バーチャルエンジニアリング

仮想エンジニアリング( VE ) は、コンピュータ生成環境内で、幾何学モデルと、分析、シミュレーション、最適化、意思決定ツールなどの関連エンジニアリング ツールを統合し、多分野にわたる共同製品開発を促進することと定義されます。仮想エンジニアリングは、さまざまな実装を通じてさまざまな結果を得ることができるなど、 ソフトウェア エンジニアリングと多くの特性を共有しています。

仮想エンジニアリング環境は、ユーザー中心の一人称視点を提供し、ユーザーがエンジニアリングされたシステムを自然に操作できるようにし、ユーザーが利用できるさまざまなツールを提供します。これには、実際のシステムのジオメトリ、物理、および定量的または定性的なデータを含むエンジニアリング モデルが必要です。ユーザーは、オペレーティング システムをウォークスルーして、それがどのように機能し、設計、操作、またはその他のエンジニアリング変更の変更にどのように反応するかを観察できる必要があります。仮想環境内でのインタラクションでは、ユーザーの技術的背景と専門知識に適した、理解しやすいインターフェイスを提供する必要があります。これにより、ユーザーはシステムの動作に関する予期しないが重要な詳細を探索して発見できます。同様に、エンジニアリング ツールとソフトウェアは環境に自然にフィットし、ユーザーが目の前のエンジニアリングの問題に集中し続けることができる必要があります。仮想エンジニアリングの主な目的は、複雑な評価を行う人間の能力を活用することです。

このような環境の主なコンポーネントは次のとおりです。

• ユーザー中心のバーチャル リアリティ視覚化技術。使い慣れた自然なインターフェイスで提示すると、複雑な 3 次元データがより理解しやすく使いやすくなり、ユーザーの理解が深まります。適切な専門家 (設計エンジニア、プラント エンジニア、建設マネージャーなど) と組み合わせることで、バーチャル リアリティは設計時間を短縮し、より優れたソリューションを提供できます。
• コンピュータ支援製造 (CAM)コンピュータ支援製造#cite note-ota-1対話型分析とエンジニアリング。今日、発電所シミュレーションのほぼすべての側面には、広範なオフライン セットアップ、計算、および反復が必要です。各反復に必要な時間は、1 日から数週間に及ぶことがあります。エンジニアが動的な思考プロセスを確立できる対話型共同エンジニアリングのツールは、エンジニアリング プロセスに不可欠な「what-if」の質問をリアルタイムで検討できるようにするために必要です。ほとんどすべての状況で、今日のエンジニアリングの答えは、明日、来週、または来月の答えよりもはるかに価値があります。多くの優れたエンジニアリング分析手法が開発されていますが、それらはエンジニアリング設計、運用、制御、および保守の基本的な部分として日常的に使用されていません。セットアップ、計算、結果の理解、および適切な答えが得られるまでプロセスを繰り返すために必要な時間は、利用可能な時間を大幅に超えています。これには、数値流体力学 (CFD)、有限要素解析 (FEA)、および複雑なシステムの最適化などの手法が含まれます。代わりに、これらのエンジニアリング ツールは、問題に対する限定的な洞察を提供したり、回答を絞り込んだり、不適切な設計の後に何が問題になったのかを理解し、次回結果を改善する方法を理解するために使用されます。これは、CFD 解析に特に当てはまります。
• コンピュータ支援エンジニアリング (CAE): 実際のプロセスを仮想環境に統合します。エンジニアリングは分析と設計以上のものです。エンジニアリング分析、プラント データ、ジオメトリ、およびプラント操作に関連するその他のすべての定性的および定量的エンジニアリング データを保存し、迅速にアクセスするための方法論をまだ開発する必要があります。
• エンジニアリング意思決定支援ツール。最適化、コスト分析、スケジュール、および知識ベースのツールをエンジニアリング プロセスに統合する必要があります。

仮想エンジニアリングにより、エンジニアはオブジェクトの基盤となる技術情報について考えることなく、仮想空間内のオブジェクトを操作できます。エンジニアが仮想コンポーネントを手に取り、それを移動または変更する場合、そのコンポーネントの現実世界の対応物におけるそのような移動の結果のみを考えればよいことになります。エンジニアは、システム、システムのさまざまな部分、および各部分が互いにどのように相互作用するかをイメージすることもできなければなりません。エンジニアが基盤となる技術情報ではなく、特定のエンジニアリングの問題に関する意思決定に集中できる場合、設計サイクルとコストが削減されます。

• FORUM8によるUC-win/RoadとVR Studio
• ESI-Groupによる IC.IDO

通常、仮想エンジニアリングのモジュールは次のように命名されます。

• コンピュータ支援設計(CAD): 回転、ドレッシング、押し出しなどの実際の工業機械加工プロセスに近い幾何学的操作を使用してジオメトリをモデル化する機能を指します。CADモジュールは、幾何学的形状の生成を容易にするために作成されています。通常、エンジニアリング図面作成ツールなどの他のモジュールが付属しています。
• コンピュータ支援製造(CAM): CAD がオブジェクトまたは部品の正確な仮想形状を提供したとしても、以前のツールが完全な数学的操作 (完全な点、線、平面、体積) のみを扱っていたため、これらの製造方法は大きく異なります。製造操作の連続性をより現実的に考慮し、最終製品が仮想モデルに近いものになることを確認するために、エンジニアは部品を加工するツールを表す製造モジュールを使用します。
• コンピュータ支援エンジニアリング(CAE): 仮想エンジニアリング ツールには、エンジニアリング分析 (ひずみ、応力、温度分布、流れなどの有限要素分析) という別の側面が統合されています。このようなツールは、メイン ソフトウェアに統合することも、分離することもできます。通常、CAE モジュール ソフトウェアはそのタスク専用であり、CAD の側面では機能が少なくなっています。多くの場合、ツールはインポート/エクスポートを実行して、各ツールを最大限に活用できます。

プロトタイプの製造や製品ライフサイクル管理など、さまざまなタスクを実行する他のモジュールが存在する場合もあります。

• Vビジネス

• McCorkle, DS、Bryden, KM、「セマンティック ウェブを使用した仮想エンジニアリング ツールとの統合の実現」、第 1 回国際仮想製造ワークショップの議事録 (27)、ワシントン DC、2006 年 3 月。
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• デイビス、マイケル・アンドリュー。「LiDAR と機械学習を使用して電力網の回復力を改善し、嵐後の回復を最適化する。」修士論文、2020 年。

• エネルギービルネットワーク
• トリアンツ
• バーチャルエンジニアリング株式会社
• バーチャルエンジニアリング.se