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取材日 2015年8月17日
第27回研究室訪問は、工学研究科の博士課程後期（D）３年、野波諒太（のなみ りょうた）さんが取材に応じてくれました。
理系の研究室というと実験をしているイメージが强いですが、野波さんは日々笔颁に向かって黙々と研究を进めます。そこには「机械の构造设计を、シミュレーションによって谁でもシステマティックにできるように」という野波さんの思いがありました。
今回は、野波さんの研究やインターンシップのことを中心にお话を闻きました。
研究内容について
现在研究しているのは、船体の构造最适化です。主に商船を研究対象としています。船の设计というのは、基本的には船体の重量を軽くすることを目指して行われます。軽い构造にすることで、船を造る材料费が安くなるためです。しかし、船の重量を軽くしようとすればするほど、船の强度は下がってしまいます。国が定めた规定ルールの范囲内で、强度を保ちつつ軽い构造にするにはどんな构造にすべきなのか。现状では、この构造设计を设计者が経験だけをもとに决めているきらいがあります。构造设计を笔颁でのシミュレーションによって行い、谁でもシステマティックにできる方法を见つけたいというのが、本研究の目的です。
右図は、船を正面で切断し、その一部を抜き出した図です。この断面に棘のようなものがたくさんついています。これは「スティフナー」と呼ばれる船の补强材で、一本の长さが约150メートル（船の长さ）ほどの巨大な棒です。スティフナーの形状は闯滨厂规格で700パターン以上あり、このスティフナーの本数、位置、形状をそれぞれ変えることで、どのくらい重量が変わるかを、贵贰惭（有限要素法）というシミュレーションソフトを用いて计算していきます。
図：スティフナー
贵贰惭とは、ある构造の强度についてコンピューターモデル(贵贰惭モデル)を作成し解析を行うことで求める手法です。贵贰惭モデルは対象构造物を细かなメッシュ（解析领域を叁角形や四面体として区分けし表したもの）に分割したもので、この単纯化されたメッシュごとに计算を行い、构造全体の强度を求める手法です。従来、製品の开発では设计→试作品の作成→强度実験→评価→设计変更のプロセスを繰り返し行っています。しかし、试作品の作成には时间?材料费?人件费等の多くのコストが必要となり、开発のプロセス回数に比例して製品开発のコストが増大してしまいす。そこで、试作品作成コストを削减するために、コンピューターで构造强度をシミュレートする技术が贵贰惭となります。
贵贰惭は主に製造业の分野で使用されており、特に受注生产のため试作品を作ることのできない船舶?原子炉?ビル?桥等で积极的に使用されています。また自动车では、试作品の作成に时间と工费?材料费がかかるため、コストの削减及び开発スピードの向上を目的として使用されています。最近では、机械加工や溶接の工程をシュミレーションし、効率の良い生产方法を生み出すためにも使用されています。船舶の场合、设计者の実力が高く元々の设计が良いため、重量を10％軽くすることができれば上出来です。そんなに削って大丈夫なの？という声も闻きますが、もともとのルールが厳しく、安全率が高いので问题ありません。
船舶に関する研究ができる大学は、私の所属している研究室を含め日本に６大学しかありません。その中でも、船の构造设计を、シミュレーションを用いた最适化という视点でやっているのはうちの构造设计研究室だけなんです。シミュレーションの研究は、シミュレーション上でどれだけ実际の実験结果に近い数値を出せるかがポイントとなってきます。実际の実験结果は本研究室では出せないので、他の共同研究先からデータを貰って进めていきます。贵贰惭というのは公司が导入してまだ20、30年しか経っていない、歴史の浅いものです。そのため、メーカー侧でも使い方が浸透しておらず、たとえば适切なメッシュの切り方を出すために式を作らなければなりません。
シミュレーションで设计することのメリットは、コストをかけて余分な试作品を作る必要がなくなることです。车の衝突実験をする场合ならば、シミュレーションソフトで行えば车を一台溃さずに済みます。
研究をはじめたきっかけ
シミュレーションや贵贰惭の研究をしてみたいと思ったのがきっかけでした。高等専门学校に通っていた私は、最后の一年间を大学と同じような研究室に所属して过ごしました。そこでお世话になった先生が现在所属している大学の研究室の卒业生だったんです。高等専门学校は、多くの生徒が卒业后就职していく中、先生に大学进学を勧められたこともあり広岛大学への编入を决めました。まだ就职したくない、というのがその时私が思った率直な気持ちです。そういうわけで、今は船を研究対象として扱っていますが、それは船への兴味というよりは寧ろシミュレーションに対する好奇心からのことです。
博士课程への进学も、大学进学の时と同じく先生の勧めが大きかったと思います。修士课程1年生のとき就职活动をしていたのですが、行きたい公司から内定をもらうことができませんでした。指导教官の先生からは「博士课程に行ってみるのもよいのでは」と言われ、もともと博士课程へ进学したい思いもあったので进学してみようと思いました。
インターンシップでの経験
博士课程においても、インターンシップを元々どこかのタイミングで行こうと思っていたところ、若手研究人材养成センター（现：グローバルキャリアデザインセンター）の公司派遣プログラムを勧められ、そこからジャパンマリンユナイテッドへのインターンシップの话を进めるに至りました。昨年（博士课程2年生の时）の4月から6月の初旬にかけて行ってきました。造船の専业では业界トップクラスの公司だったので、大学の研究室では経験できない、非常に充実した毎日を送れたと思います。叁重県の事业所は従业员が2000人くらいで、私はその造船所に付设されている研究所（従业员50人ほどの部署）にインターンに行きました。インターン期间中の生活ですが、始业は午前八时と、とにかく朝が早かったです。研究室にいる时は、昼顷から深夜遅くまで研究していたので、最初は生活のリズムを整えることに苦心しました。造船所から车で30分ほどの场所に会社寮があったので、7时前には寮を出なければなりませんでした。
インターンシップ先では、运よく、自分の研究に関连した取组もできました。研究内容は、船に设置されているスティフナーの本数の最适化です。スティフナーの本数を変えると、船の重量はどう変わるのか。それに伴って强度はどう変化していくのか。船の重量を减らすということは、その分强度も下がるということですから、それを补完するために板厚を上げなければなりません。そのパターンを手动で计算し、9パターンに绞り込んでから実际に构造设计を作っていきます。
私の行っている船体の研究は、研究室では船の模型を作ったり设计したりできないので、自分の研究にうまくアタリがつけられませんでした。换言すれば、きちんと最适化できているか実証することが难しかったんです。インターンシップ先では、公司の独自ソフトを使って、コンピューター上で构造最适化の模型を作成することができ、自分のシミュレーションした构造设计が、実际作ってみた时とどれくらい误差が少ないか、実际に手を动かしながらデータをとることができました。船の设计をする时も、研究室では闻けなかった専门的なことについてもインターンシップ先では闻くことができ、スムーズに研究を进めることができました。
インターンシップに行って特に刺激を受けたことは、社员同士が话し合う机会を大切にしているということです。日顷、研究室にいる时は、週に一回のゼミ発表と、先生への报告を除けば周囲の人间とコミュニケーションを取る机会はほとんどありません。ひとりひとり黙々と研究していくのがうちの研究室のスタンスですから。ところが、インターンシップ先では社员同士の话し合いの机会が多く设けられていて、ミーティングは叁日に一回は必ず行われていました。研究所は构造グループ（船の构造设计）、流体グループ（実际に模型を作って水槽で走らせる）、构造、生产グループ（どうすれば効率的に作れるか）という叁つのグループに分かれているため、各グループ同士の连関が重要となってきます。研究室は个人のレベルで研究をすすめていくので、新鲜な体験でした。
研究室の特色について
理系ですが実験を一切やらないというのが、うちの研究室最大の特色であると思います。やるのは笔颁を使ってのシミュレーションのみ、一日中笔颁と向かい合って黙々と作业しています。一週间に一度、指导教官の先生に进捗报告をする时以外は、基本的には一人で研究を进めていきます。后辈に対しては、研究で使うソフトの使い方や、プログラムの细かい部分については指导しますが、それでも研究内容が违うのでめったに话すこともないです。
研究室に配属されるのは学部4年生からで、现在は18人程度の学生がいます。一週间ごとにゼミ発表があり、自分が発表するのは月二回くらいです。その时はスライド作って、自分の研究テーマについて発表します。中には似たような研究をしている学生もいるので、自分の研究に生かせると感じたり、比较データとして使えると思ったり、いろいろと勉强になります。研究室では静かですが、プライベートでは钓りにいったりバーベキューをしたりとオンオフの切り替えができる研究室であると思います。
今后の展望?顿を目指す人へ
最近、シミュレーションのコンサルタント会社に就职することが决まりました。就职先は完全に自分の研究と同じ分野というわけではないですし、研究职ではありません。しかし、シミュレーションのコンサルタントという点では近いので、研究して身につけた力を生かしていけたらと思います。コンサルタントなので、シミュレーションに関してアドバイスすることもありますが、依頼され、自分でモデルを作って解析、评価まですることもあるそうです。
今の就职先を选んだのは、车の设计もやっているというところです。就职先の公司の方と面识があり、博士课程１年のとき、その公司と他公司に出资してもらって叁週间ほどドイツに留学していたことがありました。その时は、自分の研究分野ではない车の衝突解析の研究をしたのですが、研究テーマの船よりも実は车好きの自分にとっては非常に面白く、魅力ある体験でした。その时の繋がりがあったのでその公司に就职したいと思い、就职先として选びました。
博士课程は修士课程の时に比べて忙しくなりますが、学会、インターンシップなどさまざまな経験ができるので、修士课程で就职するよりは、博士课程まで行った方が豊かな経験を得ることができます。研究自体も、学部生?修士时代にくらべて大変でつらい时のほうが多いですが、その分出来た时の喜びが大きいので、私は自分の研究にやりがいを感じながらここまで来ることができました。个人的には博士课程に进学してよかったと感じていますが、昨今アカデミックなポストが减っているので、进学の际は自分の人生设计をしっかり立てたうえで决断されるとよいのではないかと思います。
取材者：加川すみれ（文学研究科 人文学専攻 日本?中国文学語学分野 博士課程前期１年）
