当社のシミュレーション技術への取り組み

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当社のシミュレーション技術への取り組み

米田雅一

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Introduction of our simulation technology Masakazu YONEDA

当社のシミュレーション技術は，前身である（株）芙蓉情報センターおよび（株）富士総合研究所の時代を含めて約40年の歴史があり，流体・構造解析と半導体デバイス解析およびそれらのシミュレータ開発において豊富な実績を有する．近年では製造業におけるCAE（Computer Aided Engineering），材料・創薬の分子シミュレーション，スーパーコンピュータ「京」を用いた大規模流体計算等，業務分野は多岐に渡っている．ここでは，多様化するニーズに向けた当社のシミュレーション技術および技術力向上への取り組みについて紹介する．

(キーワード): シミュレーション技術，CAE，流体解析，構造解析，ハイパフォーマンスコンピューティング，

分子シミュレーション，計算力学技術者認定試験

i サイエンスソリューション部デジタルエンジニアリングチーム次長

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2 1 はじめに

当部では，前身である（株）芙蓉情報センターおよび（株）富士総合研究所の時代を含めて約40年，

科学技術分野のシミュレーションをコア技術として事業を展開している．特に，以前から「国産」の科学技術計算プログラム開発に注力し，1980年代後半からは，HPC（High Performance Computing）の先駆けとして，汎用 EWS（Engineering WorkStation）やベクトル計算機向けの半導体・デバイスシミュレータ，流体解析プログラムの開発に取り組んできた．

1990 年後半から 3D-CAD の発展とハードウェアの高性能化・低価格化によって，製造業の現場ではコンピュータ支援による開発・設計（CAE：Computer Aided Engineering）の導入が進み，現在は，構造・

衝突・振動・伝熱・流体・電磁場等の様々な現象に対して，ISV（Independent Software Vendor）の商用ソフトウェアを中心にCAEが実用化されている．特に，自動車を中心とした輸送機器，重電，機械・精密機器，電機・半導体分野などあらゆる製造業において，シミュレーションは製品の開発・設計に必要不可欠な技術となっている．

近年では，我が国の製造業の更なる競争力向上に加え，将来的な持続的成長・発展可能な社会を目指し，省エネルギー・CO2排出量削減，健康長寿（医療・介護）の促進など，未来の産業構造・社会変革，

経済・社会的課題の解決に向けた研究開発の推進が第5次科学技術基本計画に掲げられている．それに伴い，科学技術分野さらには社会科学分野において，

シミュレーション技術が果たす役割は高度化かつ多様化してきている．

このような状況のもと，みずほ情報総研サイエンスソリューション部では，約70名のメンバー（理工系博士号取得者が全体の1/3）が「『科学』を活かしてお客さまとともに，より良い未来を創造する」ことを目指して，材料・創薬・医療分野の先端科学分野や「京」コンピュータなどのHPCを活用した計算科学技術の研究開発の支援から，自動車などの製造業におけるCAE，エネルギー分野における安全評価解析，社会インフラ分野のエンジニアリング，科学技術動向調査・政策支援などサイエンスを基盤としたソリューションで，社会と産業の課題解決に向けたサービスを提供している．

2 シミュレーションへの取り組み

当部では，シミュレーション技術および科学技術の専門性を活かし，「製造（ものづくり）」から「エネルギー」，「インフラ・防災」，「材料・創薬・医療」

に至るまで，幅広い分野への多様性を維持しながら業務を展開している．さらに，「科学技術動向調査・

政策支援」では最先端の科学技術の知見に基づき，

これらの分野の技術動向調査や政策支援を行っている（図1）．

図1 当部におけるソリューション分野

このように，科学技術分野における風上領域の調査を実施することによって，例えば，技術開発ロードマップと課題解決目標の策定から，業界における研究・製品開発に向けた課題抽出，テーマアップを図り，お客さまが抱える直近あるいは中長期的な課題のニーズを先取りしたソリューションを提案できることが当社の特徴であるといえる（図2）．こうした取り組みは，商用ソフトウェアの販売およびサポートが業務の中心となっているISVと差別化を図っている点である．

本技報では，それらの取り組みのなかで，以下に示す分野のシミュレーション技術および解析事例について紹介したい．

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 製造分野で注目されている形状最適化シミュレーション

 次世代エネルギー技術として普及拡大が期待されている燃料電池ソフトウェア，リチウムイオン二次電池のモデル開発

 社会インフラ基盤を支える配管解析

 津波等の防災分野に適用性が高い流体計算モデルの開発

 材料分野における先端的な分子レベルのシミュレーション

図2 当部における事業展開の一例

3 技術力向上への取り組み

前述のとおり，製造業をはじめとするものづくり分野，社会基盤やエネルギー技術を支える社会インフラ分野において，流体解析・構造解析・マルチフィジックス等の商用ソフトウェアやオープンソースが研究開発，設計・製造現場で実用化されており，

化学・材料・創薬分野においても研究開発に欠かせない技術として計算化学の有効性が認知されつつある．そのなかで，解くべき問題の抽出と適切なモデリング，計算結果の信頼性・有用性をどのように保証するかが大きな課題となっており，お客さまへの満足度を獲得するための重要なスキルと位置づけている．

この課題の解決に向けた取り組みとして当部で注力しているのが，シミュレーションソフトウェアの信頼性と機能性，それらを活用して解析を行う技術者のエンジニアリング力の向上である．特に後者に

ついては，一般社団法人日本機械学会の「計算力学技術者資格認定試験」の制度¹⁾を利用し，実際の業務による教育も含めて個人のスキル育成を推奨してきた．

日本機械学会ホームページによると，計算力学技術者資格認定試験の合格者数は図2に示すように，

CAEの市場への普及・拡大とともに順調に増加しており，上級アナリストを含む上位資格を有する技術者は2014年度末まで延べ1,400人を超えている．そのなかで，上級アナリストは，

 理論及び実務の両面において幅広く深い知識と解析経験を有する人材

 CAE 解析プロジェクトを企画・マネジメントできる人材

 高い倫理観を持ち，顧客や社会に対してプレゼンテーションできる人材

と定義され，シミュレーション技術とプロジェクトマネジメントを高いレベルで両立できる人材であるが，当部ではこれまでに固体力学分野で3名，熱流体分野で8名が上級アナリストの資格を取得している．今後も人材育成の取り組みの１つとして，若手技術者を中心に上級資格の獲得を推進していき，お客さまへ信頼と品質の高いソリューションを提供していく予定である．

4 おわりに

以上，シミュレーション技術のこれまでの経緯と産業界等における活用の現状，当部のシミュレーション技術を活用したソリューションの概要，スキル向上を含めた人材育成等への取り組みについて紹介した．今後も，科学技術分野のスペシャリストの育成，多様性の維持，シミュレーション技術への継続的な研鑽を通じて，「お客さまとともに，より良い未来を創造できる」国内随一のシンクタンクを目指していきたい．

引用URL

1) http://www.jsme.or.jp/cee/cmnintei.htm（2015年12 月1日アクセス）

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（a）分野別・レベル別の合格者数の累計

（b）上級アナリストの合格者数の累計

図2 日本機械学会「計算力学技術者資格認定試験」の状況