「MBD」、低コスト・短時間で成果を出すための実験・解析のしかたとは

 

1. MBDとは

MBD(Model Based Development:モデルベース開発)とは、制御対象と、制御装置を仮想環境でモデル化してコンピューター上の共通表現で記述し、シミュレーションを用いて事前に設計と検証を繰り返しながら、最終製品まで開発していく手法です。 従来の製品設計・開発は、試作品を作っては評価するトライアンドエラープロセスでしたが、1990年代中頃に普通のデスクトップPCを使って、開発に必要なシミュレーションができる環境が整ったことから普及が進み、それによって開発工数を劇的に減らすと共に、従来仕様に囚われない全体最適の製品作りや、開発後半での手戻りの抑制などが実現しました。

2. 実験とコンピュータ・シミュレーション、どちらがいいのか？

MBDのプロセスでは、シミュレーションと実験は相互に補完し合う関係にあります。初期段階ではシミュレーションを用いてアイデアを検証し、その後、実験を通じてモデルの妥当性を確認するというアプローチが一般的です。最終的には、目的やリソースに応じて、どちらを重視するかを決定することが重要です。実験とコンピュータ・シミュレーションのどちらが良いかは、目的や状況によって異なりますが、それぞれの利点を次に整理します。

（１） コンピュータ・シミュレーションの利点

  • コスト効率・・・実験に比べて、シミュレーションはコストが低く抑えられることが多いです。特に高価な材料や設備が必要な場合、シミュレーションは経済的です。
  • 時間の節約・・・シミュレーションは迅速に結果を得ることができ、複数のシナリオを短時間で試すことができます。
  • リスクの低減・・・危険な状況や条件下での実験を行う必要がないため、安全性が高まります。
  • 詳細な分析・・・シミュレーションでは、システムの挙動を詳細に分析できるため、微細なパラメータの影響を観察しやすいです。

（２）実験の利点

  • 現実のデータ・・・実験は実際のデータを提供し、シミュレーションモデルの妥当性を確認するために重要です。
  • 予測の検証・・・シミュレーション結果が正しいかどうかを確認するためには、実験による検証が不可欠です。
  • 複雑な現象の理解・・・一部の現象はシミュレーションでは再現が難しい場合があり、実験によってのみ理解できることがあります。