FMI — CAE用語解説
FMI
先生、FMI(Functional Mock-up Interface)って異なるシミュレーションツールをつなぐ規格ですか?
その通り。FMI(現在のバージョンは3.0)はModelicaAssociationが策定したオープン規格で、「異なるCAEツール間でシミュレーションモデルを交換・連成するためのインターフェース標準」だ。たとえばMATLAB/SimulinkのモーターコントローラーモデルとDymola(Modelica)の車両動力学モデルを連成したり、OpenFOAMのCFD結果をSimpackの多体動力学解析に渡したりすることができる。FMUという形式(後述)で各モデルを「ブラックボックス化」してエクスポートし、FMI対応の任意のシミュレーター上で連成実行できる。MBSEやデジタルツインのインフラとして業界横断で使われているよ。
定義
FMIにはCo-SimulationとModel Exchangeという2種類があると聞いたんですが?
Co-Simulation(CS)モードはFMUが内部のソルバーも含めて「完全なシミュレーション単位」として動作する——マスターシミュレーターが各FMUに時刻を進めるよう指令するだけでよい。Model Exchange(ME)モードはFMUが微分方程式の右辺(状態導関数)だけを提供して、ソルバー(ODEインテグレーター)はマスター側が担当する。CSは実装が簡単で既存ツールのラッピングに向いているが、時間刻みの同期誤差(interpolation error)の問題がある。MEはより精密な数値積分が可能だが実装が複雑だ。EV/HVのシステム開発では、バッテリーFMU+モーターFMU+インバーターFMU+車両FMUというCS型連成が実用的によく使われているよ。
関連用語
ツール間の壁を越えてモデルを共有できるオープン規格なんですね!
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