開発プロセスの課題解決に向けた
MBSE活⽤⼿法

プログレス・テクノロジーズ株式会社
ソリューション技術部

内容（1）プログレス・テクノロジーズのソリューション
（2）MBSEとは（3）ロボットアームデモ（4）まとめCopyright © Progress Technologies, Inc. All Rights Reserved.

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内容（1）プログレス・テクノロジーズのソリューション
（2）MBSEとは（3）ロボットアームデモ（4）まとめCopyright © Progress Technologies, Inc. All Rights Reserved.

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PTDBS

MBSE（Systems）✓ Model Basedに周辺環境を含めたシステム全体を記述する

分析型モデル
標準化
⾃動化✓ RFLPをシステム管理MBSE（R分析）✓ ソフト領域の要件分析

開発プロセスに必要なソリューションを網羅✓ PT独⾃のコンサルティングメソドロジー✓ RFLP・ノウハウ・ナレッジの可視化

記述型モデルプロセス

プログレス・テクノロジーズのソリューション

MBD（Rough）✓ ⽅程式ベースの機能Sim

MBD✓ ⽅程式ベースの論理Simそれぞれのソリューションが結びつくことで、効率的で⾼度な開発の実現が可能となる

MBSE（RFLP）

DfAM✓ トポロジー
最適化

3D-CAE✓ ⾼精度CAE

SPDM✓ 標準化・⾃動化・最適化

要件定義・基本設計（Why，What）

詳細設計（How）

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PTDBS

MBSE（Systems）✓ PT独⾃のコンサルティングメソドロジー✓ RFLP・ノウハウ・ナレッジの可視化✓ Model Basedに周辺環境を含めたシステム全体を記述する

標準化
⾃動化

分析型モデル

記述型モデルプロセス

プログレス・テクノロジーズのソリューション

✓ RFLPをシステム管理

MBSE
（R分析）

✓ ソフト領域の要件分析

MBD（Rough）✓ ⽅程式ベースの機能Sim

MBD✓ ⽅程式ベースの
論理Sim

MBSE

MBSE（RFLP）

DfAM✓ トポロジー
最適化

3D-CAE✓ ⾼精度CAE

SPDM✓ 標準化・⾃動化・最適化

要件定義・基本設計（Why，What）

詳細設計（How）

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（2）MBSEとは（3）ロボットアームデモ（4）まとめCopyright © Progress Technologies, Inc. All Rights Reserved.

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MBSEとは

M B S
odel

ased

ystemsE

ngineeringシステムズエンジニアリングをシステムを成功させるための複数の専⾨分野にまたがるアプローチと⼿段（INCOSEによる定義)

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MBSEとは

M B S
odel

ased

ystemsモデルベースで⾏うE

ngineeringシステムズエンジニアリングを

何らかのツールを⽤いて、システムの情報をモデルに組み込み、可読性、流⽤性、運⽤性を⾼める
ツール例：CATIA Magic（SysML⾔語）

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MBSEとはM B Sodel

asedystems

Engineering

つまり・・・

複雑化するシステム開発をモデルの⼒を借りて円滑に⾏う⼿段

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9MBSEの実装と活⽤イメージ異なる情報源から煩雑な情報のやり取り（更新漏れや伝達漏れが起こりやすい）

SE

PTDBS
R-F-L-P
ライフサイクル
FTA

情報構造体

必要な情報を迅速に取得

情報の活⽤
MB

活⽤⽅法に合わせて情報を整理
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10MBSEの価値

・⽤途に合わせて必要な情報を必要な⼈に渡すことが出来る（可読性）
・⽤途に合わせて情報の表現⽅法を変えることが出来る（流⽤性）・設計変更時に影響範囲を確認することが出来る（トレーサビリティ）
・他部署とのインターフェースのやり取りをする際に、必要な情報を⼀括出⼒することが出来る（可読性/トレーサビリティ）
etc.

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今回のデモにより解決する開発課題
・変更箇所の連絡漏れ、情報漏れが起きる
・影響範囲が辿り切れない（特に⾶⾏機、⾃動⾞のような複雑なシステムにおいて）・打ち合わせの度に資料を作成するのに⼿間がかかる（説明する相⼿によって資料を⼿直しするのが⼿間）
・全体最適化、初期検討に時間がかかる（MBD/SPDM）

これらの課題はMBSEで解決できる課題のほんの⼀例になります。
お客様の課題に合わせて臨機応変に情報の活⽤ができるのがMBSEの特徴になります。

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PTDBSMBSE（Systems）✓ PT独⾃のコンサルティングメソドロジー✓ RFLP・ノウハウ・ナレッジの可視化✓ Model Basedに周辺環境を含めたシステム全体を記述する

標準化
⾃動化

分析型モデル

記述型モデル

プロセス

デモのフォーカスソリューション

✓ RFLPをシステム管理MBSE（R分析）✓ ソフト領域の要件分析

MBD（Rough）✓ ⽅程式ベースの機能Sim

MBD✓ ⽅程式ベースの論理Sim

MBSE（RFLP）

DfAM✓ トポロジー
最適化

3D-CAE✓ ⾼精度CAE

SPDM✓ 標準化・⾃動化・最適化

要件定義・基本設計（Why，What）

詳細設計（How）

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デモ概要
5軸ロボットアームの次世代設計プロセス
MBSEを活⽤し要求変更による検討範囲の抽出や影響分析を実施、関係部署への作業指⽰を円滑に⾏う。
下記要求仕様を満たす既存のロボットアームの軽量化をMBD/SPDMを活⽤して実施。

Requirement
可搬重量

20[kg]

可動範囲1.5m

先端撓み量2[mm]以下

装置重量18.3kg→13.2kg

可搬重量20[kg]先端撓み量2[mm]以下
可動範囲
1.5[m]

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デモの流れMBSE・MBD・SPDMを活⽤したロボットアームの設計プロセス
MBSEにより初期検討を⾏い、その情報を基に1Dモデル構築〜3Dモデル連携を実施

MBD

SPDM

①システム設計②1Dモデル

最適化・予測③DOE・最適化④構造設計

システム機能MBSE(Systems)

情報構造体システム重量

情報構造活⽤※影響分析※変更指⽰

CATIA Magic

システムモデル構築※3次元CAE補完※モデル精度検証

システム最適化
⽬標達成度予測

形状最適化
制約条件

（広範囲パラスタ） （信頼性・製造要件等）

3DEXPERIENCEプラットフォーム

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ロボットアームデモ①システム設計②1Dモデル＜情報構造活⽤の流れ＞

情報を必要な形で取り出す

情報構造体

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17最適化・予測③DOE・最適化④構造設計

ロボットアームデモ
要求の変更
（軽量化）

①システム設計②1Dモデル

影響範囲の確認

情報構造体

詳細検討
（MBD）

担当者への設計指⽰

設計に必要な情報の抽出

関連部署へ
インターフェース
情報の提供

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最適化・予測③DOE・最適化

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④構造設計

ロボットアームデモ
要求の変更
（軽量化）

①システム設計②1Dモデル

影響範囲の確認

最適化・予測③DOE・最適化

担当者への設計指⽰

装置重量18.3kg→13.2kg以下

情報構造体

詳細検討
（MBD）

設計に必要な情報の抽出

関連部署へ
インターフェース
情報の提供

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④構造設計

ロボットアームデモ①システム設計

要求の変更
（軽量化）

②1Dモデル

影響範囲の確認

Hand Unit

最適化・予測③DOE・最適化④構造設計

担当者への設計指⽰＜要求変更の影響範囲確認＞

情報構造体
Arm Unit

設計に必要な情報の抽出

Base Unit

詳細検討
（MBD）

関連部署へ
インターフェース
情報の提供

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ロボットアームデモ
要求の変更
（軽量化）

①システム設計②1Dモデル

影響範囲の確認

情報構造体＜設計変更指⽰＞
詳細検討
（MBD）

担当者への設計指⽰

設計に必要な情報の抽出

関連部署へ
インターフェース
情報の提供

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最適化・予測③DOE・最適化

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④構造設計

ロボットアームデモ
要求の変更
（軽量化）

①システム設計②1Dモデル

最適化・予測③DOE・最適化＜担当毎に必要な情報の抽出＞
影響範囲の確認

担当者への設計指⽰

設計に必要な情報の抽出

情報構造体

関連部署へ
インターフェース
情報の提供

詳細検討（MBD）

メカエレキソフト

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④構造設計

ロボットアームデモ
要求の変更
（軽量化）

①システム設計

影響範囲の確認②1Dモデル④構造設計＜ユニット間インターフェースの抽出＞
担当者への設計指⽰

情報構造体

詳細検討
（MBD）

最適化・予測③DOE・最適化

設計に必要な情報の抽出

関連部署へ
インターフェース
情報の提供

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ロボットアームデモ
要求の変更
（軽量化）

①システム設計②1Dモデル

影響範囲の確認

情報構造体

詳細検討
（MBD）

担当者への設計指⽰

設計に必要な情報の抽出

関連部署へ
インターフェース情報の提供

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最適化・予測③DOE・最適化

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④構造設計

ロボットアームデモ①システム設計②1Dモデル1Dモデルを活⽤した軽量化検討
Requirement
20[kg]

可動範囲1.5m

先端撓み量2[mm]以下装置重量18.3kg→13.2kg

Arm3 ⻑さシステム重量先端撓み量さ
Arm2 ⻑

可搬重量

出⼒

Arm3 径Arm2 径

Arm

1

⻑
さ

各パイプの厚み
Arm1 径設計パラメータ
7因⼦
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最適化・予測③DOE・最適化④構造設計

ロボットアームデモ①システム設計②1Dモデル

5軸ロボットアームの1Dモデルを作成
各軸の動作シーケンスをテーブルで定義

形状を定義するコンポーネント
位置ベクトルや⼒を他のコンポーネントとやり取りしている

回転を定義するコンポーネント機能を表現

制御モデル

制御対象モデルコントローラを定義

物理モデルを表現
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最適化・予測③DOE・最適化④構造設計

ロボットアームデモ①システム設計②1Dモデル

プロセス⾃動化⇒DOEによる感度分析⇒パラメータ最適化①システム設計②1Dモデル1Dモデルを作成し、シミュレーションを実⾏最適化・予測③DOE・最適化④構造設計

最適化したパラメータを3Dに反映※デモの詳細は下記動画を参照ください。
https://www.youtube.com/watch?v=bfEDGCGl1RY
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最適化・予測③DOE・最適化④構造設計

ロボットアームデモ①システム設計②1Dモデル

初期値
撓み閾値
軽量化

出⼒

設計パラメータx
パラメータ名初期設計

限界設計(最適解)

安全率1.25

Arm1の径[mm]

5050

50

Arm1の⻑さ[mm]

400354397

Arm2の径[mm]504042

Arm2の⻑さ[mm]

400467496

Arm3の径[mm]503030Arm3の⻑さ[mm]

400379307

Pipeの板厚[mm]622

システム重量[kg]18.312.812.9

先端撓み量[mm]0.321.6-5.5kg

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最適化・予測③DOE・最適化

④構造設計

内容
（1）プログレス・テクノロジーズのソリューション
（2）MBSEとは（3）ロボットアームデモ（4）まとめCopyright © Progress Technologies, Inc. All Rights Reserved.

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まとめ
《デモにおける効果》★MBSEにより作業指⽰、必要な情報の抽出の効率化
あらゆる設計情報が紐付き管理されることで、いずれかが変更になった際の影響範囲が明確化。
担当者や関係部署に合わせた情報の抽出により、過不⾜なく設計情報を伝達。

★1Dモデルを⽤いたシステムバランスの最適化
計算の速い1Dモデルを⽤いることで多数の繰り返し計算を短時間で⾏うことが可能。
3D形状ができる前の段階で最適なシステムバランスを探索することができ、⼿戻りを低減することができる。
本デモの1DモデルにおいてMultiBodyライブラリを使⽤。3Dの動的なイメージも併せて確認可能。
DOEを実施することによりKPIに対する各パラメータの寄与度が確認可能。
設計変更時における効果的なパラメータの把握ができる。

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MBSE導⼊時の注意点
・実装に⼿間と時間がかかる→事前にお客様と活⽤イメージを擦り合わせ、必要な情報を絞り込み整理し情報構造体を構築する必要がある
・そもそもモデルベースにする必要があるか考える→情報の量、更新頻度、流⽤頻度が低いとモデルベースにする価値が低い→必要に応じてシステムズエンジニアリングに⽌めることも必要

MBSEツール上で情報構造体の構築をするためには
まずRFLP,ノウハウ・ナレッジの整理が必須！
RFLP,ノウハウ・ナレッジの整理⇒

PT DBS（別資料参照）

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分析型モデル

記述型モデルプロセス

プログレス・テクノロジーズのソリューションPTDBS

MBSE（Systems）✓ PT独⾃のコンサルティングメソドロジー✓ RFLP・ノウハウ・ナレッジの可視化✓ Model Basedに周辺環境を含めたシステム全体を記述する✓ RFLPをシステム管理

MBSE（RFLP）

PTのソリューションは開発⼯程を網羅！！！
MBSE
MBD
MBD
DfAM
3D-CAE
それによりワンストップ開発が可能！！！
✓ ⽅程式ベースの✓ トポロジー✓ ⾼精度CAE（R分析）✓ ソフト領域の要件分析（Rough）✓ ⽅程式ベースの機能Sim

論理Sim

最適化

標準化
⾃動化

・情報整理のためのコンサルティング
・コンセプト設計から詳細設計に⾄る繋がりをもったソリューション群の提供
・それらを管理するツールの導⼊⽀援
SPDM✓ 標準化・⾃動化・最適化

要件定義・基本設計（Why，What）

詳細設計（How）

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ハードウェア領域においてMBSEを活⽤した業務改善、情報の活⽤をしたい
MBDを活⽤した性能設計を実現したい
お客様はぜひ以下までご連絡ください

プロセス改⾰のスペシャリスト集団＜お問合わせ先＞
プログレス･テクノロジーズ株式会社
営業本部 営業部 梅澤
TEL︓050-3684-6927
Email︓umezawa@progresstech.jp

世界を進める、⼀歩を。