シミュレーション用ソフトウェア Simcenter Culgi

プログラミング3D モデル化パラメータ化

概要
Simcenter Culgiは、マルチスケールの計算化学シミュレーションを用いて、医薬品、化粧品、特殊化学品、エネルギー貯蔵などの分野における材料開発を加速するソフトウェアです。量子力学レベルからメソスケール／粗粒度モデル、さらには熱力学・情報学まで連続するワークフローをサポートし、化学的相互作用を分子レベルで扱いながらマクロ特性まで予測します。

用途／適用例

• 医薬品：製剤間の相互作用の探索や安全な製造手法の検討
• 化粧品・パーソナルケア：新規処方の設計と安定性評価
• 特殊化学品：グリーン溶媒のスクリーニング等、持続可能性の高い化学品の探索
• 電池・燃料電池：耐久性のあるポリマー膜や電解質材料の設計
• 石油・天然資源：化学的に強化されたオイル回収プロセスの最適化
• 自動車・材料設計：衝撃強度向上や軽量で耐熱性のある複合材・接着剤の開発

主な特徴

• マルチスケール対応：量子（第一原理）→ 分子→ 粗粒度 → メゾ・連続体までのスケールをカバー
• 化学的および物理的特性の高精度予測：実アプリケーションに近い条件での特性推定が可能
• 幅広いモデルと手法の統合：量子化学、分子動力学、粗粒度モデリング、メゾスケール（フェーズフィールド等）を含む
• 自動化とワークフロー：パラメータ化や粗粒化、スクリプト化ワークフローにより大量計算やハイパフォーマンス計算を効率化
• 業務への適用：配合設計、製造プロセス最適化、物流や市場分析を見据えた材料設計を支援

主要ソリューション／モジュール

• 量子化学（第一原理計算）— 固体・分子の電子構造計算（NWChem等を活用）
• 分子動力学（MD）— 力場生成、自動パラメータ化と高精度シミュレーション
• 粗粒度モデリング— 自動フラグメンテーション／粗視化による大規模系の効率的シミュレーション
• メゾスケール（フェーズフィールド等）— 相分離・形態形成の挙動予測
• 熱流体・輸送現象の評価 — 流体・界面・粘度・拡散の解析
• 配合処方設計ツール— フォーミュレーション管理、スクリーニング、自動化ワークフロー

実装・利点

• 研究開発の初期段階での仮想スクリーニングにより試行錯誤を削減
• 材料特性を分子レベルまで追跡することで課題原因の解明や最適化が可能
• 大規模な組合せ評価を自動化し、R&Dコストと時間を削減

抜粋：新機能や強化点

• 粗粒タンパク質のパラメーター化の自動化（自動フラグメンテーション／パラメータ化）
• タンパク質製剤開発の高速化（製剤設計を加速）
• スマートな平衡検出によりランタイム最適化
• 業界検証済みの粘度予測機能、原子精度での結晶化モデリング、高速化されたスクリプト実行等の強化

対象とする材料・システム

• ポリマー（ブレンド、膜、接着剤、複合材）
• 溶媒系・界面系（マイクロエマルジョン、リポソーム等）
• 配合処方（消費財、食品、医薬品、化粧品）
• 電解質・電池材料、燃料電池材料

特徴量 / 技術的な強み

• 量子計算→MD→粗粒度→メゾスケールの連続的データフロー
• 自動パラメータ生成とフォースフィールド開発支援
• グラフィカルなワークフローとPythonスクリプトの統合で拡張性が高い設計環境
• ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）による大規模解析の実行

特長・仕様（技術的要点）

• 製品種別: 計算化学ソフトウェア（オンプレミス）
• 提供元: Siemens
• 対応分野: 医薬品、化粧品、特殊化学品、エネルギー貯蔵、バッテリー、燃料電池、自動車、石油・ガスなど
• 主要技術: 量子化学、分子動力学、粗粒度モデリング、メゾスケール（フェーズフィールド等）、熱力学・熱流体解析、情報学／データ解析
• ワークフロー: スクリプト化と自動化による量子→分子→粗粒度パラメータの流れ
• 導入形態: ソフトウェア（オンプレミス）
• ページ言語/ローカル: 日本語（ページ表示）、資料の更新情報あり（作成日: 2023-02-08、更新日: 2026-05-18）