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どんな工学分野でも、特に先端技術と言われる分野が人気があり、大学での研究も、どちらかといえば基礎分野よりは先端分野の研究者が増えているような状況です。 私たちが専門とする「構造工学」の分野でも、専門家・細分化が進んでおり、技術全体を見通せる人が少なくなってきました。これの一因は、数値シミュレーションとか、試作レス開発といった高度に発達したコンピュータ活用が挙げられます。なぜなら現代の技術者は、短期間にコストを掛けない設計開発が求められています。従って、現代の技術者は高度な工学的判断を瞬時に下す能力が求められています。 こういう要請に、ＦＥＭ（有限要素法）に代表されるSimulation Based Designは大きな威力を発揮します。技術者が、さほど構造工学に関する基礎理論や、高等理論を知らなくても、複雑な力学現象や物理現象をシミュレーションできるようになりました。ここにお見せする、衝突（Car Clash）や複雑な機械構造物の振動解析も、昔であれば数ヶ月掛かったような解析も、ノートパソコンで数時間で解析できるようになっております。 反面、基礎理論や数値シミュレーションの背景にある前提を知らなくてもコンピュータは使えますから、原理原則をわすれた応用や数値シミュレーション過信が生まれ、製品や構造物の強度不足による事故が多発する傾向にあります。 大学でも学ぶべき科目や、専門知識が増えてきているのに、大学の修業年限は４年間と昔から変わっていません。大学の研究者や教官の研究課題も、いわゆる「最先端工学」志向になり、構造工学の分野でも、「材料力学」「構造力学」「振動力学」「流体力学」等を古典理論にまで遡っては教えなくなってきているようです。 スライドの右上にあるのが、われわれが学生時代にゼミなどで読んだ、構造力学の古典教科書です。構造工学の基礎理論はほぼ、２０世紀初頭までに、オイラーとか、ヘルツとかティモシェンコとか言った大家によって確立されました。 数値計算のためのコンピュータがまだ非力であった３０年ほど前は、つまり私が大学にいた頃ですが、フーリエ級数等を使って高等数学理論を一応理解した上で、コンピュータを使った数値解析を行うというのが主流でした。 従って、解くことが出来る構造形態も、数式に乗るような「綺麗な形」をした構造物しか解くことが出来ませんでしたので、力学的に「理にかなった」構造形態、構造形式が多く用いられ、設計者も、手計算イメージで自分の設計した物の強度を関係者に説明することが可能でした。 最近使われている数値シミュレーションは、構造物を細かな要素に分割し、その要素間の力学現象を連立方程式で解く象を離散化と呼ばれる方法で、このように解析結果がビジュアルに表示されるので、高等な構造理論を知らなくとも、一応の計算はできるわけです。 ものづくりの基本は、その製品を試作して、強度や耐久性、使いやすさなどを実験するのが基本ですが、最近はこのようなＦＥＭやＣＡＥ（Computer Aided Engineering）のお陰で、「数値実験」などという試作を行わないで製品を開発することも多くなりました。 しかし、あまり数値シミュレーションに頼っているのには問題がありそうです。
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