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富士重工業株式会社 様

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旧システムと比べ大幅なパフォーマンス向上を実現

振動解析用サーバーを、インテル®Itanium®プロセッサーを4つ搭載したHP Integrityサーバー rx5670に変更
旧システムと比べて、3〜5倍という大幅なパフォーマンス向上を実現

  「スバル(SUBARU)」のブランドで知られる富士重工業株式会社は、自動車の開発に早くからシミュレーション技術を導入多数の軽快な車を市場に送り出して きた。自動車業界は、開発期間の短縮、コストの削減といった声が高まり、これらを達成する為のシステムを採用する動きが急速に求められている。そこで、開 発力強化の一環として、これまで稼働していた振動解析用サーバーを、インテル®Itanium®プロセッサーを4つ搭載したHP Integrityサーバー rx5670に変更。旧システムと比べて、3〜5倍という大幅なパフォーマンス向上を実現。自動車製造というCAE(Computer Aided Engineering)オートメーションシステムに、HP Integrityサーバーは確実にこたえている。  
関連情報
  HP Integrity rx4640
  HP-UX
  HPC
本社外観
本社外観
SUBARU R2 イメージ
SUBARU R2

ビジネスの背景


自動車開発の分野でさらに重要度が増すシミュレーション技術


LEGACY イメージ
  井上秀彦氏
  富士重工業株式会社
スバル技術本部 CAE部
井上秀彦氏
富士重工業は自動車「LEGACY」から「飛行機」「風力発電」「ビル内ごみ処理設備」など多岐にわたる事業を展開している。

安全、その次元へのこだわり。
やさしさを、この星のすべてに。

というスローガンを掲げ、すべての製品が命を支えていること。その認識を基本に、より高度な安全性の実現に全力で取り組んでいます。
その安全性を保つ為に、「スバル」のブランドで知られる自動車部門はこだわりの技術力とハイグレードなスポーツ性能が特徴の水平対向エンジン、優れた操作性や安全性を生み出すシンメトリーAWD(All Wheel Drive)といったユニークな技術を追及してきた。
「Think. Feel. Drive.」というブランドメッセージの下、感動を提供できる自動車を次々と送り出している。
自動車開発の分野では、近年、コンピュータを利用したCAEをベースとするシミュレーション技術が幅広く取り入れられている。
以前であれば、車のデザインではデザイン画を描いたり実際にモックアップを作ったりして検討を繰り返し、構造の領域ではテスト用の部品や試作車を実際に作 り、その強度や耐久性、衝突安全性などが国の定める安全基準を満たしているかを測定するしかなかった。また、設計図面からではわからない振動や音の有無を 試作車のテスト走行を繰り返して発見するなど、試作品の検討やテストを繰り返すという方法が主流だった。しかし、ニーズの多様化や目まぐるしい市場変化か ら、新車開発の期間がますます短くなっている。また、コストダウンの面からも、試作品のテストを繰り返すことだけで開発を進めるのは難しい状況である。
「スバルでも、既に20年ほど前から構造解析用のシミュレーションシステムを導入し、適用分野を徐々に広げながら、シミュレーションの活用を行ってきました」。
こう説明するのは、スバルブランドの新車開発を一手に引き受けているスバル技術本部でCAE部の主事を務める井上秀彦氏。
今回のサーバーリプレースではシステム全体の取りまとめを担当した。
「シミュレーションを行うことのメリットの1つは、得られた結果を誰にでもわかりやすいビジュアルで表現できること。開発期間の短縮やコストダウンなどで の貢献はもちろんですが、技術者間ですり合わせを行うときの基礎資料として、あるいは一般のお客様に新車の技術的な説明をするときの図解資料として、と いった活用法も見込めます」。
シミュレーションは、今や、自動車の開発から販売までのあらゆる場面で、重要な役割を担っているのである。

システムの課題


シミュレーションの活用で注目を集める振動解析で、サーバーのリプレースを決定


  本多弘法氏
  富士重工業株式会社
スバル技術本部 技術管理部
技術システム第1課
本多弘法氏
「構造解析シミュレーションは、まず衝突解析の分野から導入され、数年前からは部品や車全体で発生する振動の解析にも適用されるようになってきました」と井上氏。
振動は部品や車全体の耐久性、さらに乗り心地などにも影響する重要な要因である。また、部品や車体には、万が一衝突したときに壊れることで、衝突のエネル ギーを吸収するという役割も求められるようになってきた。そのため部品や車体には“バランスの良い強度”が求められるのだが、最適なバランスを見つけ出す 上でも振動の解析が不可欠なのだ。自動車の解析シミュレーションとしては、近年大きな関心を集めるようになっている分野なのである。
そのため、解析用アプリケーションとして多くのメーカーなどで利用されているMSC.Nastranを動かす振動騒音計算用サーバーを稼働させていたが、シ ミュレーション担当のエンジニアから不評でした。最大の問題点は、サーバーのパフォーマンス不足。同時実行できる処理数が少ないため、作業が集中すると順番 待ちが発生してしまっていた。また、メモリやハードディスクといったリソースの容量不足も問題だった。例えば、部品単体ではなく、車全体でシミュレーショ ンを行いたいと思っても、リソース不足で、全体を一気に処理することは無理。低周波から数100Hzまでの幅の振動数を一気に処理したいと思っても、振動 数幅を細かく分割して、何度も処理を実行しなくてはならないため、非常に手間がかかったという。
「もう1つ課題になっていたのは、衝突解析用に作ったシミュレーションモデルを、振動解析用にそのまま流用できなかったことでした」と語るのは、サーバーリ プレースにあたり担当エンジニアたちの要望を集約し、新サーバー選定を行ったスバル技術本部技術管理部技術システム第1課の本多弘法氏。
衝突解析では、曲面で構成されるボディや部品の形状変化を忠実に再現できるよう、モデルを分割するメッシュが非常に細かくなる。しかし、同じメッシュ数で 振動シミュレーションを行おうとすると、振動解析のための計算式が複雑であることもあって、結果が出るまでに長い時間がかかってしまう。これを避けるた め、振動解析を行うたびに、衝突解析のデータから影響のなさそうなデータを適宜、間引いたり、モデルの一部を修正したりといった変換作業を行わなくてはな らなかった。この作業に、長いケースでは1週間程度かかることもあったと本多氏は解説する。
実際の試作機を使った方法よりも、時間もコストも手間もかけずに解析できなくてはシミュレーションを使う意味はない。とにかくスピードアップするには、サーバーのパフォーマンスを高いものにリプレースするしかない、という結論に井上氏たちは達した。

システムの構築


他社の1.5倍という圧倒的なベンチ結果がHP Integrityサーバー rx5670採用の鍵


井上氏 本多氏
「とにかくパフォーマンスは高ければ高いほど良いというのが第一条件でした。ただし、予算内でという制約は付きましたが…」と本多氏は笑う。井上氏が続け る。「稼働の安定性という点も重要でした。というのも、振動騒音計算用サーバーは開発インフラとして、絶対に不可欠なものです。理想をいえば、絶対に止まっ てほしくない、ぐらいに考えていました」。担当エンジニアが使いたいときに使えないという状況は作りたくなかったし、時間がかかる大規模モデルの処理中に サーバーがダウンしてしまうと、それまでの時間が無駄になるという事態も避けたかった。
HPを含め、数社のサーバーメーカーに予算を提示し、その範囲内で各社から構成を提案するスタイルで、2003年の夏からサーバーの選定作業はスタート。パ フォーマンスをチェックするために、各社に標準的なもの、最大のものという2つのサンプルデータを提供し、提案するものと同じ構成でベンチマークを依頼す るという方法をとった。HPでは、新サーバーとして1.5GHzのインテル®Itanium®プロセッサーを4つ搭載したHP Integrityサーバー rx5670を3台組み合わせ、OSには64ビット対応のUNIXとして定評のあるHP-UXの構成を提案。ベンチマークでは、他社の実に1.5倍という パフォーマンスをたたき出したのだ。
「この数字が、採用を決める上で最大の理由になりました」というのは本多氏。安定稼働という点も重視していた井上氏は「パフォーマンスで優れる Itaniumプロセッサーと、64ビットOSとして信頼性のあるHP-UXの組み合わせも大きな魅力でした」と語る。OSの選択肢としては、Windows、 Linux、商用UNIXという3つがあったが、安定性という点から見て、井上氏は商用UNIXに注目していた。「メーカー製OSであるHP-UXなら、 もしトラブルが発生した場合でも、安心してサポートが期待できますからね」。
こうして、スバル技術本部として初めてのIA64サーバーであるHP Integrityサーバー rx5670の採用が、同年9月に決定した。10月の納入から約1ヶ月をかけてサーバーのチューニングを実施。本格稼働により担当エンジニアたちが利用でき るようになったのは12月だった。「旧サーバーからのMSC.Nastranの移行についても、特別な苦労やトラブルはありませんでした。非常にスムーズに 移行できたと思っています」と井上氏。

システムの効果


パフォーマンスは旧システムの3〜5倍。次に狙う流体解析でもHPに大きな期待


井上氏 本多氏
「旧サーバーを使っていたときには、遅い、重い、流れない、とエンジニアたちからしばしばクレームをいわれていたのですが、これがまったくなくなったこと。 単純なことですが、自分たちにとってはまずこれがうれしい導入効果です」と井上氏は笑う。実際に旧サーバーと比較して、どの程度パフォーマンスが向上したか を尋ねてみると、井上氏から「3〜5倍にはなっているかと思います」との回答。かなりのパフォーマンス向上が実現したようだ。また、パフォーマンスに余裕 ができたことで、従来、衝突解析用モデルから振動解析用モデルに処理を受け渡すときに必要だったデータ変換の作業も不要になった。これで1つのデータを共 通して使うことが可能になり、業務フロー上の改善にもつながっている。
今後も開発する車種は確実に増えていくし、振動解析の項目数、シミュレーションの精度を上げるためにメッシュ数も増える方向にある。シミュレーションの重 要性がますます大きくなり、処理すべきデータ量も確実に拡大を続ける一方で、開発期間はより短縮を求められるようになっている。こうした中で、優れたパ フォーマンスを実証したHP Integrityサーバー rx5670への期待は大きい。「今回、初めてItaniumプロセッサーが搭載されたサーバーとHP-UXを導入したのですが、パフォーマンス、安定性ともに期待していた以上の力を発揮してくれています」と井上氏は HP Integrityサーバーを高く評価する。
衝突、振動と、自動車開発の分野でシミュレーションが活躍する機会は着実に広がってきた。そして、これから井上氏たちが次のターゲットとして考えているの は、ボディの空力特性に代表される流体解析分野でのシミュレーション活用。この分野も振動解析などと同様、非常に大きなデータ処理が必要とされる大規模モ デルでのシミュレーションを行わなくてはならない。ここでも、IA64サーバーが備えるパフォーマンスと安定性は大きな力を発揮するはずだと、2人は見てい る。
「インテルItaniumという優れたプロセッサー、商用UNIXとして信頼できるHP-UX。この2つを持っているHPは、シミュレーションを活用した幅広いCAEの分野で、重 要なポジションを占めることのできるベンダーだと思います。これからも積極的にCAE分野で我々の挑戦をサポートしてもらえるとありがたいですね」。最後 に井上氏は、HPへの期待をこう語った。

富士重工業株式会社概要

 
本社: 東京都新宿区西新宿一丁目7番2号
創立: 1953年
代表取締役社長: 竹中 恭ニ
資本金: 144,454 百万円(2003年3月末日現在)
従業員数 14,359人 (連結会社 合計27,478人)(2003年3月末日現在)
事業内容: 自動車、鉄道車両、産業車両その他各種車両ならびにその部品の製造、修理および販売
航空機、宇宙関連機器ならびにその部品の製造、修理および販売
発動機および発動機搭載機器、農業機械、林業機械、建設機械その他各種機械器具ならびにその部品の製造、修理および販売
建設工事の設計、施工、請負ならびに建設用部材の製造、修理および販売
URL: http://www.fhi.co.jp/ このリンクをクリックすると、HP社外へリンクします。
 

  本ページに記載されている情報は 2004年4月時点のものになります。 閲覧される時点で変更されている可能性がありますので、予めご了承下さい。   
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