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OpenMM のインストール、動作確認、PDBFixer のインストール（ソースコードを用いたインストール）（Windows 上）
【概要】
Windows 上で OpenMM（分子動力学シミュレーションのためのツールキット）をソースコードからビルドしてインストールし、動作確認を行う手順を説明する。conda を使わない手順である。Build Tools for Visual Studio、Python、Git、CMake、NVIDIA CUDA Toolkit、SWIG、Doxygen を導入し、GitHub から OpenMM のソースコードを取得して cmake でビルドする。システム環境変数 Path、OPENMM_INCLUDE_PATH、OPENMM_LIB_PATH、OPENMM_ROOT の設定方法、Python 用 OpenMM のインストール、OpenMM が提供するテストプログラムと公式のサンプルプログラムによる動作確認、関連ツールである PDBFixer のインストール手順も示す。各ステップでは、具体的なコマンドラインの操作を示している。
【目次】
【関連する外部ページ】
- OpenMM の GitHub のページ：https://github.com/openmm/openmm
- OpenMM の公式ドキュメント（シミュレーションの実行）：https://docs.openmm.org/latest/userguide/application/02_running_sims.html
- PDBFixer の GitHub のページ：https://github.com/openmm/pdbfixer
- SWIG の公式ページ：https://www.swig.org/
1. 前準備
Build Tools for Visual Studio 2026（ビルドツール）のインストール
Build Tools for Visual Studio 2026（ビルドツール）のインストールを行い、C/C++ コードのビルド環境を整える。
Build Tools for Visual Studio は，Visual Studio の IDE を含まない C/C++ コンパイラ，ライブラリ，ビルドツール等のコマンドライン向け開発ツールセットである。インストール済みの場合，この手順は不要である。 以下のコマンドは、Build Tools が未インストールの場合は winget で新規インストールし、インストール済みの場合は 【インストールコマンドの実行方法】 管理者権限でコマンドプロンプトを起動する（手順：Windows キーまたはスタートメニュー → 上記のコマンドでは、Build Tools 本体と Visual C++ 再頒布可能パッケージをインストールし、続いて以下のコンポーネントを追加している。 上記以外の追加のコンポーネントが必要になった場合は Visual Studio Installer で個別にインストールできる。 インストール完了の確認 Visual Studio を必要とするとき Visual Studio の機能を必要とする場合は，追加インストールできる。[Build Tools for Visual Studio 2026（ビルドツール）のインストール手順を見るには、ここをクリック]
Windows での Build Tools for Visual Studio 2026 のインストール
setup.exe modify でコンポーネントを追加する（バージョンは変更しない）。cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。そして、コマンド全体をコマンドプロンプトにコピー＆ペーストする。REM VC++ ランタイム
winget install --scope machine --id Microsoft.VCRedist.2015+.x64 -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/quiet /norestart"
REM ============================================================
REM Visual Studio Build Tools + Desktop development with C++
REM （VCTools、MSBuildTools、CMake連携、Clang、Windows 11 SDK）
REM ============================================================
REM 進行中のインストーラーを停止（ロック競合回避）
taskkill /F /IM vs_setup.exe /T >nul 2>&1
taskkill /F /IM vs_installer.exe /T >nul 2>&1
taskkill /F /IM vs_installerservice.exe /T >nul 2>&1
REM 未インストール時: winget で新規インストール
REM インストール済み時: setup.exe modify でコンポーネント追加（バージョンは変更しない）
winget list --id Microsoft.VisualStudio.BuildTools 2>nul | findstr /i "BuildTools" >nul 2>&1
if %ERRORLEVEL% EQU 0 (
for /f "usebackq delims=" %P in (`"C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Installer\vswhere.exe" -products Microsoft.VisualStudio.Product.BuildTools -property installationPath`) do start /wait "" "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Installer\setup.exe" modify --installPath "%P" --add Microsoft.VisualStudio.Workload.VCTools --add Microsoft.VisualStudio.Workload.MSBuildTools --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.CMake.Project --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.Llvm.Clang --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.Llvm.ClangToolset --add Microsoft.VisualStudio.Component.Windows11SDK.26100 --includeRecommended --quiet --norestart --nocache
) else (
winget install --scope machine --id Microsoft.VisualStudio.BuildTools -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "--quiet --wait --norestart --nocache --add Microsoft.VisualStudio.Workload.VCTools --includeRecommended --add Microsoft.VisualStudio.Workload.MSBuildTools --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.CMake.Project --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.Llvm.Clang --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.Llvm.ClangToolset --add Microsoft.VisualStudio.Component.Windows11SDK.26100"
)
REM 破損時の修復（任意、動作がおかしくなった場合）
REM "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Installer\setup.exe" repair --installPath "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\18\BuildTools" --quiet --norestart
REM 導入確認（インストールパスが表示されれば正常）
"C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Installer\vswhere.exe" -products * -requires Microsoft.VisualStudio.Workload.VCTools -property installationPath
--includeRecommended により、MSVC コンパイラ、C++ AddressSanitizer、vcpkg、CMake ツール、Windows 11 SDK 等の推奨コンポーネントが含まれる）winget list Microsoft.VisualStudio.BuildTools
Python 3.12 のインストール
Pythonのインストールを行い、Pythonのプログラムを実行する環境を整える。扱う環境は、Windows搭載パソコンである。金子研究室では、Python 3.12.10を推奨する。
[Windows での Python 3.12 のインストール手順を見るには、ここをクリック]
Windows での Python 3.12 のインストール
以下のいずれかの方法でPython 3.12をインストールする。Pythonがインストール済みの場合、この手順は不要である。
方法 1：winget によるインストール
【インストールコマンドの実行方法】
管理者権限でコマンドプロンプトを起動する（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。そして、コマンド全体をコマンドプロンプトにコピー＆ペーストする。
--scope machine を指定することで、システム全体（全ユーザー向け）にインストールされる。このオプションの実行には管理者権限が必要である。インストール完了後、コマンドプロンプトを再起動するとPATHが反映される。
REM Python 3.12 をシステム領域にインストール
winget install --id Python.Python.3.12 -e --scope machine --silent --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/quiet InstallAllUsers=1 PrependPath=1 Include_test=0 Include_pip=1 Include_launcher=1 InstallLauncherAllUsers=1 TargetDir=\"C:\Program Files\Python312\""
REM Python と Scripts を PATH 先頭に追加
powershell -NoProfile -Command "$p='C:\Program Files\Python312'; $s=\"$p\Scripts\"; $c=[Environment]::GetEnvironmentVariable('Path','Machine'); if((Test-Path $p) -and (';'+$c+';' -notlike \"*;$p;*\") -and (';'+$c+';' -notlike \"*;$s;*\")){[Environment]::SetEnvironmentVariable('Path',\"$p;$s;$c\",'Machine')}"
方法 2：インストーラーによるインストール
- Python公式サイト（https://www.python.org/downloads/）にアクセスし、「Download Python 3.x.x」ボタンからWindows用インストーラーをダウンロードする。
- ダウンロードしたインストーラーを実行する。
- 初期画面の下部に表示される「Add python.exe to PATH」にチェックを入れてから「Customize installation」を選択する。このチェックを入れ忘れると、コマンドプロンプトから
pythonコマンドを実行できない。 - 「Install Python 3.xx for all users」にチェックを入れ、「Install」をクリックする。
インストールの確認
コマンドプロンプトで以下を実行する。
python --versionバージョン番号（例：Python 3.12.x）が表示されればインストール成功である。「'python' は、内部コマンドまたは外部コマンドとして認識されていません。」と表示される場合は、インストールが正常に完了していない。
Git のインストール（Windows 上） [クリックして展開]
管理者権限でコマンドプロンプトを起動する
（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。
次のコマンドを実行する。管理者権限は、winget の --scope machine オプションでシステム全体にインストールするために必要である。
REM Git をシステム領域にインストール
winget install --scope machine --id Git.Git -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/VERYSILENT /NORESTART /NOCANCEL /SP- /CLOSEAPPLICATIONS /RESTARTAPPLICATIONS /COMPONENTS=""icons,ext\reg\shellhere,assoc,assoc_sh"" /o:PathOption=Cmd /o:CRLFOption=CRLFCommitAsIs /o:BashTerminalOption=MinTTY /o:DefaultBranchOption=main /o:EditorOption=VIM /o:SSHOption=OpenSSH /o:UseCredentialManager=Enabled /o:PerformanceTweaksFSCache=Enabled /o:EnableSymlinks=Disabled /o:EnableFSMonitor=Disabled"
CMake のインストール（Windows 上） [クリックして展開]
管理者権限でコマンドプロンプトを起動する
（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。
次のコマンドを実行する。Build Tools for Visual Studio 2026 に対応するジェネレータ「Visual Studio 18 2026」は CMake 4.2 以降で使用できるため、最新版をインストールする。
REM CMake をシステム領域にインストール
winget install --scope machine --id Kitware.CMake -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/qn /norestart ADD_CMAKE_TO_PATH=System"
NVIDIA CUDA Toolkit 13.3 のインストール
- 前提条件（NVIDIA CUDA Toolkit インストール前）：NVIDIA GPU、NVIDIA ドライバ、および Build Tools for Visual Studio もしくは Visual Studio が必要である。
- インストール中の注意：なるべく他のウインドウはすべて閉じておくこと。
管理者権限でコマンドプロンプトを起動する
（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。
次のコマンドを実行する。
REM NVIDIA CUDA Toolkit 13.3 をシステム領域にインストール
winget install --scope machine --id Nvidia.CUDA --version 13.3 -e --silent --disable-interactivity --force --uninstall-previous --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "-s -n"
REM 環境変数TEMP, TMPの設定（一時ファイルの保存先を短いパスに変更）
mkdir C:\TEMP
set "TEMP_PATH=C:\TEMP"
setx TEMP "%TEMP_PATH%" /M >nul
setx TMP "%TEMP_PATH%" /M >nul
SWIG のインストール（Windows 上）
SWIG は、C/C++ のコードから他の言語用のインタフェースを生成するツールであり、OpenMM の Python 用ラッパーの生成に必要である。
管理者権限でコマンドプロンプトを起動する
（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。
次のコマンドを実行する。
winget install --scope machine SWIG.SWIG
for /r "C:\Program Files\WinGet\Packages" %f in (swig.swg) do @if exist "%f" set "SWIG_LIB=%~dpf." & setx SWIG_LIB "%~dpf." /M
Doxygen のインストール（Windows 上）
Doxygen は、ソースコードから API ドキュメントを生成するツールであり、OpenMM の Python 用ラッパーの生成に必要である。
管理者権限でコマンドプロンプトを起動する
（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。
次のコマンドを実行する。
winget install -e --id DimitriVanHeesch.Doxygen
2. OpenMM のインストール（ソースコードを使用）（Windows 上）
- 管理者権限でコマンドプロンプトを起動する
（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー →
cmdと入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。 - OpenMM のインストール
OpenMM の GitHub のページ：https://github.com/openmm/openmm
次のコマンドを実行する。ビルドには時間がかかる。
cd /d c:%HOMEPATH% rmdir /s /q openmm git clone https://github.com/openmm/openmm cd openmm rmdir /s /q build mkdir build cd build del CMakeCache.txt rmdir /s /q CMakeFiles cmake .. -A x64 -T host=x64 ^ -DOPENMM_BUILD_C_AND_FORTRAN_WRAPPERS=OFF ^ -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="C:/openmm" cmake --build . --config Release --target INSTALL -- /m:4エラーメッセージが出ていないことを確認する。
- Windows の システム環境変数 Path に c:\openmm\lib を追加することにより、パスを通す。
管理者権限でコマンドプロンプトを起動する （手順：Windowsキーまたはスタートメニュー →
cmdと入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。次のコマンドを実行する。
powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"Path\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\openmm\lib\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"Path\", $oldpath, \"Machine\")"
- Windows の システム環境変数 OPENMM_INCLUDE_PATH、OPENMM_LIB_PATH の設定
この 2 つの環境変数は、Python 用 OpenMM のビルド時にヘッダとライブラリの場所を指定するために使う。
管理者権限でコマンドプロンプトを起動する （手順：Windowsキーまたはスタートメニュー →
cmdと入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。次のコマンドを実行する。
powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"OPENMM_INCLUDE_PATH\", \"c:\openmm\include\", \"Machine\")" powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"OPENMM_LIB_PATH\", \"c:\openmm\lib\", \"Machine\")"
- Windows の システム環境変数 OPENMM_ROOT に c:\openmm を設定する。
管理者権限でコマンドプロンプトを起動する （手順：Windowsキーまたはスタートメニュー →
cmdと入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。次のコマンドを実行する。
powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"OPENMM_ROOT\", \"c:\openmm\", \"Machine\")"
- Python 用の OpenMM のインストール
環境変数の設定を反映させるため、いったんコマンドプロンプトを閉じる。
管理者権限でコマンドプロンプトを起動する （手順：Windowsキーまたはスタートメニュー →
cmdと入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。次のコマンドを実行する。
cd /d c:%HOMEPATH% cd openmm\build\python python setup.py build python setup.py installエラーメッセージが出ていないことを確認する。
3. OpenMM の動作確認
- Windows のコマンドプロンプトを開く。
- OpenMM が用意しているテストプログラムを実行する。
次のコマンドを実行し、エラーメッセージが出ていないことを確認する。
python -m openmm.testInstallation
- 確認のため、公式のサンプルプログラムを実行する。
まず、次のコマンドを実行する。
cd c:\openmm cd examples python次のページに記載のサンプルプログラムを実行する。
https://docs.openmm.org/latest/userguide/application/02_running_sims.html
エラーメッセージが出ていないことを確認する。
4. PDBFixer のインストール（Windows 上）
PDBFixer は、Protein Data Bank（PDB）ファイルに含まれる欠損原子や非標準残基などの問題を修正するツールであり、シミュレーションの前処理に使う。動作には OpenMM が必要である。
- 管理者権限でコマンドプロンプトを起動する
（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー →
cmdと入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。 - PDBFixer のインストール
PDBFixer の GitHub のページ：https://github.com/openmm/pdbfixer
次のコマンドを実行する。
cd /d c:%HOMEPATH% rmdir /s /q pdbfixer git clone https://github.com/openmm/pdbfixer cd pdbfixer python setup.py build python setup.py installエラーメッセージが出ていないことを確認する。
【まとめ】 Windows での OpenMM のソースコードからのインストール、環境設定、動作確認、および関連ツールのセットアップまでの一連の手順を説明した。