユーザー, および他のチームメンバー (多くの場合、医師) が同時に状況を理解できるようにします.

A screenshot of a simulation application used to simulate thermal and nonthermal tumor ablation.

Figure 5. Two simulations in one application: a thermal and nonthermal tumor ablation application created by Gary Long of GLL. Image courtesy GLL.

1つのアプリケーションでの2つのシミュレーション: GLLのゲアリー・ロング作成の, 熱および非熱腫瘍アブレーションアプリケーション. 画像提供: GLL.

GLLは熱および非熱腫瘍アブレーションをシミュレートする医療機器アプリケーション(図5)を構築しました. このアプリケーションは, エンジニアががん細胞をアブレーションし, アブレーションゾーンを視覚化し, 特定の解剖学的構造のMRIおよびCTスキャンをインポートするデバイスの設計を支援します. アプリケーションのユーザーインターフェースにはメニューが含まれているため, ユーザーは簡単にスタディを選択することができます. 例えば, 温度と熱壊死ゾーンは時間に依存するため, ユーザーは結果の熱または温度プロファイルによる損傷を確認できる時間を指定できます (図6). アプリケーションには, 熱電圧, 非熱電圧, および電極間隔の3つのパラメーター入力があります. 電流は実験電流を介してプロットできるため, ユーザーはシミュレーションを簡単に検証できます.

A screenshot of a simulation application used to study thermal necrosis zones.

A screenshot of a simulation application used to study nonthermal necrosis zones.

Figure 6. A medical device application enables users to study thermal or nonthermal necrosis zones. Image courtesy GLL.

医療機器アプリケーションにより, ユーザーは熱または非熱壊死ゾーンを研究できます. 画像提供: GLL.

コラボレーションがイノベーションを促進

これらの3人のシミュレーション専門家によって示されるように, アプリケーションの民主化は順調に進んでいます. アプリケーションビルダーを使用すると, 数分でシミュレーションアプリケーションを簡単に構築できます. そして, COMSOLServerとCOMSOL Compilerがアプリケーションを人々に提供してくれます. シミュレーションの民主化を通じて, スペシャリスト, 研究者, エンジニア, および顧客は, 協力して開発および革新することができます.

Linuxは, Linus Torvaldsの米国およびその他の国における登録商標です.

Microsoft, Windowsは, 米国Microsoft Corporationの米国およびその他の国における登録商標または商標です.

PolyUModソフトウェアは, Veryst Engineering LLCによって開発されています. COMSOL ABおよびその子会社と製品は, Veryst Engineering LLCと提携, 承認,後援, または支援されていません.

ダウンロード

DemocratizingApplications_CN19.pdf - 1.48MB