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ジェットエンジンの解析業務に富士通のPCクラスタを導入
処理時間を3分の1に短縮、サポート窓口の一本化で業務に専念

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IHI昭島事務所

株式会社IHI 航空宇宙事業本部 技術開発センター 様 導入事例


IHI 航空宇宙事業本部 技術開発センターは、石油価格の高騰によるエンジン燃費の向上を課題として抱え、より軽量で効率の良いジェットエンジンの開発を急ぐ必要がありました。そして開発期間の短縮と設計精度の向上を目的にシミュレーション処理性能を高めるため、PCクラスタを導入しました。しかし当初、フリーOSを採用し自らPCクラスタを構築したため、トラブル時の対応に大変な手間と時間を要しました。シミュレーションの重要性が高まっていく中、2009年度のハードウェアのリプレース時、性能向上とともにサポート面を重視し富士通のPCクラスタを選択。導入後、シミュレーション処理時間を3分の1に短縮。またサポート窓口の一本化により設計解析スタッフの本業への専念とトラブル時の迅速な対応を実現しています。

[ 2014年10月6日掲載 ]

【導入事例概要】
業種 航空ジェットエンジンの研究開発
ソリューション PCクラスタ
製品 FUJITSU Server PRIMERGY BX400 S1
FUJITSU Server PRIMERGY RX200 S7/S8
FUJITSU Server PRIMERGY RX350 S7/S8
サービス SupportDesk PCクラスタシステム運用支援サービス
【課題と効果】
1 ジェットエンジン開発において開発スピードと設計精度の向上を両立したい 流体解析分野にPCクラスタを導入。設計解析業務において日常的にPCクラスタの処理能力を活用することで開発スピードと設計精度の向上を両立し競争力を強化
2 PCクラスタのハードウェアの老朽化に伴い、性能を大幅に向上したい 富士通のPCクラスタ導入によりシミュレーション処理期間を3分の1に短縮。納期内に検討できるパターンを増やすことで設計精度が向上
3 PCクラスタのメンテナンス業務から設計解析スタッフを解放したい 富士通のPCクラスタ運用支援サービスを活用することでハード、フリーOSなどのサポート窓口を一本化。設計解析スタッフは煩雑なメンテナンス業務から解放され本来業務に専念

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導入の背景

開発スピードと設計精度向上の両立で鍵となるCAE解析

エンジンの写真

ペリー来航の1853年に創業したIHI(当時、石川島造船所)は造船に始まり、その後、エネルギー、産業機械、航空機用ジェットエンジン、宇宙開発など幅広い分野でグローバルに事業を展開しています。

同社の歩みは技術に対するあくなき挑戦の歴史です。1945年の日本国海軍により開発された国産初のジェットエンジンの製造を担当して以来、航空機用ジェットエンジン分野では、その高い技術力で世界各国の空で活躍中の中型機用V2500、次世代旅客機787型機に搭載のGEnx、V2500の後継エンジンPW1100G-JMなど、様々な国際共同開発事業に主要なパートナーとして参画し世界の航空産業の発展に貢献しています。

より安全に、より経済的に、より静かでクリーンに、市場や社会の要請が年々厳しくなる民間航空機用ジェットエンジンの研究開発は、ほとんどが国際共同事業として行われています。そのため技術だけでなく開発スピードも世界の開発レベルと歩調を合わせることが必要です。

「国際共同開発では、一社の開発の遅れは市場投入の機会損失につながりビジネス全体に悪影響を及ぼします。開発スピードが求められる一方で、設計精度の向上は競争力となるため、納期のギリギリまで設計変更が行われます。開発におけるスピードと設計精度の向上を両立するうえで鍵となるのがCAE(Computer Aided Engineering)解析です。また世界の航空安全基準では、実機試験だけでなくシミュレーションによる様々な検証を求めており、年々厳しくなる基準に対応するためにシミュレーション技術と処理性能の向上が開発における重要な課題となっています」と、株式会社IHI 航空宇宙事業本部 技術開発センター エンジン技術部長 今成邦之氏は話します。

株式会社IHI 航空宇宙事業本部 技術開発センター エンジン技術部長 今成 邦之 氏の写真
今成 邦之
株式会社IHI
航空宇宙事業本部 技術開発センター
エンジン技術部長

導入の経緯

設計解析業務で日常的にPCクラスタの処理性能を使えることが大切

2004年、技術開発センターは開発期間の短縮と設計精度の向上を目的にシミュレーションの処理性能を高めるべくPCクラスタによる並列コンピューティングを導入しました。構造解析、伝熱解析など様々な解析を行っている同センターでは、投資対効果の観点も加え並列処理による性能向上が見込まれる流体解析のソフトウェアを自社で開発し、PCクラスタを利用して解析処理を行っています。

株式会社IHI 航空宇宙事業本部 技術開発センター 要素技術部 システム・基礎技術グループ主査  青塚 瑞穂 氏の写真
青塚 瑞穂
株式会社IHI
航空宇宙事業本部 技術開発センター
要素技術部 システム・基礎技術グループ主査

「例えば、ジェットエンジンの推進力を生み出すファンの開発ではエンジン性能の向上と低騒音化の両立などを目指し空気の流れを解析しています。ファンは小さな羽が何段にも積み重なる構造となっており、1つの羽を格子(グリッド)状に刻んで解析を行います。トータルで格子は膨大な数になりますが、PCクラスタを活用することでシミュレーション処理時間の短縮を図っています」と、株式会社IHI 航空宇宙事業本部 技術開発センター 要素技術部 システム・基礎技術グループ 主査 青塚瑞穂氏は話します。

同センターにおける設計解析業務ではPCクラスタはなくてはならない存在です。「スーパーコンピュータなど外部に計算処理を依頼していては費用対効果の算出や利用手続きだけでも時間を要します。設計解析業務で日常的にPCクラスタの処理性能を使えることが大切です。シミュレーションの重要性が年々高まっていく中、2009年度に既存のPCクラスタにおけるハードウェアのリプレースを行う際、性能とともにサポートが重要なポイントとなりました」と株式会社IHI 航空宇宙事業本部 事業開発部 情報システムグループ 部長 岡﨑栄一氏は話します。

株式会社IHI 航空宇宙事業本部 事業開発部 情報システムグループ部長 岡﨑 栄一 氏の写真
岡﨑 栄一
株式会社IHI
航空宇宙事業本部 事業開発部
情報システムグループ部長

導入のポイント

サポート窓口を一本化できる富士通のPCクラスタ運用支援サービスを高く評価

技術開発センターでは、当初、低コストのハードウェアを購入しOSはフリーOSを採用して自分たちでPCクラスタを構築していました。

しかしICTの専門家ではないため、トラブルが起きたときにハード、OSなどのいずれに要因があるのか、問題を切り分けることができないことに加え、メーカーのサポートも不十分でした。

「主要な業務ではないメンテナンスに時間をとられ、なおかつ問題がなかなか解決できないという状況を打開することが急務でした。今回、サポート面に関して富士通のPCクラスタを導入している他部門からも詳しく話を聞きました。富士通のPCクラスタ運用支援サービスは、当センターが既存のPCクラスタでも利用しているフリーOSのCentOSの構築・運用実績がありOSSに関するベストエフォートでのサポートやトラブル解決支援も行っており、懸案だったサポート窓口の一本化を実現できる点を高く評価しました」(青塚氏)。

性能面の検証では実際のアプリケーションと設計データを使ってベンチマークを実施。シミュレーションの処理性能はCPUの数を増やしても必要な性能が得られるとは限らないためです。「アプリケーションの特性を活かしたサイジングに関して富士通との間で様々な意見交換を行ったことが富士通への信頼や安心感につながったと思います」(青塚氏)。

同センターは、ジェットエンジン開発で欠かせない存在となっているシミュレーションにおいて安心して高い処理性能を利用できるPCクラスタとして富士通を選択。同センターでは2009年度から随時プロジェクトごとに導入し、現在、試験研究も含めてトータルで100台超のPCサーバ「FUJITSU Server PRIMERGY」 が安定稼働しています。

100台超のFUJITSU Server PRIMERGYによるPCクラスタを導入

導入の効果と今後の展望

シミュレーション処理期間が3分の1に短縮

富士通のPCクラスタ導入によりシミュレーションの処理スピードが大幅に向上しています。「従来のマシンと比較し、シミュレーション処理期間が3分の1でできるようになりました。シミュレーション処理の迅速化は、開発期間の短縮により共同開発事業参入の幅を広げることに加え、検討できるパターンを増やすことが可能となり設計精度の向上につながります」(青塚氏)。

運用面の効果も顕著です。「IHIグループの運用保守を担うIHIエスキューブと、富士通のPCクラスタ運用支援サービスが連携し、社内の情報システム部門を支える運用体制が整備できたことでトラブルに対する迅速な対応を実現しています。また設計解析スタッフはメンテナンス業務から解放され、本来業務に専念できるようになりました。今後は計算リソースの最適化やクラウドの活用も課題になると考えています」(岡﨑氏)。

同センターにおけるシミュレーションの展望について「流体解析だけでなく構造解析や伝熱解析などへのPCクラスタの活用は今後の課題です。また解析ソフトウェアなどの道具は標準化が進み、そこで優位性を確保するのは難しくなってきており、これからは様々な解析を連携しインテグレーションしていくノウハウが重要となります。富士通にはPCクラスタの性能の追求はもとより最新技術を活用したシミュレーションに関して積極的な提案を期待しています」と今成氏は話します。

最先端の技術力で大空と宇宙の可能性を切り開くIHI航空宇宙事業本部 技術開発センター。社会の夢の実現に貢献する同センターの取り組みを富士通は先進技術と総合力を駆使し支援していきます。

パートナーメッセージ

写真左から、株式会社PFU 第一営業統括部 第二営業部 岩本 博文、株式会社PFU 第一インフラソリューション事業部 第一ソリューション部 廣川 新

(写真左から)
株式会社PFU 第一営業統括部 第二営業部 岩本 博文
株式会社PFU 第一インフラソリューション事業部 第一ソリューション部 廣川 新

株式会社IHI 航空宇宙事業本部 技術開発センター様と弊社は、これまでPCクラスタシステムで約4年間お付き合いさせていただいています。
以前は、開発ご担当者様がトラブル調査に時間を要しておられ、その時間短縮が課題となっておりました。
SupportDesk PCクラスタシステム運用支援サービスをご利用いただき、お客様のシステム管理の負担軽減に繋げられ、評価をいただけたことを大変嬉しく思っております。
今後も富士通とともに、お客様の開発業務のお役に立てるようサービスの充実に努めてまいります。

【株式会社IHI様 会社概要】
本社所在地 〒135-8710東京都江東区豊洲三丁目1-1 豊洲IHIビル
代表者 代表取締役社長 斎藤 保
創業 嘉永6年(1853年)12月5日
資本金 1,071億円
従業員数 8,331名 連結対象人員:27,562名(2014年3月末)
事業内容 産業機械、車両用過給機、物流システム、環境保全装置、発電用ボイラ、各種プラント、航空機用エンジンなどのエンジニアリングおよび製造・販売
株式会社IHI様のロゴマーク
ホームページ http://www.ihi.co.jp/index.htmlOpen a new window

【導入事例(PDF版)】

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