世界にシミュレーションの恩恵を、次の50年を見据えた取り組みを加速するAnsys

Ansysは10月20日、次の50年を見据えた同社の新たなミッションステートメント「人類の進歩を促進するイノベーションに力を」に基づく現在の立ち位置やシミュレーションの新たな活用領域などに関する説明会を開催した。

拡大するシミュレーション活用の場

Ansysの創業は1970年。50年以上にわたってシミュレーションの活用を追求してきた歴史があり、もとより同社は、解析エンジニアだけがシミュレーションを活用するのではなく、あらゆる産業レイヤの人がシミュレーションを活用する社会の実現を目指していた。新たなミッションステートメントは、そうした思いをより明確を打ち出したものと言える。AnsysのDistinguished EngineerであるLarry Williams氏は、「イノベーションはあらゆる場所に存在しており、そうした人類の進歩を促進するイノベーションを推進していくことをAnsysは掲げている。ただし、そのイノベーションを実現するのは我々ではなく、顧客自身であり、我々はさまざまなシミュレーション技術を提供することで、その実現を加速する手伝いをする立場。そうして生み出されたイノベーションは顧客の努力の結果であり、我々はシミュレーションを進化させることで、顧客が新たなチャレンジをより手軽に行えるようにすることを目指している」とする。

Ansys Distinguished EngineerのLarry Williams氏

近年の劇的なコンピューティングパフォーマンスの向上は、シミュレーションの精度や演算速度の向上をもたらしており、それに伴ってシミュレーションは適用できる分野のすそ野を拡大させている。例えば、実に1972年12月の「アポロ17」の月着陸以来、50年ぶりの有人月面探査を目指す「アルテミス計画」では、人類を再び月に送り届けるための巨大ロケット「スペース・ローンチ・システム(SLS)」と宇宙船「オリオン(オライオン)」の開発がカギを握るが、この宇宙船が打ち上げ後に使用するアンテナの挙動解析のために3次元高周波シミュレーションソフトウェア「Ansys HFSS」を活用し、常に地球とオリオンとの間で通信を確立させるためにはどういったことに注意すれば良いのかといったことの調査が行われたほか、物理ベースのソフトウェアパッケージ「System Tool Kit(STK)」を用いてオリオンの月までのフライト軌道のシミュレーションが行われたとする。

NASAが中心となって日本も参画している国際プロジェクト「アルテミス計画」。このロケットや宇宙船の開発にもAnsysのソリューションが活用されているという (資料提供:Ansys)

また、そうしたシミュレーションの進化は近年のサステナビリティに対する企業の要求にも応えることを可能としているという。例えばLufthansa Technik(ルフトハンザテクニック)はBASFと共同で航空機向け表面技術「AeroSHARK」を開発したが、機体表面にサメの皮のような流動効率の良い微細なリブで構成されたリブレットフィルムを貼り付けることで、摩擦抵抗の低減を可能とするこの技術の実現に向けたシミュレーションとしてAnsysのツール(CFDなど)が活用されたという。いわゆるバイオミメティックの応用であるが、例えばボーイング747に適用した場合、表面の摩擦抵抗を0.8％低減でき、その結果として300トンの燃料を節約でき、900トンのCO₂排出削減効果をもたらすことが示されたという。このAeroSHARKは欧州航空安全機関(EASA)および米国連邦航空局(FAA)により、ボーイング777型機の2機種への装着が承認済みで、すでにスイス・インターナショナル・エアラインズ(SWISS)のボーイング777-300ERなどに装着された状態で運航がなされているという。

ルフトハンザテクニックがBASFと共同開発したサメ肌を模した「AeroSHARK」の最適解を導き出すためにシミュレーションが活用されたという (資料提供:Ansys)

Ansysのシミュレーションの進化を支える5つのコミットメント

同社は次の50年の事業成長に向けたテクノロジー戦略として、主に以下の5つを柱として打ち出している。

NUMERICS(数値解析)
HIGH-PERFORMANCE COMPUTING(HPC)
AI/ML(人工知能/機械学習)
CLOUD AND EXPERIENCE(クラウド活用)
DIGITAL ENGINEERING(デジタルエンジニアリング)

次の50年に向けたAnsysの5つのテクノロジー戦略 (資料提供:Ansys)

このうち、演算パフォーマンスの向上は、そのまま解析性能の向上や解析時間の短縮につながることから、同氏は数値解析とHPCは密接に関係していると説明する。また、AI/MLに関しては、戦略的な重要な柱になっていくとしており、MLを活用することで、解析に必要な最適なソルバーを自動で導き出したり、どれくらいのコンピューティングパフォーマンスで処理するとどれくらいの時間がかかるか、といったことを提示してくれるようになることが期待されるとするほか、学習が進めば、今後の必要なCPUやメモリの量を導き出すことができるようになり、より高い精度の結果を提供することにもつながることが期待されるともしている。

解析能力の向上とHPCの性能向上は密接に関係しているほか、AI/MLの活用でそうしたHPCの最適なリソースの把握などが可能になるとする (資料提供:Ansys)

あらゆる人がシミュレーションを活用する時代が到来

同社ではより多くの人がシミュレーションを活用する世界を構築するべく、2022年にPythonを用いてAnsys製品を操作することを可能とするソリューション「PyAnsys」を立ち上げた。「PyAnsysはオープンソースのソフトウェアで、Pythonを使ってユーザーがシミュレーションのワークフローをカスタマイズすることを可能とする。シミュレーションを使ってみたいが、シミュレーションを使ったことがない人が手軽にPythonを使ってシミュレーションを行うことを可能とする取り組みである」と同氏はこの取り組みについて説明する。その背景として、「例えばGoogle Mapは背後にはGPA衛星とのリアルタイムでの連携による居場所の特定、向かう先の場所把握、移動のための最適ルートの探索など、複雑な要素を組み合わせる必要があるが、ユーザー自身はそういった技術1つ1つにアプローチしないで済むアプリだ。簡単に技術にアクセスできるようになることによって、新たな付加価値が生み出された良い例である」と技術を複雑怪奇なもののままにせず、フロントエンドではその複雑さを感じさせないようにすることで、ユーザーのすそ野が拡大し、そこからこれまで思いもつかなかった価値が生み出されることが期待される点を強調する。

Pythonを使ってAnsysのさまざまなシミュレーションを活用できるようにしたPyAnsys。シミュレーションを良く分からない人であっても、シミュレーションを活用してもらうことを可能にする取り組みの1つとなる (資料提供:Ansys)

こうした取り組みは何もPyAnsysだけでなく、例えば有限要素解析ソフト「Ansys Mechanical」を眼科医が活用することで、手術をした際の結果などを把握することができるようになり、予後の良い手術方法などを選択し、それを実行に移すことができるようになったという。

眼科医がシミュレーションを活用できるようになることで治療の方針などの精度を高めたり、予後の予測精度を高めたりすることができるようになるという (資料提供:Ansys)

Ansysでは、こうしたこれまでシミュレーションとは縁遠かったさまざまな人たちが活用できるよう技術面でサポートを行う枠組みの整備も進めているとする。「ユーザーが十分に我々の製品を理解し、うまく活用することができるようになるためのテクニカルサポートチームを世界中に配置しているし、カスタマイズされた形での学習サイトの提供も進めている」と、すそ野の広がりに併せて、新たな層のユーザーを支援する体制の拡充も図っているとする。なお同氏は、「イノベーションを生み出すのは顧客であるが、そこで活用していってもらえるよりよいソルバーを生み出していくことがAnsysが目指すところであり、今後も引き続きもっとシミュレーションを活用していってもらえるような取り組みを進めていく」と、今後も技術開発も積極的に推進しつつ、それを実際に活用していってもらうための取り組みも進めていくことで、これまで以上に幅広い分野でのシミュレーションの活用を促していきたいとしていた。