オープンソース最適化ソフトウェア DAKOTAサポートサービス

(株)ヴァイナスにて2012年7月より国内サポートを開始!
最新バージョンV6.5の日本語マニュアルも対応済!

DAKOTA (Design Analysis Kit for Optimization and Terascale Applications)は、米国エネルギー省が管轄するサンディア国立研究所の、最適化設計と設計における不確かさ解析を実施する部門を中心に立ち上げられた「DAKOTAプロジェクト」のメンバーにより開発された、設計パラメータと製品性能の関係を分析・評価するための無料のオープンソース型性能分析自動化・統合化システムです。

ヴァイナスはDAKOTAを利用した最適設計システムの運用支援のためのコンサルティングサービスをご提供いたします。DAKOTAの利用により、オープンソースである特長を生かしたカスタマイズが容易、かつ各企業に合わせた強力な最適設計システム構築が可能で、さらに運用コストを大幅に削減します。

DAKOTAサポートサービスの内容

  • 利用上の年間サポート契約。日本語マニュアルの利用サービスを選択いただけます。
  • DAKOTAを利用した最適設計システムの構築とご要望に応じたカスタマイズ
  • 既存の最適設計システムの運用コストの低減・コンサルティング

 構造・熱流体・化学・電気通信など様々な技術分野に適用が可能です。

DAKOTAを使用した最適設計ワークフロー例

▲ DAKOTAで制御する外部プログラムのワークフロー例

DAKOTA (Design Analysis Kit for Optimization and Terascale Applications) と開発の背景

DAKOTAロゴ

米国Sandia 国立研究所で開発され、数値シミュレーション実験による性能分析ツールをベースとして構築された、オープンソースの性能分析自動化・統合化システムです。

市販の最適化システムと同等の機能を搭載しています。

  • ・実験計画法
  • ・応答曲面近似
  • ・遺伝的アルゴリズム など
ASCロゴ

ASC (Advanced Simulation & Computing) プロジェクト

備蓄核兵器の安全性・信頼性・性能確保を目的に、コンピュータによるモデリングと数値シミュレーション実験によりパフォーマンスを分析するための研究開発をおこなうプロジェクトです。
1996年の米国CTBT署名を受けて米国エネルギ省(DoE)が設定した「備蓄核兵器保全管理プログラム(SSMP)」の一環として国家核安全保障局(NNSA)にて立ち上げられました。DAKOTAは本プロジェクトの一部として開始されました。

DAKOTAプロジェクトは1994年にサンディア国立研究所内部の研究開発活動として始まりました。当初の開発目的は、構造解析と設計問題に取組んでいた技術者グループに対して、共通の最適化ツールを提供することでした。

DAKOTAプロジェクトは、開発開始の2年後の1996年、ASC (Advanced Simulation & Computing) プロジェクトに組み込まれています。ASCプロジェクトは、備蓄核兵器の安全性・信頼性・性能確保を目的に、コンピュータによるモデリングと数値シミュレーション実験によりパフォーマンスを分析するための研究開発をおこなうプロジェクトで、米国CTBT署名を受けて米国エネルギ省(DoE)が設定した「備蓄核兵器保全管理プログラム(SSMP)」の一環として国家核安全保障局(NNSA)にて立ち上げられたものです。

初期のDAKOTAは、まずSANDIA研究所の解析技術者が、様々な最適化手法・アルゴリズムを、複雑な最適化インターフェース(プログラム)を意識しないで利用できることを目標として開発され、入力ファイルのコマンドラインを変えることで容易に最適化手法を切り替えることができる形でユーザインターフェースが構築されました。この開発によって、DAKOTAは当初想定されていた構造解析分野への応用だけでなく、非線形構造解析や衝撃物理学、数値流体力学、熱力学の他、数多くの分野に適用され、最適化ツールとして大きく発展しました。

DAKOTAはLGPL(Lesser General Public License)が適用されたオープンソースのソフトウェアとしてリリースされ、最適設計システムのカスタマイズや構築が容易で、パワフルな実行が可能です。

DAKOTAの特長

ライセンス料金不要

・DAKOTA ver5.0 以降では、GNU Lesser General Public License の下で利用可能。

・ソフトウェアの利用に対する料金は不要。

豊富な最適化機能

・市販の最適化エンジンと同様実験計画法、応答曲面法、最適値探索の利用が可能。

ユーザカスタマイズの自由度・拡張性の高さ

・社内利用であればソースコード改変、再コンパイルに制限なし。

・ライブラリ→自社開発したアルゴリズムや、他ソフトウェアパッケージの組み込みが可能。

・ワークフローに組み込む流体・構造解析ソフトウェアに制限なし。

DAKOTAの主要機能

最適化設計

CFD/FEM解析や実験によって得られた設計パラメータと性能の関係から最も望ましい性能を実現するパラメータを数値的に探索します。

感度解析

設計パラメータと性能の関係から、性能に対する各設計パラメータの影響度合いを求めます。

不確実性評価

設定した設計パラメータに対して誤差が生じた場合に、得られる性能がどの程度変動するか分析します。安全性、信頼性、ロバスト性を確認するための機能です。

較正

CFD解析で得られた設計変数と性能の関係と、実験で得られた設計変数と性能の関係、といった複数の系を比較し、較正するための分析を行います。

DAKOTA ソフトウェア仕様

稼働OS ・Red Hat, Mac OS, Windows:インストーラによりコンパイルなしで利用可能 
・上記以外のOS:ソースコードのコンパイルにより利用可能
開発言語 ・プログラムはC++により記述(一部モジュールはFortranにより記述)
・バイナリ形式プログラムのインストーラをダウンロード可能(ソースコードもダウンロード可能)
ライセンス ・GNU LGPL (GNU Lesser General Public License)
・ソフトウェア利用に対する料金は発生しません

DAKOTAに搭載された最適化手法

実験計画法 中央複合計画
Box-Bahnkenサンプリング
直交表
グリッド計画
モンテカルロ乱数サンプリング
ラテン超方格実験計画(LHS)
準モンテカルロサンプリング
CVT(Centroidal Voronoi Tessellation=重心ボロノイ分割)法
MOAT(Morris One-at-a-Time)
応答曲面法 Tayler級数
2点適合非線形近似
移動最小二乗法
多項式モデル(1次~3次)
Kriging法/Gauss過程法
ニューラルネットワーク
多変量適応的回帰スプライン(MARS)
RBF(Radial Basis Function)ネットワーク
多忠実度代理モデル
減次モデル(低次元化モデル)
最適値探索手法 勾配法(勾配ベースの最適化手法)
・実行可能方向法(Feasible Directions Method)
・Fletcher-Reeves共役勾配法
・BFGS(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)法
・逐次線形計画法(SLP)
・逐次二次計画法(SQP)
・Polak-Ribiere共役勾配法
・ニュートン法、準ニュートン法、有限差分ニュートン法

非勾配ベースの最適化手法(DFO)
・パターンサーチ・Simplex法
・グリーディ算法に基づく発見的探索法
・遺伝的アルゴリズム(JEGA=John Eddy's Genetic Algorithm)
・ノースカロライナ州立大学DIRECT
・PDS法(Plan-Do-See)
・EGO(Efficient Global Optimization)

DAKOTAに関するサービス一覧

年間サポート契約 利用方法に関するQ&A カスタマホットライン(Eメール)によりDAKOTAのコマンドや設定方法などの質問にお答えします。
日本語ユーザーズガイド DAKOTAユーザーズガイドの日本語版
※閲覧用パスワードを弊社よりご案内します。
サポート範囲 【契約クラスC】
最適化機能(実験計画法、応答曲面法、最適化探索)の操作レベルのサポート
【契約クラスSC】
上記に加え、「感度解析」「不確実性評価 (UQ)」「較正」の各機能を含むサポート
DAKOTA基礎トレーニング
[1日コース]
DAKOTAを総合的に理解し、実務運用頂くための基礎的知識を習得いただけます。
・DAKOTA概要説明
・エンジニアリングサービス紹介
・導入方法
・実用ケースを題材とした最適化実習 2件
DAKOTA
エンジニアリングサービス
・DAKOTAによる最適化ワークフロー構築業務請負
・DAKOTAを利用した最適設計コンサルティングサービス

※費用や詳細な内容については弊社営業部までお問い合わせ下さい。

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