SmartUQ SmartUQ

エンジニアリングのためのPhysics AI・機械学習・不確かさの定量化

SmartUQは、先進的な機械学習と不確かさの定量化(UQ)のツールを提供し、 お客様の時間短縮、コスト削減、品質と信頼性の向上、そしてリスクの低減を支援します。

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主な導入企業

SmartUQが提供するトップクラスの機能

SmartUQのツールは、シミュレーション、試験、製造、デジタルツインから得られるエンジニアリングデータ向けに最適化されています。 SmartUQは精度の確認にとどまらず、結果や予測に含まれる現実とのズレと不確かさを定量化します。 データは決して完全ではなく、モデルには必ず誤差があります。だからこそ、現実からどれだけ離れているかを知ることが、エンジニアリングの意思決定には欠かせません。

サロゲートモデル

高度で柔軟なガウス過程モデルをはじめとする機械学習ベースの高精度なエミュレーター(代理モデル)が、多次元・連続値・離散値・形状が変化するデータにも対応し、計算負荷の高いシミュレーションを高速化します。

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Physics AI

物理ベースのシミュレーション結果で高度なガウス過程ベースのサロゲートモデルを学習させ、多様な結果を高精度に予測します。直接解析やディープラーニングによる手法と比べて、計算負荷の高いシミュレーションや高価な試験の回数を減らせます。

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データサンプリング・サブサンプリング

空間充填型・一様型のサブサンプリングアルゴリズムが、膨大なシミュレーション・試験データを、重要な特徴の分布やパラメータ感度を保ったまま圧縮し、計算負荷を大幅に削減します。

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実験計画法(DOE)

独自の空間充填型DOEと適応的サンプリングにより、最小限のシミュレーション・試験回数で設計空間を広くカバーし、重要な境界を的確に捉えます。

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統計的キャリブレーション

先進的なベイズキャリブレーションにより、測定ノイズやモデルと実測の乖離を考慮しながら、モデルのパラメータを実験データに合わせて体系的に調整します。

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モデルの妥当性確認

シミュレーションと実測データの一致度を評価し、モデルの信頼性を確立します。ASME V&V、FDA、DoD、NASAなどの規格・ガイドラインに沿って、検証・妥当性確認・不確かさの定量化(VVUQ)を効率化します。

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不確かさの定量化(UQ)

包括的なグローバル感度解析、偶然的・認識論的不確かさの伝播、信頼性ベース最適化により、リスクを踏まえた確かな意思決定を支えます。

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逆解析

試験で観測された応答やセンサーの計測値から逆にたどり、直接測れない入力パラメータ、材料特性、運転時の境界条件を推定して、シミュレーションとのズレを素早く解消します。

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ベイズ最適化

最適化アルゴリズムとSmartUQの自動学習・高度なガウス過程モデルを組み合わせることで、最適化を高速化し、すぐに再実行でき、他の解析にも容易に展開できます。

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手元の環境で完結

SmartUQのサンプリング、ベイズ手法、モデリングのアルゴリズムは効率が高く、すべてを手元のハードウェアで実行できます。既存のワークステーションで解析が完結し、データが社外に出ることはありません。大規模な問題には、LinuxやWindowsのクラスターに展開することもできます。

既存のプロセスを強化

現代のエンジニアリングチームにはSmartUQが必要です。開発期間の短縮、コストの抑制、製品品質の確保を実現し、小さな問題が莫大な損失につながる前に手を打てます。

シミュレーションの高速化と高精度化 設計ループを50~75%高速化
CFD・FEAシミュレーション

SmartUQができること

  • 先進的なDOEとベイズ最適化で実行回数を削減
  • サロゲートモデルで瞬時に予測
  • 統計的キャリブレーションでモデルを現実に合わせる

得られる価値

  • 設計ループを50~75%高速化
  • 早い段階で自信を持った設計判断

回避できる問題

  • 製品投入の遅れ
  • シミュレーションと実測の不一致による高コストな手戻り
試験の効率化 試験コストを30~60%削減
ロケットエンジン試験

SmartUQができること

  • カバー範囲を保ったまま試験マトリクスを最小化
  • 試験データをシミュレーションと結び付けて再活用

得られる価値

  • 試験コストを30~60%削減
  • 試作品と廃棄の削減

回避できる問題

  • 膨らみ続ける試験予算
  • 開発終盤での不具合発覚
不確かさを考慮した最適化 10~20%の過剰設計を解消
最適化の応答曲面

SmartUQができること

  • 感度解析で重要な要因を特定
  • 信頼性ベース最適化で重量・コスト・エネルギーを削減

得られる価値

  • 10~20%の過剰設計を解消
  • 製品ライフサイクルの余裕を拡大

回避できる問題

  • 保証クレーム
  • 過剰な材料費・部品コスト
デジタルツインと予測分析 リアルタイムの健全性監視
ジェットエンジンのデジタルツイン

SmartUQができること

  • 高速でキャリブレーション済みのバーチャルセンサーを構築
  • CBM+、予兆診断、What-if分析のためのリアルタイムツインを実現

得られる価値

  • リアルタイムの健全性監視
  • ダウンタイムの回避

回避できる問題

  • 計画外の停止
  • 事後対応型の保守体制

“SmartUQは、これまで使ったすべてのツールの中で最も高い予測精度を誇ります。”

フォーチュン100に選出された航空宇宙企業のテクニカルフェロー

“SmartUQの適応的な実験計画により、必要なシミュレーション回数を大幅に削減(72%削減)し、モデル精度を大きく向上(基準予測誤差を96%削減)できました。”

フォーチュン500に選出された半導体企業

“当社の不確かさの定量化部門では現在SmartUQを中心的なツールとして活用しており、数百万ドルのコスト削減と数千時間の工数削減に貢献しています。”

フォーチュン100に選出されたジェットエンジン企業の統計担当者

SmartUQが生み出す革新的なソリューション

開催予定のイベント

  1. シミュレーションと現実が合わないとき:その理由を統計手法で解き明かす

    日本・韓国時間:11月19日(木)11:00~12:00(JST/KST)・英語で開催

  2. 統計的キャリブレーション:シミュレーションと試験データを突き合わせる、よりよい方法

    日本・韓国時間:12月10日(木)11:00~12:00(JST/KST)・英語で開催

その他のイベント