チュートリアル：実験計画法

DOEを作成し、その結果を調査する方法を学びます。

このレッスンでは、以下のことを学習します。
  • 完全に定義された幾何学的変数をレビューする
  • DOEを作成して変数をアクティベートする
  • 設計変数を調整・レビューする
  • 応答を作成する
  • DOEを実行する
  • DOEが完了する前に実行結果をレビューする
  • DOE実行結果を検討する

DOEモデルを開く

  1. F7キーを押してデモブラウザを開きます。
  2. 構造フォルダで、Design_Explorer_DOE_Fixture.stmodファイルをダブルクリックしてモデリングウィンドウにロードします。
    モデルがロードされます。


  3. ソルバーとしてSimSolidを選択します。
    1. ファイルメニューで、プリファレンスボタンをクリックします。
    2. Inspire > 実行オプション > 解析ソルバーで、SimSolidを選択します。
  4. モデリングウィンドウの右下隅で、表示単位系をMMKS （mm kg N s）に設定します。

完全に定義された幾何学変数をレビューする

  1. 形状リボンで、変数ツールを選択します。
    変数マネージャーが表示されます。

    これらの変数はスケッチ時に生成されたものです。幾何学的変数を作成する際には、すべてのパートがモデル内で完全に制約されていることを確認することがベストプラクティスです。変数の作成方法の詳細については、ビデオチュートリアル：パラメトリックパートの作成を参照してください。

  2. Main_tube_Lの場合、長さが5120 mmであることを確認します。
  3. 変数マネージャーを閉じます。
  4. F6キーを押して構成履歴ブラウザを開きます。
  5. スケッチ1をダブルクリックします。スケッチは黒く表示され、完全定義されていることを示します。


  6. 押し出し1をダブルクリックします。ここでMain_tube_L変数が定義されました。完全なエントリを表示するには、ガイドパネルで、範囲フィールドをクリックし、左側にスクロールしていきます（Main_tube_L=5120.0000 mm）。モデルのこの部分は完全に定義されています。
  7. 押し出しツールを閉じます。
  8. 構成履歴ブラウザーを閉じます。

DOEを作成して変数をアクティベートにする

  1. 設計探索リボンから、探索ツールを選択します。
    他の変数にリンクされていない幾何学変数は、すべて自動的に設計変数に変換されます。

  2. 探索タブで、+ 探索の追加をクリックしてDOEを選択します。
    アクティブDOEが作成されます。

  3. DOE_1で、空白のセルを選択してすべての変数をアクティベートします。
  4. 設計探索ダイアログを閉じます。

設計変数を調整・レビューする

  1. 設計探索リボンで、設計変数ツールを選択します。
    最小値と最大値は、変数の初期値から自動的に生成されます。Main_tube_B=120 mm + 22.2%でMin=96mm、Max=144mmとなります。
  2. 設計探索ダイアログを展開して、モード列とプレビュー列が表示されるようにします。Main_tube_Tの場合、モードを離散変数に変更します。
  3. Main_tube_T行の値セルで、 を選択すると、さらにオプションが表示されます。
    1. ステップサイズをオンにしてから、0.5を入力します。
      これで、Main_tube_Tの長さが8mmから12mmまで0.5mm刻みで離散的に設定されました。
    2. OKをクリックします。
  4. 設計をプレビューするには、プレビュースライダーをドラッグします。任意の設計変数の最小、最大、初期値の組み合わせをプレビューできます。
    1. Main_tube_Lのプレビュースライダーの左側をクリックし、この変数の最小値を確認します。グラフィックス領域で設計変更に注目してください。
    2. Main_tube_Lのプレビュースライダーの右側をクリックし、この変数の最小値を確認します。グラフィックス領域で設計変更に注目してください。
    注: 設計変数ツールを終了すると、すべての変数が初期値に戻ります。

応答を作成する

  1. 設計探索リボンから、応答ツールを選択します。
  2. ガイドバーの左側にあるドロップダウンメニューを使用して、変異を選択します。
  3. モデル全体の応答を作成するには、デフォルトのオプションであるモデルを選択したままにします。
  4. ガイドバー で、 をクリックして応答を作成し、ツールを終了します。
    これで、モデル全体の最大変位応答が作成されます。
注: DOEに目標は必要ありませんが、質量、応力など他の応答を追加して、それらに目標を追加するとよいでしょう。

DOEを実行する

  1. 設計探索リボンの評価ツールグループから、評価ツールをクリックします。
    評価ダイアログが開きます。
  2. DOEタイプを設定します。
    1. DOEタイプをフルファクトリアルに変更し、入力変数のレベルのすべての可能な組み合わせを評価します。これにより、すべての効果や相互作用が解決されます。
      離散パラメータを含むすべての設計変数を使用して、このDOEを完了するには、2304回の実行が必要です。
    2. これは望ましくないため、DOEタイプをMELS（Modified Extensible Lattice Sequence）に戻します。格子配列とは、擬似ランダムシーケンス、または低不一致シーケンスであり、クランプや空白を最小限に抑え、空間内のポイントを均等に分散させるように設計されています。実行回数には、20を入力します。
      ヒント: マシンの性能によっては、複数実行オプションを使用して一度に最大4つの実行を行えます。
  3. 実行を選択します。

DOEの実行中に完了した実行をレビューする

完了した実行結果がDOEの進行中に読み込まれるため、モデルの運動学と境界条件を事前に検証することができます。
  1. 次を実行できます。
    動作 操作
    実行結果のレビュー 実行状況ダイアログのステータスカラムで、完了した実行をダブルクリックします。
    実行エラーの表示 実行状況ダイアログのステータスカラムで、計算エラーをマウスオーバーすると、想定されるエラーメッセージが表示されます。
    エラーログのレビュー 実行状況ダイアログで、計算エラーを右クリックし、実行フォルダを開くを選択します。


  2. すべての実行が完了したら、実行状況ダイアログを閉じます。

DOE実行結果を検討する

  1. 設計探索リボンから、結果エクスプローラツールを選択します。
    結果エクスプローラブラウザが開きます。

    結果には4つのタブがあります。サマリー、線形効果、トレードオフ、散布図プロットです。
  2. サマリーテーブル タブを選択します。
    サマリーテーブルは、探索の実行ごとのサマリーが表示されます。列には、各実行での入力設計変数値と、対応する応答値が表示されます。詳細については、サマリーテーブル をご覧ください。
  3. 線形効果 タブを選択します。
    線形プロットは、選択された応答のモデルに対する設計変数の相対効果を表示します。数字が大きいと、他の変数と比較して、与えられた変数の影響がより大きいことを示します。効果の色分けは、指定された効果が正の効果または負の効果であることを示します。

    正の効果は青の濃淡で表示され、設計変数の正の変化が応答に正の変化をもたらすことを示します。

    負の効果は、茶色の濃淡で表示され、設計変数の正の変化が、応答で負の変化をもたらすことを示します。FA_Tube_Bの線形効果は-2.021で、チューブベースの幅が増加すると、変位応答が減少することを意味します。最小設計変数96 mmから最大設計変数144 mmまでの完全な線形効果は約-2 mmとなります。

    詳細については、線形効果をご覧ください。

  4. トレードオフ タブを選択します。
    トレードオフでは、線形効果計算を使用して実行したかどうかに関係なく、異なる設計変数から生じる応答値を予測できます。この場合、範囲内の任意の変数を設定して、計算された応答値を取得できます。詳細については、トレードオフをご覧ください。
  5. 散布図プロット タブを選択します。
    散布図プロットは、変数間の傾向や関係を示す2次元プロットです。詳細については、散布図プロットをご覧ください。

  6. 最適化形状の保存とエクスポートの方法については、形状と結果のエクスポート を参照してください。