VI-Grade CAE シミュレーションソフトウェア｜SDE Tech

CAE シミュレーションプラットフォームおよび設計・製造最適化ソリューションのご紹介

VI-Grade は、自動車、二輪車、鉄道分野のメーカーが Virtual Sign-Off（仮想検証完結） を実現するための、包括的な CAE（Computer-Aided Engineering）シミュレーションソリューション群を提供しています。中核プラットフォームである VI-NVHSim は、エンジニアが騒音・振動（NVH）性能を体感・解析することを可能にします。VI-CarRealTime / VI-Motorcycle は、高精度な仮想プロトタイプの構築を実現し、VI-WorldSim は、現実的な仮想環境において ADAS および自動運転車（AV） の開発・検証を支援します。さらに VI-Rail は、鉄道車両向けの高度な走行力学解析機能を提供します。これらの統合ソリューションにより、メーカーは 設計品質の最適化、実機試験の削減、製品開発サイクルの短縮を、高精度かつ没入感のあるバーチャルシミュレーションを通じて実現することができます。

VI-NVHSim の主要ソリューション

VI-NVHSim は、単なるシミュレーションソフトウェアではありません。
CAE シミュレーション、実機試験、そして人間の知覚を、単一のインタラクティブな環境でシームレスに結びつける中核的な NVH プラットフォームです。その本質的な価値は、騒音および振動データを「体感できる経験」へと変換することにあります。以下は、VI-NVHSim プラットフォームが提供する、特に重要かつ付加価値の高いソリューションです。

1. インタラクティブな VI-NVH 体験とリアルタイム官能評価

VI-NVHSim の最大の価値は、NVH エンジニアリングにおける本質的な課題に応える点にあります。
すなわち、NVH はグラフや数値で解析するだけではなく、「体感」されなければならないという考え方です。

仮想走行・試聴・比較:
エンジニアは仮想環境上で車両を運転し、音や振動を聴き比べることで、シミュレーション結果を直感的に理解し、開発初期段階から自信を持った設計判断を行うことができます。

あらゆる環境での体験:
VI-NVHSim は、デスクトップ環境からフルモーション・ドライビングシミュレータまで、多様なプラットフォームに対応した没入型の騒音・振動体験を提供します。

リアルタイム NVH データのオーラライゼーション:
NVH データをリアルタイムで音響化（オーラライゼーション）することで、現実的なコンテキストに基づいたインタラクティブな評価が可能です。物理試作が存在しない段階においても、仮想車両を作成し、実際に走行・評価することができます。

2. 包括的なサウンドデザインとブランドアイデンティティの維持

電動車両や低騒音車両の時代において、サウンドデザインはブランドアイデンティティを形成し、規制要件を満たすための重要な要素となっています。VI-NVHSim は、この目的を支援するための統合ツール群を提供します。

• 加速音の開発: メーカーはサウンドデザインをより迅速に反復検討でき、物理試作を行う前に、シミュレータ上でサウンドチューニングの大部分を完了することが可能です。例えば Ford は Desktop NVH Simulator を活用し、サウンドチューニング工程の最大 75％をシミュレーションのみで達成しました。
• 現実的な音響コンテキストでの評価: マスキングノイズや背景騒音を含む現実に即した環境条件の中でサウンドを評価でき、実走行に近い感覚での検証が可能です。

VI-CarRealTime の主要ソリューション

VI-CarRealTime は、バーチャル車両開発のために設計された、包括的なリアルタイム車両モデリング環境です。エンジニアは本プラットフォームを通じて、すべての車両システムを設計・統合・検証し、**Virtual Sign-Off（仮想検証完結）**の実現が可能となります。

1. オープンプラットフォームとシステム統合

VI-CarRealTime は、幅広いエンジニアリングツールとの柔軟かつシームレスな統合を実現する、中核的なブリッジプラットフォームとして機能します。

• Adams Car との統合: 最も広く使用されているマルチボディダイナミクスソフトウェアであるAdams Car からのモデルエクスポートを自動化し、自動モデル検証および結果比較を含む効率的なワークフローを提供します。
• サードパーティ製タイヤモデルとの連携: MF-TYRE や FTire などの外部タイヤモデルとの統合に対応するとともに、Hardware-in-the-Loop（HiL） プラットフォームや MATLAB / Simulink とのコシミュレーションもサポートします。
• FMI / FMU 対応: Functional Mock-up Interface（FMI）規格に完全準拠し、FMU を介したモデルのインポートおよびエクスポートの両方をサポートします。

2. 独自のバーチャルドライバー（VI-Driver）による高精度モデリング

VI-CarRealTime は、信頼性の高い官能評価に必要とされるレベルのリアリズムを備えた、高精度なバーチャルプロトタイプ開発を可能にします。

• 包括的な車両モデリング: タイヤ、ステアリングシステム、車体、電動パワートレイン／内燃機関、ブレーキシステムなど、主要な車両サブシステムをすべて詳細にモデル化します。
• バーチャルドライバー（VI-Driver）: 複数入力に対応し、オープンループおよびクローズドループの走行イベントを再現可能な、高度かつ独自のバーチャルドライバーモデルです。これにより、現実的かつ再現性の高いドライバー挙動をシミュレーション上で実現します。

VI-Motorcycle の主要ソリューション

VI-Motorcycle は、モーターサイクルのバーチャル開発に特化して設計された、包括的な車両モデリング環境です。物理試験とシミュレーションのギャップを埋めることを目的としています。本プラットフォームにより、エンジニアは 単一の統合シミュレーションフレームワーク上で、すべてのモーターサイクルシステムを設計・統合・検証することが可能となります。

1. 包括的かつ柔軟な高精度モデリングソリューション

VI-Motorcycle は、完全にパラメトリックなマルチボディ二輪車モデルを構築する機能を提供し、
二輪車の設計・開発に関わるあらゆる要素を網羅的にサポートします。

• 多様な車両タイプに対応: 2 輪、3 輪、4 輪のチルト車両のシミュレーションに対応し、
  従来のモーターサイクルにとどまらない高度な解析を可能にします。
• 高度なサスペンションモデリング: コンベンショナルフォーク、倒立フォーク（USD）、テレレバー、デュオレバーなど、多様な標準サスペンション構成を提供。さらに、カスタムスプリング／ダンパー、フレキシブルボディ、セミアクティブサスペンションの定義も可能です。
• オープンなタイヤモデル統合: PAC-MC などのネイティブタイヤモデルに加え、Cosin FTire、Fraunhofer CDTire、Siemens MF-Tyre／MF-Swift といった高度なサードパーティ製タイヤモデルとのシームレスな統合に対応。これにより、疲労解析、ステアリングのウォブル（シミー）、タイヤグリップなどの詳細な評価が可能となります。

2. 高度なバーチャルライダー（VI-Rider）と限界挙動解析

VI-Motorcycle の大きな差別化要素の一つが、二輪車ダイナミクスを高精度に再現するために不可欠な**高度バーチャルライダーモデル（VI-Rider）**です。

• マルチタスク対応バーチャルライダー制御: VI-Rider は、オープンループおよびクローズドループの複数タスク制御イベントを処理可能な、極めて高度なバーチャルライダーモデルです。ライダーは 16 個の可動セグメントから構成される人体形状の関節モデルとして表現され、ライダーと車両のリアルな相互作用を再現します。
• 安定性および安全性解析: 車体振動やステアリングのウォブル（シミー）といった重要な安定性評価を含む、包括的な二輪車ダイナミクス解析を提供します。さらに、縁石衝突、段差・ポットホール走行、ジャンプ、ウイリー、ストッピーなど、耐久性および安全性に関わる特殊イベントの解析にも対応しています。
• 最大性能シミュレーション: SpeedGenMoto ツールにより、指定したサーキットに沿った静的限界速度プロファイルを算出し、車両の最大性能に関する詳細な解析を可能にします。

VI-Rail の主要機能

VI-Rail は、Adams プラットフォームを基盤としたマルチボディシミュレーションソリューションであり、鉄道システムの高度な解析を目的として開発されています。2005 年に ADAMS/Rail として誕生して以来、VI-Rail は鉄道ダイナミクスシミュレーションのための包括的な解析ソリューションへと進化してきました。

VI-Rail の主な目的は、鉄道エンジニアや専門家が、部品レベルの解析からシステム全体のシミュレーションへ単一の統合モデリング環境内でシームレスに移行できるよう支援することです。これにより、車両、台車、軌道、サスペンションなどの要素を統合的に扱い、高精度かつ信頼性の高い鉄道ダイナミクス解析を実現します。

1. 高度な用途に対応する専門ツールセットの統合

VI-Rail には、鉄道業界における複雑な運用課題および開発課題に対応するために設計された、専門的なツールセット群が統合されています。

• VI-FlexTrack（車両－インフラ相互作用）：列車と軌道間の相互作用によって発生する動的影響を詳細にモデル化し、柔軟な鉄道インフラ上を走行する車両挙動を高精度に再現します。
• VI-Rail Wear（摩耗予測）：標準の VI-Rail 環境に完全統合されたオンライン摩耗予測アルゴリズムを提供します。本機能により、実際の運用条件下における車輪およびレールの摩耗進行を時間軸でシミュレーション・予測することが可能です。
• VI-Rail Stress：車輪－レール接触部における表面応力の算出に加え、車輪およびレール材料内部の応力分布を評価するためのアドオンツールです。これにより、疲労強度評価や耐久性解析を効果的に支援します。

2. 規格適合（レギュラトリー・コンプライアンス）ソリューション

VI-Rail は、鉄道車両メーカーが設計を最適化し、各種業界規格への適合性を検証することを可能にします。

• VI-Rail Comfort Toolkit：最新の鉄道乗り心地評価規格に準拠したワークフローを提供し、以下を含む追加的な快適性指標の評価をサポートします。EN 12299:2009 に基づく平均快適性指数（Mean Comfort Index）、ISO 2631 に基づく乗り心地評価
• 規格適合評価（Standards Compliance）：EN 14363:2005 に準拠した車両認証のための静的試験および走行試験の両方をサポートし、自動レポート生成機能を備えています。
• VI-Rail Freight：貨物車両向けの専用コンポーネントライブラリおよび Freight Request モジュールを提供し、AAR Chapter XI（2007） に定義された認証基準の評価を効率的に実施することが可能です。

VI-WorldSim の主なソリューション

VI-WorldSim は、自動車の研究開発を加速するために設計された、完全統合型かつユーザーフレンドリーなグラフィカル環境です。交通状況や気象条件の再現に対応した高度な可視化・シミュレーションプラットフォームとして機能し、特に ADAS（先進運転支援システム） および HMI（ヒューマン・マシン・インターフェース） の開発アプリケーションを強力にサポートします。

1. 高精度グラフィックス環境およびシナリオ作成機能

VI-WorldSim は、車両のテストおよび検証に必要な仮想環境を構築するための、直感的かつ柔軟な環境を提供します。

• 単一の高品質グラフィックスエンジン: 本ソフトウェアは、統一された高精度グラフィックスエンジンを採用しており、視覚的な一貫性と高いリアリズムを実現します。
• 直感的な Studio ユーザーインターフェース: Studio UI により、ユーザーはあらゆる環境に対してアクターや各種コンポーネントを容易に追加・設定することができます。
• 包括的なアセットライブラリ: 乗用車、商用車、緊急車両、自動運転プラットフォーム、歩行者（年齢・身長・体重・服装の調整が可能）、さらには動物まで含む、豊富な交通参加者ライブラリを搭載しています。
• リアルな環境条件の再現: 雨、霧、曇天、濡れた路面などの気象条件を適用でき、照明システムの設定により、現実的な交通照明シナリオを構築可能です。
• 高度な交通ロジック: 以下のような複雑な交通挙動をサポートします(Wander：自由、 Destination Route：目的地までの法規遵守ルート走行 、Reference Trajectory：事前定義された軌道に沿った走行

2. 欧州標準試験および ADAS / 自動運転（AV）シナリオのシミュレーション

VI-WorldSim は、自動運転および ADAS システムの開発・検証における中核プラットフォームであり、特に高度なセンサーベースシミュレーションを通じて高い価値を提供します。

• マルチセンサー対応: カメラ、LiDAR、レーダー、超音波センサーなど、一般的に使用されるすべてのセンサータイプをサポートしています。
• Euro NCAP 試験対応: VI-WorldSim には、Euro NCAP の事前設定済みシナリオが組み込まれており、以下の試験ケースを網羅しています。AEB（自動緊急ブレーキ）、LSS（レーン支援システム）、速度支援システム（Speed Assistance Systems）。
• SiL（Software-in-the-Loop）統合: MATLAB/Simulink とのオープンなインターフェースを提供し、認識（Perception）、計画（Planning）、制御（Control）向けのカスタムコンポーネントやアルゴリズムをシームレスに統合可能です。
• シナリオトリガー機構: 特定のイベント（例：歩行者の横断）を発生させるトリガーを定義することで、制御された再現性の高い条件下において ADAS および自動運転車両の制御ロジックを検証できます。

なぜ SDE Tech を選ぶのか？

SDE Tech は、VI-Grade の ベトナムにおける正規代理店および技術サポートパートナーとして、産業エンジニアリング分野のデジタル化とイノベーションを推進する最先端のシミュレーション技術を提供しています。

私たちは、VI-NVHSim、VI-CarRealTime、VI-Motorcycle、VI-Rail、VI-WorldSim といった業界をリードするソフトウェア製品を提供するだけではありません。SDE Tech はさらに、高度な技術コンサルティング、専門的なトレーニング、長期的なエンジニアリングサポートを通じて、お客様のエンジニアや開発者がバーチャルシミュレーションの真の価値を最大限に活用できるよう支援します。これにより、以下を実現します：

• 高い信頼性をもって Virtual Sign-Off を達成
• 製品開発サイクルの短縮
• 設計初期段階からの製品品質および顧客体験の最適化

さらに SDE Tech は、CAD / CAM / PLM ソフトウェアを含む包括的なエンジニアリング技術ソリューションの提供にも強みを持ち、設計から製造までをつなぐ エンドツーエンドのデジタルトランスフォーメーションを実現します。

結論（Conclusion）

本記事では、VI-Grade のシミュレーションソリューションが、自動車、二輪車、鉄道分野にわたり、モビリティの未来をどのように形作っているかを包括的にご紹介しました。

各プラットフォームは、それぞれ重要な役割を担っています：

• VI-NVHSim：没入型の騒音・振動体験を実現
• VI-CarRealTime / VI-Motorcycle：高精度かつリアルタイムな仮想車両プロトタイプを構築
• VI-Rail：高度な鉄道車両ダイナミクス解析をサポート
• VI-WorldSim：ADAS および自動運転開発のための仮想環境を構築

これらすべてのプラットフォームは、共通の目的を持っています。
それは、設計・統合・検証プロセスを物理試作前にバーチャル領域へ移行し、Virtual Sign-Off を達成することです。

CAE、実機試験、人間の知覚を高度に統合することで、これらのソリューションは開発コストと開発期間を大幅に削減するだけでなく、電動化時代においてもブランドアイデンティティを維持しながら、安全性・性能・ドライビングエクスペリエンスのすべてにおいて最高水準を満たす最終製品の実現を可能にします。

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