現実世界の制限からの解放：デジタルエンジニアリング

11月1,2022 •

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デジタルとリアルな2機の飛行機が、デジタルデータの可視化が施された巨大なコンピュータチップの横を飛び、航空技術の融合を象徴しています。

マロリー・アーノルド（Mallory Arnold）著

デジタルエンジニアリングについて学んでいると、^{どうしても高校3年生のAP物理の}授業を思い出さずにはいられませんでした。文系で言語とビジネスを専攻していた私が、その授業でたまたまA+を取ったのです。当然のことながら、どの宿題にも、あの忌々しい「文章問題」が必ず含まれていました。ああ、あの文章問題と、現実世界への応用を無理やり押し付けようとするその嫌らしい試みが、どれほど嫌だったことか。

車を直線上に押し進めるには、1200 Nの一定した力が必要です。ある人がその車を45 m移動させました。その人が行った仕事はどれくらいですか？

その質問への答えは、もちろん「多すぎるよ。AAAに電話すべきだった」です。それに、なぜこうした問題ではいつも車が出てくるのか、そして正気の人が45メートルも車を押し続けるなんてあり得るのでしょうか？ちなみに、私が工学ではなく外国語とビジネスを専攻することになったのは、こうした文章題のせいだと思います。

冗談はさておき、真空中で落下する羽毛からスペースシャトルの第一宇宙速度に至るまで、観測可能な宇宙のあらゆるものが物理法則によって支配されていることを学ぶうちに、私はすべてを「無限の入力と出力の可能性を持つ数学の問題」として捉えるようになりました。極小の世界から、理解を絶する巨大な世界に至るまで、物理学はほぼあらゆるものをモデル化することが可能なのです。

問題を解決するためのモデルを作成するという考え方は決して新しいものではありませんが、現在では、あらゆる「物理」データを取り込むことで、現実世界のデジタルモデルを現実的に作成できる段階に至っています。例えば、F1レースを例に挙げてみましょう。F1レーシングカーの実物プロトタイプは存在しません。車体重量、エンジンのトルク、コーナリング性能、タイヤと路面との相互作用、さらにはドライバーの操縦技術に至るまで、レーシングカーのあらゆる側面がデジタルツインによってモデル化されています。実際に製造される実物のレーシングカーは1台のみです。

なるほど、車に関する文章題って、もしかしたら理にかなってるのかも！

では、デジタルエンジニアリングとは何でしょうか？アメンタムでは、デジタルエンジニアリングを、コンピュータのハードウェア、ソフトウェア、ネットワーク、システム、およびクラウド技術を応用し、現実世界のシナリオに基づいて高度に複雑な物理環境をモデル化することと捉えています。当社は、お客様がデジタルエンジニアリング変革を実現できるよう、複数の投資を行ってきました。

お客様を未来へ導く。アメンタムは、包括的なデジタルエンジニアリングツールスイートを備えた6,000平方フィートのモデルベースシステムエンジニアリング（MBSE）コラボレーションセンターを開設しました。当社は、オブジェクト管理グループ（OMG）認定システムモデリングプロフェッショナル™（OCSMP™）の認定およびトレーニングを提供しています。当社の専門家チームは、2018年国防総省デジタルエンジニアリング戦略およびINCOSEの2020年MBSEイニシアチブの両方に適合し、当社の基準と実践を定義する『デジタルエンジニアリング・プレイブック』を開発しました。

実績。 これらの投資により、お客様において多数の成功実績が生まれています。当社は、機械、電気、消火、船体完全性、航法、および非推進電子システムのすべてのモデルを含む、米国海軍の原子力潜水艦全体の完全なデジタルツインを作成しました。このデジタルツインは、コロンビア級潜水艦調達カテゴリ（ACAT I）プログラムにとって不可欠なMBSEソリューションです。また、当社のチームは、陸軍の兵士野戦戦闘演習向け多重統合型レーザー交戦システム（MILES）の代替を支援するため、数百の電気光学/赤外線（EO/IR）およびLiDAR（Light Detection and Ranging）センサーノードとセンサーデータ融合をシミュレートするデジタルツインも作成しています。

当社の投資を通じて、国防総省（DoD）全体の顧客は、デジタルエンジニアリングによる以下のメリットを享受しています：

取得リスクの軽減：システムはデジタルモデルを使用して設計、組み立て、テスト、維持されるため、学習曲線および統合のリスクが軽減されます。部分的なデジタル化であっても、システムにおけるリスクを軽減することができます。
メンテナンスの軽減：データ駆動型分析によるテスト能力は、要件からソリューションへのトレーサビリティを可能にすることで、正確な変更影響分析を促進します。最終的にこれにより、維持費用の比較とより正確な予測が可能になります。
資材の節約：金属を曲げる作業を行う前に、システム全体を設計・統合することができます。サプライチェーンに影響を与えることなく変更を加えることができるため、リスクのない試行が可能になります。
統合データ環境：多様なデータストリームを統合モデルに取り込んで「真実の壁（ウォール・オブ・トゥルース）」を構築できます。このモデルは、システムアーキテクチャおよび設計を表現するための標準化された意味論、明快さ、一貫性を確保する共通言語を採用することにより、コミュニケーションを支援し改善します。

結論： アメンタムの堅牢なデジタルエンジニアリングプラクティスは、顧客のMBSE要件に極めて高いレベルで合致しています。