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「車の空力設計」から「科学的な全体最適経営」を考える

数値流体力学から数値経営力学へ

  • 宮田 秀明

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[1/3ページ]

2010年5月7日(金)

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 1990年前後の数年間は、ある自動車メーカーの乗用車の空気力学的な設計を支援していた。それまでに船の世界でコンピューターによるデジタル設計法を完成させていたので、水を空気に、船を乗用車に変え、コンピューター・シミュレーションによる乗用車の形状設計法を開発し、実際の車体設計へ応用していたのだった。「数値流体力学」という新しい技術の開発を行っていたのだ。

 乗用車にとって、空気の流れは大切だ。時速120キロで走っている乗用車の抗力の80%は空気によるものだ。車の周り、特に後ろには様々な複雑な渦が作られて、これが乗用車を後ろへ引っ張る。エンジンの馬力の80%は渦を作るために使われているのだ。空気による抗力の係数は「Cd」と呼ばれ、だいたい0.3ぐらいの数値になることが多い。トヨタのハイブリッド車「プリウス」はなかなかいい設計が行われていて、Cdは0.24である。

 風洞という大きな設備で実験も行うが、今では、車の形を入力してコンピューター実験を繰り返すことによって最適な形状が求められる。この時、抗力(Cd)を小さくするのが最大の目的だが、それだけではいい車にならない。

 次に大切なのは、上下方向の力である揚力である。飛行機はこの揚力という力で空を飛ぶのだが、乗用車にとって揚力は困った力だ。揚力が大きいと接地力が弱くなって不安定になってしまう。高速道路を走っていてもドッシリと安定させるためには、サスペンションやタイヤも大切だが、下向きの揚力つまり、ダウンフォースが発生するような車体全体の形状でなければならない。

「車の空力設計」=「抗力と揚力を最適にする作業」

 もう随分前だが、ル・マン24時間レースでメルセデスのレースカーが空を舞いそうになった。多少の前後揺れ(ピッチング)も影響したのだろうが、空力設計が甘かった。2年半前に発売された「NISSAN GT-R」は時速300キロ以上出るらしいのだが、それでも安定して走れるのは正しい空力設計がなされていて、揚力が下向きになっているからだ。

 一般に抗力を小さくして、下向きの揚力を発生させるには、ノーズを下げて(スラントノーズ)、後ろのトランクデッキを高くして(ハイデッキ)、後輪から後方の床面を上向きに切り上げればよい。しかし、乗用車では、居住性やトランクの容量など色々な条件と相克するので設計は難しくなる。

コメント9件コメント/レビュー

最適化問題で重要なのは評価関数の決定とパラメータの選定であるが、筆者の言う経営力学における評価関数とパラメータの決定が果たして簡単といえるだろうか?言うは安し。評論家に留まらないでいただきたい。(2010/05/11)

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いただいたコメント

最適化問題で重要なのは評価関数の決定とパラメータの選定であるが、筆者の言う経営力学における評価関数とパラメータの決定が果たして簡単といえるだろうか?言うは安し。評論家に留まらないでいただきたい。(2010/05/11)

人間の心理が入るので、もし科学的に解析するのであれば、複雑系で解析するしかないと思われる。自然科学と社会科学は違うのである。(2010/05/09)

やはり空力学から数値経営学へという展開には、無理があると思いました。さらに、人間が入ってくると難しいとありますが当然のことです。数字上では、この地域からこの地域へ輸送すれば利益が高められるそしてここに工場を作れば人件費も安くなるんでこちらは閉鎖。そういった数字だけで展開していく経営には、従業員はついてはいけないです。そんな会社が、さらに10-20年生き残っていけるでしょうか?全く無理でしょう。数字だけを頼りにあるいは数字を中心として経営を決定してしまうことには無理があります。精一杯利益を拡大化しようとはしていますが、今の従業員を解雇してしまわないようにと努力している経営者もいるわけですので。数字を使う、これが理系の経営学なんでしょうか??(2010/05/09)

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