ものつくりの情熱を支えるシミュレーション技術スイッチング素子モデル回転数立ち上がり時間 PSpiceネットリストファイル回転数オー

ものつくりの情熱を支えるシミュレーション技術

サイバネットシステム株式会社

重松浩一[email protected]

目次会社概要サイバネットの事業内容

CAE分野とシミュレーションTool

第一章：CAEに対する取り組み

第二章：マルチドメインへの変革元年

© 2012 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved 2

第二章：マルチドメインへの変革元年

第三章：個から全体へ

最終章：システムシミュレーションとMOD技術

まとめ

会社概要


会社概要

会社概要名称：サイバネットシステム株式会社（東証一部 4312）

Cybernet Systems Co., Ltd.本社：東京都千代田区神田練塀町３番地富士ソフトビル支社：西日本支社（大阪），中部支社（名古屋），九州オフィス（福岡）設立： 1985年4月17日資本金： 995百万円社員数：連結 521名，個別 357名（2011年９月30日現在）＜期間平均稼動人員＞事業内容：ＣＡＥソリューション及びＩＴソリューションの提供

（プロダクト販売，受託解析，コンサルティング，ＣＡＥソフトウェア開発）


（プロダクト販売，受託解析，コンサルティング，ＣＡＥソフトウェア開発）開発元提携先：ＡＮＳＹＳ社，Ｓｙｎｏｐｓｙｓ社，Ｃａｄｅｎｃｅ社など２０社連結子会社：ＮｏｅｓｉｓＳｏｌｕｔｉｏｎｓＮＶ (2010年７月子会社化）

- ＰＩＤＯツールの開発，販売，技術サポートの提供Ｓｉｇｍｅｔｒｉｘ, ＬＬＣ(2009年７月子会社化）- 公差解析ソフトウェアの開発，販売，技術サポートの提供

Ｍａｐｌｅｓｏｆｔ（2009年9月子会社化）- 数式処理・数式モデル設計ソフトウェア「Maple」および- 複合領域物理モデルシミュレータ「MapleSim」の開発・販売，サポート

莎益博設計系統商貿(上海)有限公司（2006年 8月設立）- ＥＤＡ，光学系ＣＡＥソリューション，制御系ＣＡＥソリューションの提供

業績・従業員推移

300

350

400

450

500

15,000

20,000

25,000

人百万円

売上高正社員数Maplesoft社買収Maple/MapleSim

Noesis社買収Optimus

Sigmetrix社買収CETOLANSYS代理店

CODE V代理店


0

50

100

150

200

250

300

0

5,000

10,000

15,000

85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11事業年度

期初予想

MATLABビジネス開始

MATLABビジネス終了

CODE V代理店

PSpice代理店

サイバネットシステムとは


CAEにおける First Contact Companyの実現

第一章


第一章CAEに対する取り組み

CAEにおける First Contact Company

CAE教育ユーザ技術教育

ライセンス販売・テクニカルサポート

電子回路系光学系

メカニカル系

構造，流体，電磁場解析制御設計＆MBD

エンジニアリングサービス


最適化

数式処理導入・運用コンサルタント

受託解析サービス統合／カスタマイズ・サービス

画像処理

制御系

インテグレーション

制御設計＆MBD

プリント基板 &回路設計光学・照明設計 & 光学測定プログラム開発

プロダクトサービスとエンジニアリングサービスを一体化させた

トータルソリューションの実現

適用例

車載の照明光学設計 LightTools

サイバネットによるEngineering the System CAE の実践

ANSYS Solution


照明光学設計とシミュレーション

H11バルブ（ハロゲン球）の配光分布解析メーターパネルの輝度分布解析

3Dモデル配光分布

© 2012 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved 10ヘッドランプの配光設計リアコンビネーションランプの配光制御

30De

g

60 Deg

30De

g30

Deg

18cd

max

180

cdm

ax18

0cd

max

Tail Function

Stop Function

Turn Function

構造解析分野におけるCIA Technologies

C: カスタマイゼーション・Workbenchカスタマイズ・ユーザサブルーチン・APDLカスタマイズ


A：オートメーション・複雑な解析手順の簡略化・解析ノウハウの自動化

I：インテグレーション・異なるCAEツールの統合

マルチスケールCAEツール/Multiscale.Sim

1セクタ分(試験片)を取り出し数値材料試験を実施

等価材料物性値を算出(Ex,Ey,Ez,Prxy,etc…)

1要素で複合材料を模擬

均質化解析


特定の要素を取り出して部分構造解析を実行

マルチスケール解析フロー

等価物性値を材料定数へ取り込み，マクロ構造解析を実行

ミクロ形状のフィードバック

マクロ構造解析局所化解析

CYBERNETツールボックス

CYBERNETツールボックス弊社作成マクロを，Workbenchのメニューから簡単に起動するためのツール。


※弊社サポートサイトQuick-Aで公開中です。※技術サポートはお受けできません。

パス結果生成圧電解析ウィザード

ANSYS Workbench インテグレーション


ANSYS Workbenchで行う射出成形解析（PlanetsX）

ANSYS Workbenchで行う大規模音響解析（WAON）

第二章マルチドメインへの変革元年


マルチドメインへの変革元年

サイバネットのマルチドメイン

機械

電気/電機流れ

光学


機械光学

クルマ：技術の集大成マルチドメインによる相互作用を詳細に考慮

マルチドメインソリューション例・解析事例：レンズ内部の熱による影響を評価


１次設計レンズ形状，設定データ

熱による性能の影響を事前に検証

２次設計性能評価後，変数を再設定

伝熱解析熱による影響を調べる

モータドライブシステムの最適設計

スイッチング信号生成部


インバータ部SLPSによるPSpiceモデル

ANSYS 3-Dデータ

Optimusによる最適フロー Optimusにより，設計パラメータをもとにフローを作成

極の幅消費電力

トルクリップル励磁開始角励磁パルス幅

モデルパラメータMファイル

Simulinkモデル

回転速度

駆動電圧

結果出力ファイル


スイッチング素子モデル回転数立ち上がり時間

PSpiceネットリストファイル

回転数オーバーシュート

トルクリップルの最小化を実現極の幅：5.92mm励磁開始角：-39.1°励磁パルス幅：32.2°

第三章


第三章個から全体へ

自動車を取り巻くさまざまな部品


自動車システムにおけるモデリング

様々な個別ツールを用いて個別に設計しているのが現状


個別に設計しているのが現状

（以前は）約2～3年（20ヶ月～40ヶ月）

⇒ 約1年（数ヶ月～13ヶ月）

解析技術の統合（システムシミュレーション）

？ヶ月・・・統合

テスト


？ヶ月・・・

？ヶ月・・・

？ヶ月・・・検証

適用例

Series HEVシミュレーションへの適用例平均値モデル

Ni-MH バッテリー

車輌ダイナミクスを含んだシステムシミュレーション

Maple/MapleSimによるモデリング/シミュレーション


等価回路ベースのモデル

バッテリーモデル


化学反応ベースのモデル

discharge

- -2 2

charge

NiOOH + H O+e Ni(OH) +OH

discharge

- -2

charge

MH +OH M + H O+e

カソード部の化学反応:

アノード部の化学反応:

Stefano Barsali and Massimo Ceraolo,”Dynamical Models of Lead-Acid Batteries”,IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 17, No.1,pp. 16-23,2002

MapleSim における Ni-MH cell のモデル表現:

Ni-MH バッテリーの物理化学モデル(2)

© 2012 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved 26バッテリーパラメータ

14 DOF モデル: 車体：6 DOFs 車体質量：4 DOFs タイヤの回転：4 DOFs

タイヤモデル:

車輌のダイナミックス


タイヤモデル: マジックフォーミュラモデル

(Pacejka 2002) 力及びモーメントは3つの直交

座標 (uisox, uisoy, uisoz)に分解

概要:解くべき方程式の数：

簡単化前: 605 DAEs数式処理による簡単化後: 41 DAEs

Series-HEV モデル


車速:

計算結果

FTP-75 ドライブサイクル


バッテリーの SOCと燃料消費

Simulinkでの車両モデルの利用

車速（X方向）

ピッチレート


•部品のIP化によるモデルの再利用性•外部ツールとの連携／連成

車速（Y方向）

車速（Z方向）ヨーレート

ロールレート

Simulinkに対応したHILS用ハードウェアへ実装が可能

最終章システムシミュレーションと


システムシミュレーションとMOD技術

S-HEVのシステムシミュレーション

電磁界熱・構造音・振動

流れ熱構造音・振動


構造音・振動

反応熱/流れ

コンポーネント/部品レベルの詳細化

モデルの抜き差しの実現

システムレベルでの最適設計の実現

個別技術とシステム（MOD：Model On Demand)

機械

電気/電機

制御・ソフトウェア

光学


必要最適モデル

モデルリダクション１．マルチドメイン/システム

↓↓２．MODによる抜き差し

↓↓３．iModによる最適仕様

詳細モデル

最適化+

iMod

コーポレートメッセージ


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