【資料5】HPC分野におけるOSSの産業利用の展望～OpenFOAM®の例～

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さみかむら
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1 資料 5 HPC 分野における OSS の産業利用の展望 ~OpenFOAM の例 ~ サイエンスソリューション部 HPCI 計画推進委員会今後のHPCI 計画推進のあり方に関する検討ワーキンググループ産業利用アプリケーション検討サブワーキンググループ第 3 回 2013 年 9 月 17 日文部科学省 * This offering is not approved or endorsed by OpenCFD Limited, the producer of the OpenFOAM software and owner of the OPENFOAM and OpenCFD trade marks. オープンソースのソフトウェア page. 2/7 ソースコードを公開し営利非営利の区別無く自由な利用及び自由な再頒布や派生物の作成を認めているソフトウェア * 開発における利点多数の有志が開発検証サポートを行う透明性の保証開発や知識共有のスピードアップ利用者の利点目的に合わせたカスタマイズが自由多くの場合無償での利用が可能成功例 : Linux や GNU Compiler Series など CAE や HPC の分野では高額な商用ソフトや独自開発ソフトの利用が多かった OpenFOAM を筆頭にオープンソースの利用が広がりつつある独自の計算モデルの開発自社設計システムへの組み込み ( ソルバとして CAD などと連携 ) ライセンス数に縛られない超並列計算 ( 例 : 京での 10 億点規模の計算 : 清水建設 ) 現状海外のソフトウェアがほとんど ( 国プロ開発アプリは方向性が異なるものがある ) 本資料では国産 OSS の開発や国プロ開発アプリの OSS への転換も考慮に入れる *Open Source Initiative による定義は Appendix-1 を参照

OpenFOAM の開発経緯 page. 3/7 1999 年 Imperial College, D. Gosman 研究室の H. Weller と H.

Weller) 2008 年 Google Scholar での OpenFOAM 検索結果件数 :538 件 2011 年 SGI グループが OpenCFD 社を買収 ( オープンソースでの開発と公開は継続 ) 2012 年 ESI グループが OpenCFD 社を買収 (

Jasakがそれぞれ OpenCFD 社とWikki 社を立ち上げており OpenCFD: OpenFOAMの商標を持つ開発元 Wikk: OpenFOAM-extendプロジェクトを主導し 2006 年よりワークショップ等を開催しアカデミックなユーザーを取り込んでいるという形で分岐が生じている

2 OpenFOAM の開発経緯 page. 3/ 年 Imperial College, D. Gosman 研究室の H. Weller と H. Jasak が研究で用いていたコードをベースに商品名 FOAM として商用化 Nabla 社立ち上げ 2004 年 GPL ライセンスの元で OpenFOAM としてオープンソース化 OpenCFD 社立ち上げ (H. Weller) 2008 年 Google Scholar での OpenFOAM 検索結果件数 :538 件 2011 年 SGI グループが OpenCFD 社を買収 ( オープンソースでの開発と公開は継続 ) 2012 年 ESI グループが OpenCFD 社を買収 ( オープンソースでの開発と公開は継続 ) 2013 年 Google Scholar での OpenFOAM 検索結果件数 :6360 件現在 ESI グループの OpenCFD 社が OpenFOAM の商標を保持している備考 : 2004 年のオープンソース化の際に開発者であるH.WellerとH.Jasakがそれぞれ OpenCFD 社とWikki 社を立ち上げており OpenCFD: OpenFOAMの商標を持つ開発元 Wikk: OpenFOAM-extendプロジェクトを主導し 2006 年よりワークショップ等を開催しアカデミックなユーザーを取り込んでいるという形で分岐が生じている OpenFOAM の特徴 page. 4/7 CAE における OSS としては最も成功していると言われる豊富な機能外部ツールへのデータ変換 CAD からのメッシュ自動生成多様な物理モデル柔軟な拡張性 C++ によるオブジェクト指向のコード設計 MPI による並列化 GPL によるライセンス国際的なユーザーの活動が活発欧米を中心としたユーザー会 Web 上での情報共有 (Forum や OpenFOAM Wiki など ) 日本では : オープン CAE 学会 2013 年アジア太平洋ユーザー会の組織乱流解析燃焼二相流 VOF CAD 適合メッシュ DEM

3 OpenFOAM の現状 page. 5/7 研究での利用に加えて商用利用も進みつつある Volkswagen, Audi( 自動メッシュ生成を含めた空力熱解析ツール ) 清水建設 (1 億メッシュ規模での津波解析や京による 10 億メッシュ規模の解析 ) 日立 ( 高精度の燃焼解析ツールの開発 ) その他学会発表などでは IHI 三井造船 BASF 日東電工など期待されている役割商用ソフトの代替超並列大規模解析独自の機能拡張設計解析システムへの組み込み OpenFOAMの利点無償で利用可能最適化ライセンス料不要拡張性拡張性多機能性一方で商用ソフトと比較したときのサポート不足ロバスト性の低さなどによる導入トレーニング検証コストの高さも認知されつつある発散しやすい自力で調べないと情報がない機能が不十分なままバグが潜んでいる無償だからというだけの理由で安易に使えるものではない課題と今後の見通し page. 6/7 CAE における OSS として注目を浴びることには成功したが商用ソフトと比較したときの使いづらさも認知されてきている CAE において OSS が提供できる価値とは何かが問われている期待されている役割商用ソフトの代替超並列大規模解析独自の機能拡張設計解析システムへの組み込み OpenFOAMの利点無償で利用可能最適化ライセンス料不要拡張性拡張性多機能性導入コスト高いライセンス形態次第? ユーザーによる開発や検証サポートが加速すれば OSS の強みとなりうる但し活発といわれるユーザーの活動も産業界にとって十分なものではない ( ただ乗りできるものではない ) ユーザーによる検証や改良が進んでいれば解決できているはずの問題も多いロバスト性などについてはワークショップで要望も出ているが対応は十分でないベンダーが独自改良版を商品化しているが独自のブランチとなってしまう

4 国による OSS の利用支援 page. 7/7 意義狙い今までに蓄積された開発内容や情報共有を利用でき期待感も高い今後も継続的な開発が期待できる国際的な利用が期待できるため成果の公開や情報共有の際に有利国際的な研究開発に貢献でき情報収集や人材の育成にも役立つ期待される役割検証や一部機能の開発改良サポートなどの支援国際的な情報共有や開発への貢献などの推進 ( 理想的にはイニシアティブを取れるような形で貢献していく ) 商用利用への後押し ( ライセンス形態の考慮や国主導のプロジェクト ) 課題成果をオープンにしていくことが基本姿勢として求められるソフトウェア産業の国際的な競争力を育てるのは難しい( 特にGPLなどの場合 ) クローズドなソフトウェアとの相互作用による発展も無視できないライセンス形態の選択や国プロ開発アプリ等との役割分担が必要 Appendix-1 産業利用アプリ検討サブ WG ( 文部科学省 ) 2013/9/17 Open Source Initiative (OSI) によるオープンソースの定義 (wikipedia オープンソースより ) 自由な再頒布ができることソースコードを入手できること派生物が存在でき派生物に同じライセンスを適用できること差分情報の配布を認める場合には同一性の保持を要求してもかまわない個人やグループを差別しないこと適用領域に基づいた差別をしないこと再配布において追加ライセンスを必要としないこと特定製品に依存しないこと同じ媒体で配布される他のソフトウェアを制限しないこと技術的な中立を保っていること CAE におけるその他の OSS の例 Code-Aster ( 固体 ) Code-Saturne(CFD) SALOME-MECA( プリポスト ): フランス電力会社 Elmer(FEM によるマルチフィジックス ): フィンランド CSC LIGGGHTS(DEM):CFDEM project Palabos( 格子ボルツマン法 ):Palabos project (FlowKit Ltd., ジュネーヴ大学 ) DAKOTA( 形状最適化ツール ): Sandia 国立研究所 Paraview( 可視化 ): Kitware Inc. Sandia 国立研究所 Los-Alamos 国立研究所

5 Appendix-2 産業利用アプリ検討サブ WG ( 文部科学省 ) 2013/9/17 主要な OSS のライセンスこれ以外にも数多くのライセンスが存在するほか商用とのデュアルライセンスなども可能ライセンス名概要 ( 正確な内容は各ライセンスの条文を参照 ) GPL AGPL LGPL BSD APL 無保証であること著作権表示を保持することを条件に商用非商用問わず自由な利用や再頒布改変などを許可する ( 頒布時のコストの要求も自由 ) 再頒布または派生バージョン ( 改変版など ) の頒布の際以下のことが求められる受領者へのソースコードの開示 ( 広く一般に公開することが求められるわけではない ) 派生バージョンを GPL によってライセンスすること ( コピーレフト ) これにより全ての派生バージョンについてオープンであることが保証されるこの他特許権に関わる条項が存在するクラウドや web サービスなどの形で利用者に提供する場合については要求事項などの制限無し GPL に加えクラウドや web サービスなどの形で提供する場合利用者にソースコードへのアクセスも同時に提供することを求める GPL と同様だが LPGL によってライセンスされたソフトウェアを改変せずライブラリとして自作のソフトウェアとリンクする場合については自作ソフトウェアに対して LGPL の制限は適用されない ( 自作ソフトウェアについてはソースコードを開示せず自由なライセンスで頒布してもよい ) 無保証であること著作権表示及びライセンス条文の表示を保持することを条件に商用非商用問わず自由な利用や再頒布改変などを許可する ( 頒布時のコストの要求も自由 ) 派生バージョンの頒布の際にソースを公開する必要は無く自由なライセンスを適用しても良い派生元の著作者を宣伝することを求める条項 ( 宣伝条項 ) が存在 ( 修正 BSD で削除 ) 著作権表示と免責事項表示を求めていることを除き商用非商用問わず自由な利用や再頒布改変などを許可する ( 頒布時のコストの要求も自由 ) 派生元が APL でライセンスされていることを表示することが求められるがソースコードの開示要求や派生バージョンのライセンスに対する制限はない但しこれに加えて特許権に関わる条項が存在する ( 参考 )RSS21 フリーソフトウェア仕様許諾条件無償での実行複製頒布改変を許可する改変版の頒布の際ソフトウェア名を残し著作権を表示する営利目的での使用の際は別途使用許諾契約の締結が必要利用結果の公表の際はソフトウェアに関する情報の開示が必要ここでは各種ライセンスの概要のみ示しているためライセンスに関わる法的な判断が必要な場合は本ページの内容は参考程度に留め各ライセンスの条文を直接参照すること

はじめての OpenFOAM その 3 富県学中川慎二オープンCAE 富 2014 年 1 月 25 日 Disclaimer: OPENFOAM is a registered trade mark of OpenCFD Limited, the producer of the

はじめての OpenFOAM その 3 富県学中川慎二オープンCAE 富 2014 年 1 月 25 日 Disclaimer: OPENFOAM is a registered trade mark of OpenCFD Limited, the producer of the はじめての OpenFOAM その 3 富県学中川慎二オープンCAE 勉強会 @ 富 2014 年 1 月 25 日 Disclaimer: OPENFOAM is a registered trade mark of OpenCFD Limited, the producer of the OpenFOAM software and owner of the OPENFOAM and OpenCFD