目次
1. 概要
Frontier Development of Science（FDS）は、核エンジニアリング、産業安全、医療放射線治療の各分野向けに高度なソフトウェアスイートを提供しています。ポートフォリオは、核システム設計用のモンテカルロシミュレーションプログラム、複雑システム向けの信頼性・確率論的安全評価（PSA）プラットフォーム、そして KirinKnife シリーズに組み込まれた精密放射線治療計画システムで構成されます。いずれも高い精度・安全性・効率性を追求し、意思決定者と専門家を支援します。
Monte Carlo シミュレーションソフトウェア（SuperMC／TopMC）は、最先端のモンテカルロ法を用いて高忠実度の炉・放射線解析を実現します。CAD から自動生成される 3D モデル、マルチフィジックス連成、クラウド HPC 対応により、設計と解析を高速化。多数の国際ベンチマークによる検証と、世界各地の研究機関・規制当局・産業界での導入実績が信頼性を裏付けています。
信頼性＆リスク解析ソフトウェア（RiskA）は、信頼性工学と PSA を一体化したプラットフォームです。グラフィカルなフォールトツリー・イベントツリー作成機能とリスクモニタ機能により、複数ツールを使い分ける従来型ワークフローを統合。代表例として秦山第Ⅲ原子力発電所に常時稼働するリスクモニタシステムがあり、リスクの可視化と事前対策に貢献しています。
精密放射線治療計画システム（KirinKnife シリーズ）は、がん治療計画を高精度化。モンテカルロ線量計算エンジンと最適化アルゴリズムを活用し、腫瘍にピンポイントで線量を投与しながら正常組織を保護します。中国の主要がんセンターで導入され、特に中性子療法など革新的な治療の安全性と有効性を高めています。
バリュープロポジション：FDS のソフトウェアは専門家にも一般 IT スタッフにも扱いやすい設計で、安全性向上・規制遵守・プロジェクト効率化を実現します。炉設計サイクルの短縮、運用リスクの最小化、医療サービスの高度化など、導入効果は多岐にわたります。
2. 製品概要とバリュープロポジション
現代の原子力・航空宇宙・医療分野では、極限の精度・信頼性・効率性を備えたソフトウェアが不可欠です。FDS は以下 3 製品を核に、設計・運用・医療の各フェーズを総合的に支えます。
- モンテカルロシミュレーションソフトウェア（SuperMC／TopMC）
- 信頼性・確率論的安全評価プラットフォーム（RiskA）
- 精密放射線治療計画システム（KirinKnife シリーズ）
導入により、
- 設計精度の向上
- 安全性・規制遵守の強化
- 業務効率の向上
- 技術的独立性の確保
2.1 Monte Carlo シミュレーションソフトウェア（SuperMC／TopMC）
SuperMC／TopMC は核設計・安全評価向け汎用モンテカルロシミュレーションシステムです。
主な特長
- 包括的物理モデル：中性子・光子輸送、燃焼、線量、活性化、マルチフィジックス連成を単一コードで実施
- ハイブリッド手法と分散削減で計算収束を高速化
- CAD 自動ジオメトリ変換による設計データ活用と工数削減
- 4D 可視化で空間・時間を統合した結果表示
- クラウド＆並列計算でスケーラブルに解析
- 広範な応用領域：臨界安全、融合炉、医療物理など
検証・実績
数千件の国際ベンチマークで精度を検証。90 か国以上・1,000 超の組織が採用し、英国 Generic Design Assessment でも参照実績があります。
2.2 信頼性・確率論的安全評価ソフトウェア（RiskA）
RiskA は信頼性工学と PSA を統合したソフトウェアです。
主な機能
- フォールトツリー・イベントツリーのグラフィカル作成と解析
- 信頼性ブロックダイアグラム、マルコフ解析、データ不確かさ処理
- データベース機能でライフサイクルを通じて情報更新
- リスクモニタ（秦山Ⅲ TQRM など）によるリアルタイムリスク可視化
- インテリジェント支援で重要要因抽出と最適化案提示
活用例
原子力・エネルギー、航空宇宙、防衛、医療機器、車載システムなど多業種で採用。ITER 研究や CLEAR 鉛炉解析など国際プロジェクトにも貢献しています。
2.3 精密放射線治療計画システム（KirinKnife シリーズ）
KirinKnife 計画システムは、高精度がん治療計画を実現します。
主な特長
- 高度画像統合（CT／MRI／PET＋AI 支援輪郭抽出）
- モンテカルロ線量計算で photon／electron／neutron を高精度評価
- 自動最適化アルゴリズムでビームパラメータを迅速決定
- 計画評価ツール（DVH、TCP／NTCP など）
- 病院ワークフロー統合とバイリンガル UI
臨床導入と効果
中国の主要がんセンターに導入され、従来困難だった中性子療法や複雑腫瘍治療を実現。線量精度向上により副作用低減と治療成績改善に貢献しています。
3. 導入メリット
3.1 モンテカルロシミュレーション導入メリット
- 精度向上で適切な安全余裕設定
- 設計サイクル短縮による市場投入の早期化
- ワークフロー統合でデータ移行ミス低減
- 規制当局・ステークホルダーの信頼獲得
- 長期コスト削減（材料・HPC 活用効率）
3.2 信頼性・リスク解析ソフト導入メリット
- 予防的リスク低減で事故回避
- 保全最適化と資源配分の合理化
- 規制対応の効率化
- 安全文化醸成と知識継承
- 投資対効果（ROI）の向上
3.3 放射線治療計画システム導入メリット
- 治療成績向上と副作用低減
- 治療メニュー拡大による競争優位
- 計画時間短縮で患者待機削減
- 線量安全性向上で医療チームの信頼確保
- 学際的研究促進と教育効果
4. 活用事例
- 次世代溶融塩炉設計最適化 ― SuperMC／TopMC により中性子漏えいを 15 %削減、遮蔽コストを大幅削減しライセンス取得を前倒し。
- 秦山Ⅲ原子力発電所のリアルタイムリスクモニタ ― RiskA がリスクの閾値超過を警告、事前の保全スケジュール調整で高リスク状態を回避。
- ロケット段分離系の信頼性向上 ― RiskA がセンサ単一故障を特定し設計を改良、分離成功確率を 0.997 から 0.9997 に向上。
- 脊椎周囲腫瘍の複合治療 ― KirinKnife 計画により光子 IMRT と中性子ブーストを組み合わせ、脊髄線量を 8 Gy 以下に抑制。
- 融合炉遮蔽・活性化解析 ― SuperMC／TopMC で診断ポートの中性子ストリーミングを特定し対策、廃棄物管理容易化の材料選定に貢献。
5. よくある質問（FAQ）
Q1. 既存の MCNP や RiskSpectrum モデルをインポートできますか？
A1. 可能です。SuperMC／TopMC・RiskA 共に変換ユーティリティを備え、段階的移行や並行検証を支援します。
Q2. サポートとアップデートの内容は？
A2. ヘルプデスク、ドキュメント、トレーニング、定期アップデートをライセンスに含みます。
Q3. システム要件は？
A3. 一般的な Windows／Linux ワークステーションで動作し、大規模解析は HPC やクラウドでスケール可能です。
Q4. 検証・妥当性確認は？
A4. 数千件のベンチマークと規制機関レビューに基づき、V&V ドキュメントを提供します。
Q5. 規制環境への導入手順は？
A5. V&V レポートや QA 資料を用いて社内資格付けを支援。ISO、NQA‑1、FDA などに対応可能です。
Q6. オープンソースとの違いは？
A6. 包括機能、最適化性能、完全な検証、専任サポートにより、ミッションクリティカル用途での総所有コストを低減します。
Q7. 自社コードとの統合は？
A7. API やスクリプト、ファイルフォーマット公開により柔軟に連携できます。
Q8. クラウド利用時のデータ保護は？
A8. クラウドは任意。オンプレ環境で完結させることもでき、クラウド利用時には暗号化通信とアクセス制御を実装しています。
6. 結論
FDS の SuperMC／TopMC、RiskA、KirinKnife は、核エンジニアリング・産業信頼性・医療放射線治療を横断する統合ソフトウェアスイートです。厳密な物理モデル、インテリジェントな自動化、ユーザー中心の設計により、精度・安全性・効率を同時に向上させます。導入により、組織は革新的な取り組みを安心して推進でき、社会に大きな価値を提供できます。
メーカーの製品サイトhttp://www.fds.org.cn/en/#/corep
【言語】英語
