計算工学講演会論文集 Vol.21 (2016年5月）

計算工学会

V&Vの最近の進展
Recent Progress in V&V越塚誠一1)，高野直樹2)，山田貴博3)，吉田有一郎4)
櫻井英行5)，長谷川浩志6)，松井和己7)
Seiichi Koshizuka, Naoki Takano, Takahiro Yamada, Yuichiro Yoshida
Hideyuki Sakurai, Hiroshi Hasegawa and Kazumi Matsui1) 博(工) 東京大学 工学系研究科 教授（〒113-8656 東京都文京区本郷7-3-1, E-mail: koshizuka@sys.t.u-tokyo.ac.jp)
2) 博(工) 慶應義塾大学 理工学部 教授（〒223-8522 横浜市港北区日吉3-14-1, E-mail: naoki@mech.keio.ac.jp）
3) 博 横浜国立大学 環境情報研究院 教授（〒240-8501 横浜市保土ケ谷区常盤台79-7, E-mail: tyamada@ynu.ac.jp）
4) 博(工) 東芝ｲﾝﾌｫﾒｰｼｮﾝｼｽﾃﾑｽﾞ(株)（〒212-8583 川崎市幸区小向東芝町1, E-mail: yuuichiro.yoshida@toshiba.co.jp）
5) 博(工) 清水建設(株) 技術研究所（〒135-8530 東京都江東区越中島3-4-17, E-mail: hideyuki.sakurai@shimz.co.jp）
6) 博 芝浦工業大学 理工学研究科 教授（〒337-8570 さいたま市見沼区深作307, E-mail: h-hase@sic.shibaura-it.ac.jp）
7) 博 横浜国立大学 環境情報研究院 准教授（〒240-8501 横浜市保土ケ谷区常盤台79-7, E-mail: kzm@ynu.ac.jp）

The Study Group on High Quality Computing (HQC) newly started in Japan Society for ComputationalEngineering and Science (JSCES) from 2015 as succeeding the past study group of HQC initiated in2009. Three meetings have been held in FY2015 and the third one was the collaboration with the Study
Group on Uncertainty Modeling and Simulation. Typical presentations in the meetings are provided asrecent progress of V&V (Verification and Validation). Due to the continuous activities of the Study
Group of HQC, V&V has been widely recognized for quality management in the engineering
simulation.
Key Words : V&V, High Quality Computing, Uncertainty, Quality Management

1． はじめにV&V 40: 医用デバイス，V&V 50: 先進加工）の分科会が日本計算工学会は，2009年に「シミュレーションの品設置され，それぞれの分科会で規格およびそのための文質・信頼性にかかわる調査・研究」研究分科会（HQC研書についての議論が行われている．ASMEからは，2006

究分科会）を設置し，工学シミュレーションに対する年のV&V 10（固体分野におけるガイド）から始まり，V&VV&V(Verification and Validation)の最新情報を調査すると20，V&V 10.1と文書が出版され，現在，V&V 40.1の査読ともに，技術規格の策定を行ってきた[1-4]．2015年からと改定作業が進行している[5]．

は「High Quality Computing(HQC)研究会」として，これま

また，ASMEでは2012年より，毎年，V&VシンポジウでのHQC研究分科会の活動を引き継いでいる．また，HQCムを開催し，規格に対する意見収集と情報交換を行って研究分科会の中で活動を開始した「不確かさのモデリンいる．最近のシンポジウム[6]では，数値シミュレーショ

グ・シミュレーション法に関するワーキンググループ」

ンを設計等の意思決定に用いる際に，計算結果をユーザ

は，2015年より「不確かさのモデリング・シミュレーシーや社会に信頼してもらう(credibilityの確保)ための枠組ョン法に関する研究会」として活動を拡大している．

としてV&Vを位置付け，そのために必要な検証手法や不HQC研究会は2015年度に3回の会合を開いた．第3回会

確かさの定量化(uncertainty quantification)を含む妥当性確合については，「不確かさのモデリング・シミュレーシ認のあり方などについて盛んに議論が行われている．

ョン法に関する研究会」との共同開催とした．ここでは，
HQC研究会のこうした１年間の活動の中から代表的な話題を選び，V&Vの最近の進展として情報提供を行う．

3． 日本計算工学会標準のISO9001:2015への対応
ISO9001:2015が2015年9月15日に発行された．HQC研究
分科会は日本計算工学会標準｢工学シミュレーションの2． 米国機械学会でのV&V規格の動向

品質マネジメント｣(JSCES S-HQC001)のISO9001:2015へ

米 国 機 械 学 会 (The American Society of Mechanicalの対応を検討している．対応のポイントは2点ある．1点

Engineers, ASME)では，規格化，標準化の活動(ASME

目はリスク（不確かさの影響）の扱いである．シミュレ

CODES & STANDARDS)のひとつとして，2001年よりーション業務プロセスにおける不確かさがシミュレーシ

V&Vの規格制定作業が行われている．ASMEでは５つのョン結果及びその目的に及ぼす影響の大きさを考慮し，分野（V&V 10: 固体，V&V 20: 熱流体，V&V 30: 原子力，不確かさを扱う方法を適切に決め対処する．2点目は用語

V&Vの扱いである．ASME とNAFEMSが連携し文献[7]が，委員からのいくつかの話題提供を通じて，あるパラでISOのV&Vとは別にシミュレーションのV&Vを定義しメータと応答を関係づける何らかの実験式を用いてばらた．ISO9001:2015版HQC001もこれに倣うべきと考える．

つきを表現し，FEMと組み合わせる手法であれば，実用的な運用が可能であるとの方向性が見えてきた．これら

4． 他学会でのV&Vの活動(1) 土木学会 [8]の統計的シミュレーションをロバスト設計へと結びつけるための設計論も重要な話題の一つである．

土木分野においては，コンクリート工学ではV&Vに対学術的研究の側面からは，共通の話題として繊維強化する取り組みが始められているものの，全般的には他分プラスチック複合材料（FRP）の確率的マルチスケールモ野に比して遅れていると言わざるを得ない．土木学会応

デリング・シミュレーションを題材として，漸近展開近用力学委員会が，2014年度から「土木分野の数値解析に似を用いた確率的マルチスケール法を取り上げ，実験結おけるV&Vに関する小委員会」を立ち上げたばかりであ果との比較を含む具体的事例を通じて、メリット・デメる．しかし，昨年，一昨年の年次大会で企画したV&Vにリットの議論を進行中である．不確かさを考慮したモデ関する研究討論会には，100名を超える参加があり，学会ルV&Vを大変なタスクだとネガティブにとらえず，材料員のV&Vへの意識の高さが確認できた．の製造・多段階成形というノウハウを要し，ばらつきが今後，同小委員会は，地盤・鋼・コンクリートなど土木分野特有の材料ごとに必要となるV&Vの考え方をまと大きい分野で，モデリングの課題点の整理やノウハウの定量化などにつながる新しい展開を模索している．

めて，情報発信していく計画である．

6． おわりに(2) 日本原子力学会 [9]V&Vは工学シミュレーションの信頼性を高めるための原子力学会では，標準委員会の基盤応用・廃炉技術専方法論として世界的に広がっている．日本においても，門部会の下に「シミュレーションの信頼性分科会」が2012

日本計算工学会の３冊の標準書の発刊などにより，着実年に設置され，アメリカ機械学会(ASME)の規格に代表さに普及しつつある．また，他の学会においても調査・研れるようなモデリング&シミュレーションに関する究活動が組織化されている．V&Vによって工学シミュレ

V&V(モデルV&V)のガイドラインを策定している．2014

ーションの産業利用がさらに活発になることが期待でき

年には分科会においてドラフトが作られ，専門部会でのる．

投票，標準委員会での投票，公衆審査を経て，2015年12月に制定された．現在は著作権の確認作業を行っており，参考文献2016年7月頃に発刊の予定である．今後，講習会の開催，[1] 日本計算工学会: 工学シミュレーションの品質マネ及びガイドラインの英訳を計画している．

ジメント, JSCES S-HQC001:2014.
[2] 日本計算工学会: 工学シミュレーションの標準手順,

5． 不確かさのモデリング＆シミュレーション法
に関する研究動向「不確かさのモデリング・シミュレーション法に関す

JSCES S-HQC002:2015.
[3] 日 本 計 算 工 学 会 : 学 会 標 準 (HQC001&002) 事 例 集 ,JSCES S-HQC003:2015.

る研究会」は，2014年度にHQC研究会の中のWGとして3[4] 白鳥正樹, 越塚誠一, 吉田有一郎, 中村均, 堀田亮年,回の会合を開催した後，2015年度より独立した研究会と高野直樹: 工学シミュレーションの品質保証とV&V,して発足し，2015年度は4回の会合を開催した．ASME

丸善出版, 2913.

V&V10-2006で要求された不確かさを考慮するため，具体的に不確かさを有するパラメータの設定，入力データの[5] https://cstools.asme.org/csconnect/CommitteePages.cfm?
Committee=100003367.

準備や不確かさを考慮したシミュレーション法の課題を[6] http://www.asmeconferences.org/VVS2015/.

整理し，解決策を議論することを目的としている．現在，[7] Smith.,J.,

産業界（自動車，航空，材料，建設，スポーツ工学，ソQuality

SystemSupplement,

NAFEMS

QSS:2008, 2014.

フトウェア，計測器）から21名，大学から11名の計32名[8] http://www.jsce.or.jp/committee/amc/report.html.の委員により最新情報の交換、共有を行っている．多岐[9] http://www.aesj.net/sc_committee/standard/atc/a2sc.

にわたる分野ごとに考えるべき不確かさの性質も異なる