デザインソフトウェア Simcenter HEEDS

分析開発用最適化

概要
Simcenter HEEDS は、CAD および CAE の商用ツールと連携して解析ワークフローを自動化し、利用可能な計算資源を最大化しながら設計空間を効率的に探索して性能と堅牢性を評価することで、製品開発プロセスを加速するソフトウェアです。

主な利点

• 設計空間探索（Design Space Exploration）
  設計オプションやパラメータを効率的に探索・最適化し、高性能な解を見つけやすくします。
• 時間・コスト効率
  最適化アルゴリズムとワークフローの自動化により、多数の設計バリエーションを迅速に評価して開発時間とコストを削減します。
• 学際的最適化
  複数の工学分野を同時に考慮することで、ドメイン間の相互作用を捉えた包括的な最適化が可能です。
• ワークフロー自動化
  繰り返しタスクを自動化してワークフローを効率化し、意思決定を高速化します。

新機能（Simcenter HEEDS 2504）
バージョン 2504 では、サロゲートモデリングの合理化、データマイニング／可視化ツールの強化、ワークフロー自動化と AI による検索の高速化、既存ポータルとの連携強化および新規ポータル対応が導入されています。これにより複雑なモデリングの簡素化と探索速度の向上が図られます。

プロセス自動化
Simcenter HEEDS は多くの商用 CAD/CAE ツールと連携し、カスタムスクリプトなしでプロセスフローを作成・自動化できます。主な機能：

• 社内および商用の 1D/2D/3D シミュレーションやコスト推定ツールを組み合わせたプロセスフロー作成
• ネイティブジオメトリの変更と堅牢な再メッシュ／物理モデルの更新
• 協調シミュレーションやシーケンシャルワークフローのサポート
• 広範な設計空間を探索するためのモデル再構築の自動化

分散実行
Simcenter HEEDS は Windows/Linux ワークステーション、オンプレミスクラスター、HPC、クラウドなどの全ての計算資源を活用します。分散実行の特徴：

• ローカル、リモート、クラスター、クラウドといったあらゆる計算資源の活用
• ワークフロー、タスク、コア単位での多層並列化
• プラットフォーム／OS を跨いだオーケストレーションと無制限のロードケース対応
• ライセンス体系、HPC、クラウドとの統合によるスループット最大化
• 大規模探索のための 24/7 実行対応

効率的な検索（SHERPA）
Simcenter HEEDS は SHERPA（Simultaneous Hybrid Exploration That Is Robust, Progressive and Adaptive）を採用しています。これはモデル簡略化やサロゲートの前提を必須としないハイブリッドで適応的な探索手法で、複数のグローバル／ローカル戦略を組み合わせて学習しながら高性能な設計群を少ない評価で発見します。

AI 強化検索（AI Simulation Predictor）
AI Simulation Predictor は SHERPA を補完する機能で、計算負荷の高い CAE 解析に対する探索を高速化します。精度認識型の AI を用いて探索を学習・改善し、過去データを再利用することで最適化時間を大幅に短縮（長時間の最適化で最大約 40% の計算時間削減が報告）し、AI の専門知識を必要とせずに既存ワークフローに統合できます。

洞察と発見
可視化およびデータマイニングツールにより、設計領域全体の性能比較、上位設計群の特定、入力変数に対する感度評価や製造公差に対する堅牢性評価が可能となり、設計レビューと意思決定を支援します。

主な利用ケース

• 自動化された仮想プロトタイピングとプロセス自動化
• 学際的設計最適化とトレードオフ分析
• 大規模な分散シミュレーションのオーケストレーション（HPC、クラウド）
• AI 支援予測器を用いた高コストな CAE ワークフローの高速最適化
• 感度・堅牢性解析による設計レビュー支援

仕様 / 技術情報

• 製品名: Simcenter HEEDS
• ブランド: Siemens
• ソフトウェア種別: On‑premises
• 主な機能: 設計空間探索（MDAO）、ワークフロー自動化、分散実行、AI 強化検索（AI Simulation Predictor）、SHERPA
• 統合: 多くの商用 CAD/CAE ツールとのインターフェース（Simcenter STAR‑CCM+, Simcenter 3D 等）
• 分散実行対応: Windows / Linux、オンプレミスクラスター、HPC、クラウド
• 並列化: ワークフロー／タスク／コア単位での並列化
• ターゲット: 製品エンジニアリング、学際的最適化（自動車、航空宇宙、エネルギー、ライフサイエンス等）
• 参照バージョン: Simcenter HEEDS 2504（2504 に関する改善点あり）