概要
米国鉄道協会
(AAR) 交通試験センターの試験技術者は、金属強度を調べるために、PV-WAVEを使用しています。車両に取り付けられたセンサーでデータを収集し、そのデータはカスタムなバイナリ形式に変換され、データサーバに保存されます。その後、PV-WAVEを使って後解析を行います。
課題
コロラド州プエブロでは、試験技術者たちが世界でも最大級の水力振動プラットフォームを使用して、より安全な列車の設計を行っています。米国鉄道協会（AAR）の交通試験センターでは、このプラットフォームが試験客車（なかには重さが数トンの客車もある）を持ち上げて振動させることにより、客車の金属強度を調べています。
AAR は、ギガバイト単位の複雑な車両の試験データを解析し、その結果を可視化することでエンジニアが最適な車両設計を行える迅速かつ柔軟な方法が必要でした。
莫大な量のデータにより、情報を効果的に解析するためにはハイエンドなグラフィックスが必要でした。また、データの性質上、強力な時系列データの解析機能は、絶対条件でした。
ソリューション
AARでは、データ収集装置およびHewlett-Packard®のワークステーションとともに、Visual
Numericsの可視化データ解析（VDA）ソフト「PV-WAVE」を使用することで、1回の金属疲労実験において30 GBのデータを収集しています。
車両に取り付けた数百のセンサーによってデータを収集したあと、それを独自のバイナリーフォーマットに変換し、巨大なデータサーバーに保存して後の解析に使用します。この作業が価値を持つかどうかは、データの品質に左右されます。この研究のようにデータ収集速度が早いと、重要なデータサンプルを取り損なうことも珍しくありません。また装置が異なれば実験値の範囲も異なるため、データは比較ができるように同一の範囲に換算ないし正規化することが必要です。このように、データの換算、工学的単位への変換、および欠損値を補間する作業が、実験を成功させるポイントです。
データを収集し、チェックおよび保存が終わったところで、後解析（ポストアナリシス）が始まります。大半の後解析では、周波数領域および振動解析といった時系列解析が行われます。PV-WAVEは、1次元ないし多次元での時系列解析に対して多様で強力な関数を提供します。たとえば、高速フーリエ変換、フィルタリング、パワースペクトル算出などのほか、曲線の当てはめや補間といった関連関数が含まれます。またAARでは、平均、共分散、相関、回帰分析などの統計関数を用いて設計パラメータと鉄道安全基準とを比較し、試験結果を評価します。また研究の多くは独自の分析を必要としますが、PV-WAVEはカスタム関数を作るだけの柔軟性も備えています。
後解析の過程でもう1つ重要なのは、先進のコンピューターグラフィックスです。それによって、これまで見過ごしていた事実が発見できるようになりました。AARでは多くの研究においてインタラクティブな2次元プロットおよび等高線図を使用します。PV-WAVEを使用すれば、たとえば時間ごとの応力を示す散布図や、ある領域における応力分布を示すカラーの等高線図が、巨大データセットに対して容易に作成できます。AARの技術者たちはそのような使用方法に加え、結果が早くわかるよう、PV-WAVEをもっと先進的なグラフィック機能にも使用しています。
投資対効果
AARの研究施設でデータシステムマネジャーを務めるRich Higgins氏はこう言います。「PV-WAVEを使うまでは、3次元のグラフィックスや画像を効果的に使うことができませんでした。2次元グラフィックスがせいぜいでした。PV-WAVEは高速でしかも柔軟性があるため、より先進的なグラフィック機能に強みを発揮することがわかってきました」
解析とグラフィックスが終わると、精細なハードコピーを出力し、結果が共有できるよう冊子にまとめます。Higgins氏の説明によると、「私たちが最終的に作るのは、試験結果を詳述したファイナルリポートです。試験結果がお客様のプラスになるよう、データと結果は意味のある形で表現しなければなりません」
PV-WAVEによる可視化データ解析により、AARではこれまでより早く試験結果がわかるようになりました。それは、グラフィックスと解析の統合ツールがデスクトップで使用ｓできることによります。またメニューとアイコンによるインタフェースのおかげで操作が簡単になり、コンピューターの専門家でなくても使用できます。研究者たちはソフトの使い方を学ぶ時間が減り、それだけ研究に時間を割くことができます。AARにとって、PV-WAVEは後解析の多大なニーズを満たす費用効果の高いソリューションです。そのメリットは生産性に反映されます。つまり、より短時間で、より質の高い作業が実現します。また試験結果が簡単に同僚と共有できます。「PV-WAVEを使えば、データの換算にかかる時間が減り、結果の考察に多くの時間が使えます。かつて何日もかかった作業が、いまは数分でできてしまいます」。Higgins氏は最後にそう話してくれました。
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業種
製造
アプリケーション
構造解析
製品
PV-WAVE
米国で最も歴史があり、評判の高い産業団体の一つである米国鉄道協会は、アメリカ、カナダ、メキシコの主要な鉄道輸送業者を代表しています。
Amtrak やその他の地域の旅客鉄道も、 AARの会員です。 更に、小規模の鉄道輸送業者、鉄道のサプライヤー、その他の鉄道関連の企業もAARの準会員として名を連ねています。
Key Benefits
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時系列解析用の強力な機能 |
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カスタム関数を作成するための柔軟性 |
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高度なグラフィックス |
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容易に使用できるメニューやアイコンインターフェース |
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費用対効果の高いソリューション |
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