Vortex Studio

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Vortex Studio
シミュレーションとビジュアライゼーションの統合化プラットフォ-ム

Vortex Studioは、CMLabs社の開発によるインタラクティブなシミュレーションとビジュアライゼーションのプラットフォームで、メカトロニクスの設計アイデアの創出を支援し、リアリスティックな機器操作トレーニングの環境を提供します。
CM Labsは、20年以上にわたり、動力学に基づくシミュレーションソリューションを提供している先端技術企業です。リアルタイムのビジュアルシミュレーションの長い歴史を持つCM Labsは、機械製品の3Dダイナミクスをインタラクティブに表現する、豊富なシミュレーション機能を提供しています。
CM Labsのチームは、トレーニング、車両ダイナミクス、重機、ロボティクスの幅広い領域で数十年の経験を有する専門家たちで構成されています。深海、港湾、採掘、不整地、宇宙などの様々な環境での機械システムのビジュアルシミュレーションを、初期コンセプト検討、製品開発、操縦トレーニングで活用できることを顧客とのプロジェクトで実証してきました。
CM Labsの顧客には、航空宇宙、防衛、自動車、建設機械、農業機械、産業機械などの分野を含む、世界100以上の主要企業や研究機関が含まれます。

 

CM Labsのソリューションポートフォリオ

​CM Labsのソリューションポートフォリオは2つのラインに分かれています。 

      

1つは、シミュレーションベースのトレーニングソリューションです。
CM Labsは、掘削機、タワークレーン、各種吊り上げシステム、土工建設機械などのシミュレーションハードウェアとトレーニングモジュールを提供しています。 また、シミュレーションハードウェアやトレーニングモジュールのカスタム設計のサービスも提供しています。



2つめのラインは、シミュレーション作成およびビジュアライゼーションプラットフォームVortex Studioです。
Vortex Studioは、3Dアセットのインポートやメカニカルモデリングから、ディスプレイシステムの選択に応じたレンダリングとビジュアライゼーションまで、完全なシミュレーションを作成することができます。 Vortex Studioを用いることで、ユーザーは機械システムの3Dシミュレーションをインタラクティブに行う環境を構築することができ、高品位の仮想検証によるトレーニングとエンジニアリングの強化が可能になります。
 

Vortex Studio ソリューション適用分野

【土木建設・採掘・農業機器の分野】
Vortex Studioは、土木建設や吊上げ作業のトレーニングと仮想検証によるエンジニアリングの能力を拡張します。独自のリアルタイムに変形可能な地形、ケーブルシミュレーション、統合された視覚化機能を用い、クレーン、掘削機、ホイールローダー、不整地用コンテナハンドラーをシミュレーションツールボックスに追加して、機械の稼動範囲、非稼動範囲、存続可能性を確認し、安全保持のシナリオを作成することができます。

 

【港湾・オフショア分野】
Vortex Studioにより、海上環境をシミュレートすることができ、船舶や港湾機器を海上と海中で操作するシナリオを作成することができます。
船舶のマテリアルハンドリング、機器の設置や復旧、曳航、アンカー操作、水中車両の操縦など、船舶デッキやドックサイドの操業に関するトレーニングとエンジニアリングのソリューションを提供します。


 

 

 

【地上車両】
Vortex Studioは、軽戦闘機や重戦闘機、水陸両用機、移動ロボット、その他の遠隔制御機器を含む、幅広い陸上車両の、多様な地形環境での動作を、正確にシミュレートすることができます。
Vortex Studioのパワートレインモデリングと軟弱地盤シミュレーションモデルにより、様々な条件での車両の走行性能を検証することができ、現実世界での操作性の仮想体験を確かなものにします。

 


 

柔軟で拡張可能なシミュレーションプラットフォーム

上記クリックで拡大図表示

Vortex Studioを用いることで、操縦や目的別の周到なトレーニングアプリケーションのための、真に迫った没入型シミュレーションを構築できます。検証されたメカニカルダイナミクスエンジン、すぐに使えるアプリケーション、画像生成システムを組み合わせて、ユーザー環境の外部システムとの統合化を容易に行うことが可能で、Vortex Studioは、画期的なトレーニングとエンジニアリングのソリューションの構築を強力に支援にします。

エンジニアリング水準のメカニカルダイナミクス

Vortex Studioには、CM Labsの検証されたマルチボディダイナミクスエンジンが組み込まれています。質量比が大きくても、衝突検出、剛性接触、安定した力を正確に計算する、高精度の動力学モデリングが可能です。Vortex Studioは工学的に機器の性能を再現し、スクリプト化されたイベントではなく、機械の物理的特性に基づいて緊急動作にも対応します。
Vortex Studioのダイナミクスエンジンは、シミュレーションアーキテクチャと共に拡張され、最新のトレーニングシミュレーションプロジェクトに必要な検証ツールやエキスパートサポートも合せて提供されます。
 

 

車両ダイナミクス、高度な土壌モデル

Vortex Studioは、軟弱地盤や固い路面との相互作用を含む、エンジン、サスペンション、ブレーキ、ホイール、トラックなどのパワートレイン・コンポーネントで構成される高度なシミュレーション・モデルを提供します。 実世界の挙動を反映し、エンジンの騒音レベルや個々の車輪の牽引力を反映した詳細な車両モデルを作成することができます。 ブレーキ故障やフラットタイヤなどの機械的故障のシミュレーションを可能にし、トレーラー、兵器システム、工作機械などの牽引車両にも対応しています。
Vortex Studioでは、バケットやブレードなどの土木建設ツール、変形可能な地形を含む仮想環境のシミュレーションが可能になり、ロジスティクスや操縦トレーニングのソリューションを提供することができます。 Vortex Studioは、粘土、砂、砂利の高度な土壌モデルが含まれ、地形特性に基づき、現実的なほこりや粒子を用いて、土壌の動きをビルトインで表示することができます。
 

ケーブル、リギング、テザー

Vortex Studioでは、統合されたケーブルシミュレーションと可視化機能により、車両の牽引、吊り上げや遠隔操作を含む、操縦トレーニングを簡単に作成することができます。
Vortex Studioでは、ケーブル、ロープ、ウインチ、プーリー、テザーを機器に追加することができます。緩やかな状態や引っ張りの状態での、長短のケーブルの正確で安定したシミュレーションが可能です。

高度なビジュアライゼーション

 

Vortex Studioに組み込まれたビジュアライゼーションエンジンにより、シンプルなデスクトップ環境でもマルチチャンネルシステムでも、高品質のビジュアルでシミュレーションをレンダリングすることができます。 Vortex Studioのダイナミクスエンジンとコンテンツ作成ツールとのシームレスな統合により、投資を保護し、費用対効果の高いイメージジェネレータを提供します。
Vortex Studioは、動的な照明や天気の影響、水面の反射、パーティクルベースの塵や煙などの詳細な環境をリアルタイムでレンダリングし、最新の素材のレンダリングや陰影効果をサポートします。

専門的なシミュレーションツール

Vortex Studioは、メカニカルダイナミクスのモデリングや周囲シーンの作成から、ユーザー検収、テスト、配信に至るまで、再利用可能な、シミュレーションプロジェクトのワークフローを提供します。 すぐに利用可能なアプリケーションは、シミュレーションの作成と配布を容易にします。また、豊富なソフトウェア開発キットにより、シミュレーション環境にサードパーティのソリューションを統合することができ、ユーザーニーズに合わせたカスタムシステムの構築が可能です。


 

 

インテグレーション可能なフレームワーク

 

Vortex Studioは、サードパーティの技術をシミュレーション作成ツールに統合できるように設計された、柔軟なソリューションです。 
Vortex Studio標準機能を拡張するカスタム化や、自社固有の検証済み地形や車両ダイナミクスの技術活用のために、Vortex Studioは独自のトレーニング体験を作成する機能をユーザーに提供しをます。

 

インタラクティブで直観的なモデルの作成

Vortex Studioのデスクトップベースの3D編集ツールVortex Studio Editorを用いて、インタラクティブな直観的な操作により、仮想プロトタイプと現実的な操作シナリオを、効率良く簡単に作成することができます。
 

 

モデリングの主な機能
  • CAD、3Dモデル、地形データのインポート
  • メカニカルダイナミクスモデリング
  • 周囲シーンと機械システムとモデルの作成
  • シミュレーションモデルの再生と検証
  • Pythonスクリプトによる制御モデリング
  • 最適化とデバッグのツール



 

 

現実的なリアルタイムシミュレーション

Vortex Studioでは、意図した操作の動作と予期しない動作の両方の条件を再現するシナリオで、仮想プロトタイプの性能評価をすることができます。

※図をクリックすると動画が表示されます

変形可能な地形と土工作業機械の統合シミュレーション
Vortex Studioは、変形可能な地形と土工作業機械を統合したシミュレーションとビジュアライゼーションを提供します。機械と土の相互作用をリアルタイムに表現する、土工作業機械の対話型シミュレーションの実行が可能です。
  • 検証されたハイブリッド離散要素法粒子シミュレーションモデル
  • 現実的な土壌移動相互作用のシミュレーション
  • バケット、ブレード、コンテナ、その他、土木作業機械の機器の追加
  • 土壌パイルと粒子のビジュアル化
  • 粘土、砂、壌土および砂利を含む土壌タイプの標準ライブラリー
  • ポイント・アンド・クリック操作による土工領域のモデル作成ツール


 

※図をクリックすると動画が表示されます

ケーブルシミュレーション
Vortex Studioでは、ケーブル、テザー、ウィンチ、プーリーを仮想機器に追加できます。 短長のケーブルでの弛んだ状態や引っ張られてる条件での、正確で安定したシミュレーションが可能です。
  • 機械工学の仕様に基づくケーブルとワイヤーのシミュレート
  • GUIを用いウィンチ、プーリー、リング、アタッチメントポイントを簡単に作成
  • アダプティブケーブルシミュレーションを用い、長いケーブルとテザーを効率良くモデル化
  • 高い質量比のモデルをサポートし、重量物持ち上げシナリオを正確に再現

 

海洋環境のシミュレーションと可視化
Vortex Studioは、没入型の海洋機器の操作トレーニングシナリオと仮想プロトタイプの作成を容易にします。海洋船、水陸両用車、水中ロボットなどの浮遊物体と水中の物体との相互作用をシミュレートし、水域を模擬し、現実的な海洋環境を作り出します。
 
  • 浮力、抗力などの流体との剛体相互作用の正確なシミュレーション
  • 高度な粒子効果、表面反射、風の縞を伴う没入型の表面と水中のビジュアル化
  • 海と風のスケール、水中流、雲の種類と密度など、完全にカスタマイズ可能な環境
  • Vortex Studioケーブルと車両シミュレーションとの完全な統合

 
 

 

リアルな無限軌道と車輪の車両シミュレーション
Vortex Studioを用いて、エンジン、トランスミッション、ブレーキなどの個々の車両コンポーネントの機械仕様をモデル化し、地上車両挙動をリアルタイムで正確にシミュレートすることができます。
  • エンジニアリング設計パラメータに基づく正確な車両性能
  • 柔らかい地盤と固い地盤の地形タイプに基づく、現実的な車輪と地面の相互作用
  • パワートレインとドライブラインの部品構成に基づく、リアルな故障シミュレーション
  • 標準車、トラック、軍用車両、重機などの車両テンプレートライブラリー
  • 外部PLCと制御システムの統合が可能なオープンアーキテクチャー
 
            

 

シミュレーションコンテンツの共有、再生利用

Vortex Studio Playerを用いて、他部門や社外に配布したシミュレーションコンテンツを共有し、再生利用することができます。目的に応じて、シーン構成やシミュレーションセッションを変更することも可能です。
Vortex Studio Playerの主な機能
  • 使いやすいコンソールインターフェイス
  • 配布されたマルチチャネルシミュレーションの再生
  • キーフレームリストの再生コントロール、配布されたシミュレーションのナビゲートと保存
  • ロード時にシミュレーションの機構モデルとシーン構成の変更が可能

外部システムとの接続

Vortex Studioは、仮想プロトタイプをモデルベースのシミュレーションソリューション、物理および論理制御システム、および表示および入力デバイスと接続することができます。 ユーザー独自の統合された仮想プロトタイプを作成し、各サブシステムが完全なシステムとリアルタイムで相互作用するかどうかを検証することができます。
 

インテグレーションを容易にする機能
  • OPCサーバ、CANBUS、USBデバイスの容易な統合による、ハードウェアおよびヒューマン・イン・ザ・ループのテストを簡素化
  • 仮想プロトタイプ内の油圧、電気、機械モデルの実時間の連成シミュレーションを可能にする、Vortex Studio分散コンピューティングフレームワークのでのMathWorks SimulinkおよびSiemens Amesimとの統合
  • Vortex Studio SDK、Pythonスクリプトを用いたシミュレーションの拡張

 
 
 
 

 

ユーザー事例


Doron Precision Systems

 

警察車両、消防救急車両、商用トラック、乗り継ぎバス、初心者ドライバー向けなどのトレーニングシステムを幅広く提供しているDoron Precision Systems社では、Vortex Studioの導入により、次世代の鉱業車両と道路走行車両のドライバートレーニングシミュレーターを強化し、複数の内製ツールを単一の統一プラットフォームに置き換え、トレーニングソリューションの開発に集中することができました。


 

Elbit Systems


 

世界規模で広範なプログラムを展開する国際的な防衛エレクトロニクス産業のElbit Systems社では、防衛車両プログラムの推進にVortex Studioを活用しています。操縦トレーニングにVortex Studioを用いることで、車輪と無限軌道の広範な車両のシミュレートが可能になっています。

Airbus Defense

 

防衛・宇宙産業におけるヨーロッパ第一の企業であるAirbus Defenseは、Vortex Studioを使用して、爆発武器処分ロボットのパイロットを訓練するためのシミュレータを構築しています。爆発物処理操作でパイロットが直面する困難な状況に対応するための、高精度なダイナミクスエンジンとしてVortex Studioが選ばれました。






 

MARIN


オランダ海洋研究開発機構MARINは、Vortex Studioを使用して海上機器トレーニングシミュレータの機能を強化しています。 MARINのドルフィンシミュレータ製品は、タンデムリフト運転や並列積荷降ろしの複雑作業のオペレーターの訓練に活用されています。





 


Thales XPI Simulation

フランスの大手電機企業であるThalesグループのXPI Simulation部門と英国の防衛科学技術研究所は、Vortex Studioのシミュレーションを用い、装甲戦車のドライバートレーニングの研究を行っています。。







 

本田技術研究所


本田技術研究所では、Vortex Studioを使用して、モーションモデルを学習し、Asimoやその他の高度なロボットの制御アルゴリズム開発の研究をしています。








 


Mammoet


オフショア、石油化学、建設業界で豊富な経験を有する、大量輸送に特化した企業のMammoetは、Vortex Studioを使用して複雑なPTC 140/200 DSクレーンのシミュレータを作成しました。このシミュレータは、14個の独立したPLCからの500以上のI / Oを統合し、制御システムソフトウェアの実装前の更新テストにも使用されます。





 


Allseas


オフショアパイプライン設置、重量物運搬および海底建設における世界的なコントラクターのAllseasは、Vortex Studioを用いてSimulinkコントロールモデルと統合した、巨大な重量物運搬船「Pioneering Spirit」の仮想プロトタイプを作成しました。Vortex Studioのビジュアライゼーションにより、Allseasでは、船舶甲板作業のマルチチャネルの没入型シミュレーションを構築しています。

 

 

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