ポストCOVID-19に向けて再考すべきシミュレーション環境とクラウドの価値：持続可能な設計開発の実現へ

PCやオンライン会議ツールを導入しても、誰もがリモートワーク可能というわけではない。CAEを用いた解析業務の担当者からは、「自宅からだと解析を実行できない」「計算結果の共有ができない」といったさまざまな声が聞こえる。そうした中、これらの課題を解消する最適解として、あらためてクラウドを活用したシミュレーション環境に注目が集まっている。

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　いかなる時も事業を継続し、ビジネスを成長へと導く――。これまで当たり前のように行われてきた事業活動が突如として停滞してしまう。新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の驚異は、こうした当たり前の日常を一気に奪い去ってしまった。製造業においては、需要の低迷、工場の稼働停止、サプライチェーンの断絶など、事業存続に関わるほどの大きな影響を与えた。

　COVID-19の完全終息に向けたこれからの数年間、そして、その先に起こり得る大規模災害や未知の脅威に対して、構えているだけでは同じ轍を踏んでしまう。企業はあらためてBCP（事業継続計画）の整備に本腰を入れ、生産体制のリスク分散や業務プロセスの見直し、さらには従業員の働き方改革の実現などに取り組まなければならない。

　CAEを用いた解析業務では、社内PCにオンプレミスで構築された環境を使ってファイルを作成し、実行、ファイルの確認作業を行っている。今回一気に浸透したリモートワークだが、「自宅からだと解析を実行できない」「計算結果の共有ができない」といった問題が生じている。

　実はこうした状況下において、今あらためて注目されているのがクラウドの活用だ。ITの世界と比べ、製造業におけるクラウド活用はまだ十分に浸透しているとは言い切れない。しかし、今回のコロナショックを機に、クラウド活用に対する変化の波が訪れようとしている。

オンプレではなくクラウドでこそ真価を発揮するシミュレーション環境

　クラウドを活用したシミュレーション環境、そして、プラットフォーム戦略に基づく包括的なソリューションを手掛け、企業における持続可能な設計開発環境の実現を支援するダッソー・システムズは、あらためて“クラウド×シミュレーション”の活用メリットを訴える。

　「これからリモートワークが当たり前になると、関係者間での協調設計をいかに実現するかが重要になってくる。物理的な実験も難しくなるため、代替案としてシミュレーションによるバーチャル実験という選択肢が出てくる。クラウドを活用したシミュレーション環境であれば、どこからでもアクセスでき、計算結果はクラウドを介して関係者に共有可能だ。また、柔軟にクラウド上の計算リソースを追加し、それをHPC環境として利用できる」と、ダッソー・システムズ SIMULIA事業部 事業部長の石川和仁氏は、クラウドを活用したシミュレーション環境の有効性を説く。

図1　ポストCOVID-19でのクラウドの活用［出典：ダッソー・システムズ］

　こうした考えの裏付けの1つとして、同社が自ら取り組むCOVID-19対策支援が挙げられる。クラウド版の3DEXPERIENCEプラットフォームで機能するシミュレーション環境「3DEXPERIENCE on the cloud」を活用し、中国・武漢に新設された病院の換気システム構築、マスク着用およびソーシャルディスタンスの効果検証、フェイスシールド開発といったさまざまな活動に貢献。「緊迫する状況下において迅速な対応が行えたのは、クラウドがあったからこそだ」と石川氏は言う（同社のCOVID-19対策支援活動の詳細については、専用サイトにまとめられている）。

　もちろん、CAEを活用する上で、オンプレミスでHPC環境を構築するという選択肢もある。しかし、ハードウェア／ソフトウェアといった設備投資コスト以外にも、停電対策、空調、要員の確保など、多くの見えないコストが発生している。また、シミュレーション環境をオンプレミスで構築した場合、ピークワークロードを基準にすべきか、利用率を優先すべきかでジレンマに陥り、適正な投資およびサービスレベルの担保が難しいという側面もある。

図2　オンプレミスHPC環境のコストについて［出典：ダッソー・システムズ］

　CAE利用に限らず一般的に言えることだが、クラウドを活用することで、迅速なシステム導入が可能となり、従来必要だった環境構築や運用管理の手間から解放される。保守メンテナンスも同様で、システム環境も自動アップデートが適用され、常に最新バージョンでの運用が可能だ。もちろん、いつでもどこからでもアクセスして、高度なセキュリティの下で安心して業務を遂行できる。さらに、CAEの利用においては、クラウドHPCを活用することによって実際のワークロードに適したサービスレベルを、平均的なコストで利用することが可能となる。単にリモートでのシミュレーションを実現するだけでなく、こうしたコストメリットもクラウド活用の大きな利点といえる。

　もう1つ、解析を含む製品開発プロセス全体、各部門との協調作業において、重要な存在といえるのがプラットフォームだ。「これまでの部門間の連携は、各部門がそれぞれのプロセス、ツールで業務を遂行し、データのやりとりもフォルダやメールなどで行われてきた。短期間でより良いモノを作るためには、部門間を垣根なくシームレスに連携できる環境が不可欠である。それを実現するのがプラットフォームであり、われわれの3DEXPERIENCEプラットフォームだ」（石川氏）。

図3　3DEXPERIENCEプラットフォームについて［出典：ダッソー・システムズ］

　例えば、クラウド版の3DEXPERIENCEプラットフォームを用いることで、SIMULIAだけでなく、ダッソー・システムズが提供する豊富なソリューション群をどこからでも活用できるようになる。また、データそのものもプラットフォームで一元管理され、あらゆる業務の連携、各部門との協調作業がシームレスに行える。

クラウド、プラットフォームが可能にする新たなシミュレーション環境

　こうしたクラウドおよびプラットフォームのメリットを最大限に活用したシミュレーション環境を、設計者／解析者向けに提供するのが「3DEXPERIENCE on the cloud」だ。

　3DEXPERIENCE on the cloudは、有限要素法解析ソフト「Abaqus」の最先端ソルバーを採用した設計者のための解析環境も利用可能で、アシスタント機能により設計者であっても高度な解析が容易に行え、計算結果のレポートを自動作成する機能なども備える。もちろん、各種データは3DEXPERIENCEプラットフォーム上で一元管理され、ダッシュボードや高度な検索機能により迅速にアクセス可能だ。さらに、解析専任者の知見を基に解析目的に応じたメッシュ情報をテンプレート化するルールベースメッシュ機能によって、メッシュ品質の担保、計算精度とコストバランスの適正化を図ることができる。

図4　「3DEXPERIENCE on the cloud」の強みの1つ。最先端の解析技術と使いやすさの両立［出典：IDAJ］

　こうした特長に加え、解析専任者向けの強みとして、同一GUIで強度解析と疲労解析をシームレスに実行し、評価できる点や、異なる解析領域の技術連携（例えば、構造−流体解析連携）が可能な点などが挙げられる。

　その他にも、既存のAbaqusユーザーに向けたクラウド環境も用意する。これは一時的なAbaqusのライセンス不足に応えるもので、Abaqus/CAEで準備した入力ファイルを、クラウド上の3DEXPERIENCEプラットフォームに渡すだけで、クラウド上で計算が行われ、その結果を3DEXPERIENCEプラットフォーム上で確認、あるいは手元のAbaqus/CAEで受け取ることができる。

図5　Abaqusユーザー向けクラウド環境について［出典：IDAJ］

　ダッソー・システムズのプラチナパートナーで、製品導入や技術開発コンサルティング、トレーニングなどを手掛けるIDAJ 解析技術7部 次長の林和宏氏は「今後、あらゆる業務がデジタル化され、クラウド上のプラットフォームで連携する時代になっていく。これまで、解析業務においては使用するツールの都合上、設計者と解析専任者との間で壁が生じ、それが妨げになっていたが、これからは同じ1つの土俵の上で解析結果や修正案のディスカッションが可能になる」と述べ、コミュニケーションの促進や迅速な意思決定の実現を支援する存在として、3DEXPERIENCE on the cloudへ大きな期待を寄せる。

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　今回、リモートワークを余儀なくされ、何らかの不便を感じていた設計解析者も多かったことだろう。そうした課題を一気に解消し、ポストCOVID-19に向けた新たなシミュレーション環境の選択肢として、3DEXPERIENCE on the cloudの導入を検討してみてはいかがだろうか。

　なお、具体的な使い方などを紹介するウェビナーが2020年6月25日に開催される。ぜひ、そこで理解を深めていただきたい（詳しくはこちら）。