2012 年 12 月 12 日 PTC Live Tech Forum 東 京 2012 1 車 載 ソフトウェア 開 発 に 必 要 な 開 発 環 境 とは ~Integrity 導 入 によるソフト 開 発 の 効 率 化 を 目 指 して~ ( 株 )デンソー 電 子 プラットフォーム 開 発 部 システム 基 盤 開 発 室 福 田 淳 一 junichi_fukuda@denso.co.jp 会 社 と 組 織 の 紹 介 2 社 名 株 式 会 社 デンソー 設 立 1949 年 12 月 16 日 本 社 愛 知 県 刈 谷 市 資 本 金 1,874 億 円 単 独 連 結 売 上 高 2 兆 316 億 円 3 兆 1,546 億 円 従 業 員 数 38,323 人 126,036 人 主 要 得 意 先 トヨタ 自 動 車 ( 株 ) 殿 を 始 め 国 内 外 カーメーカー (2012 年 3 月 31 日 現 在 ) 電 子 機 器 事 業 Gr. Gr. 情 報 安 全 事 業 Gr. Gr. ハ ワトレイン 機 器 事 業 Gr. Gr. 熱 事 業 Gr. Gr. コーホ レートセンター 技 術 開 発 センター 技 術 企 画 部 技 術 管 理 部 基 礎 研 究 所 研 究 開 発 1~3 1~3 部 電 子 フ ラットフォーム 開 発 部 電 子 プラットフォーム 開 発 部 車 載 電 子 プラットフォームの 企 画 開 発 ( 論 理 アーキテクチャ ソフトPF システム 開 発 基 盤 ) そ 情 走 デ の 報 行 電 バ 他 通 安 子 イ 信 関 全 事 ス 事 連 事 業 事 業 事 業 部 業 部 業 部 部 部 生 産 推 進 センター
本 日 の 発 表 内 容 3 1.モビリティ 社 会 と 車 載 系 電 子 システムの 動 向 2. 車 載 ソフトウェアの 課 題 とツールの 必 要 性 3.Integrity 導 入 の 期 待 効 果 4. 定 着 に 向 けての 課 題 お 客 様 への 柔 軟 な 対 応 を 目 指 して モデルベース 開 発 への 適 用 海 外 との 分 散 開 発 環 境 構 築 5.まとめ モビリティ 社 会 を 取 り 巻 く 課 題 4 地 球 環 境 地 球 にやさしい 環 境 作 りへの 貢 献 温 暖 化 防 止 に 向 けたCO2 排 出 量 低 減 燃 費 改 善 エネルギー 多 様 化 電 動 化 (ハイブリッド PHV EV) エンジン モータへの 変 化 交 通 安 全 交 通 事 故 ゼロ 社 会 の 実 現 衝 突 安 全 ~ 予 防 安 全 ~ 運 転 支 援 普 及 のための 既 存 製 品 の 低 コスト 化 と 更 なる 先 進 安 全 装 備 の 開 発 将 来 社 会 車 の 電 動 化 により 家 や 地 域 とエネルギー 連 携 スマートグリッド マイクログリッド インフラ 協 調 ( 車 車 路 車 )による 半 自 動 運 転 常 時 接 続 により IT クラウドサービス 活 用 車 の 利 用 スタイルの 変 化 カーシェアリング マルチモーダル
カーエレクトロニクスの 歴 史 と 分 野 製 品 動 向 イグナイタ オルタネータ 支 える 技 術 半 導 体 ICレギュレータ カーエアコン 1970 1980 1990 2000 マイコン IC LSI ASIC ソフトウェア 化 デジタル 化 高 密 度 実 装 システムオンSi オプトエレクトロニクス ネットワーク 化 統 合 化 2010 排 ガス 対 策 燃 費 向 上 直 噴 ISS 点 火 時 期 制 御 VVT ハイブリッド PHV,EV スマートク リット 燃 料 噴 射 制 御 エンジン 制 御 リーンバーン 空 気 圧 警 報 配 光 制 御 ナイトビジョン 安 全 性 追 求 エアサス 制 御 by ワイヤ インフラ 協 調 限 定 自 動 ABS エアバック VSC ACC PCS 衝 突 回 避 運 転 車 高 制 御 快 適 性 向 上 イモビライゼーション ASV オートエアコン 情 報 通 信 化 GPSナビ VICS ATIS DSRC WiFi ナビ ITS 自 動 車 電 話 自 動 課 金 システム インフラ 協 調 メカニカル 制 御 エレクトロニクス 化 PF 化 分 散 化 SiC 2020 5 環 境 安 全 快 適 利 便 パワートレイン 制 御 エンジン 制 御 システム -ガソリンエンジン 制 御 -ディーゼルエンジン 制 御 トランスミッション 制 御 システム シャーシ 制 御 パワーステアリング 制 御 システム 電 子 制 御 ブレーキシステム 運 転 支 援 システム ボデー 制 御 エアコンシステム エアバッグシステム スマートエントリ セキュリティシステム 情 報 通 信 カーナビゲーションシステム 自 動 車 電 話 ETCシステム オーディオシステム 車 載 システムの 高 度 化 に 伴 いカーエレクトロニクスの 重 要 性 は 高 まる 一 方 車 載 電 子 システム 規 模 の 推 移 6 コード 行 数 1 億 行 10000000 1000000 100000 10000 1000 100 10 GM(eWeek) ( 日 経 エレクトロニクス) 日 産 DC(BCGデータ) DC(BCGデータ) GM(eWeek) DC(BCGデータ) ( 日 経 金 融 新 聞 ) DC(BCGデータ) DC(BCG データ) DC(BCG データ) (Ward' Auro World) (ECN) GM(eWeek) ( 日 経 ビジネス) トヨタ( 日 経 産 業 新 聞 ) 日 産 ( 日 経 エレクトロニクス) (Ward' Auro World) 1 DC(BCGデータ) 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 注 : 表 中 に 該 当 するOEM 名 とデータの 出 所 を 明 記 () 内 がデータの 出 所 出 所 : 記 事 検 索 BCGデータベース 及 び 分 析 世 の 中 の 予 測 では 2015 年 に1 億 行 レクサスLS460は 1700 万 行 (ナビを 除 いて700 万 行 ) 2015
車 両 内 ネットワーク 7 Control System D Door RR Door インフラ Front Right Auto Cruise Laser Radar Sensor Front Left Roll Over Sensor Occupants Detection Sensor Cluster Chassis Engine Air Bag Steering Lock Combination SW Gate Way Audio & Climate Control Panel Integrated Body Display & Display P Door Seat Body System RL Door Rear SW Info. System Digital Audio TV & Audio Turner Rear 代 表 的 な 車 載 通 信 プロトコル Control System : ( 中 速 ~ 高 速 ) CAN FlexRay Body System : ( 低 速 ) CAN BEAN LIN Info. System : ( 高 速 ) MOST IEEE1394 要 求 される 通 信 速 度 に 応 じた 三 系 統 のネットワーク 化 常 時 接 続 が 進 む 電 子 システムの 複 雑 度 は 上 がる 車 載 電 子 システムの 変 遷 8 1990 2005 2008 201x 制 御 動 向 独 立 制 御 運 動 制 御 統 合 システム 車 両 統 合 システム 車 両 システムのインテリシ ェント 化 +インフラ 統 合 エンジン 制 御 車 両 運 動 統 合 制 御 運 転 支 援 統 合 制 御 ドアロック 制 御 セキュリティ 統 合 制 御 ネットワークセキュリティ 統 合 制 御 システム プロセシング データ 通 信 ネットワークシステム アプリケーション 統 合 自 律 協 調 システム スタンドアロン アクセス ネットワーク インテグレート オンデマンド 通 信 バス 経 由 の 変 数 情 報 の 交 換 通 信 バス 経 由 の 間 リソース 共 有 ネットワークアプリ の 協 調 統 合 ユーザのニーズ 車 の 状 況 に 自 律 的 に 反 応
本 日 の 発 表 内 容 9 1.モビリティ 社 会 と 車 載 系 電 子 システムの 動 向 2. 車 載 ソフトウェアの 課 題 とツールの 必 要 性 3.Integrity 導 入 の 期 待 効 果 4. 定 着 に 向 けての 課 題 お 客 様 への 柔 軟 な 対 応 を 目 指 して モデルベース 開 発 への 適 用 海 外 との 分 散 開 発 環 境 構 築 5.まとめ 車 載 ソフトウェアが 抱 える 課 題 10 人 月 の 神 話 The Mythical Man-Month: Essays on Software Engineering フレデリック P ブルックス Jr. 1975 年 著 ソフトウェア 開 発 やプロジェクト 管 理 がなぜ こんな に 難 しいのか? なぜ 進 歩 しないのか? ブルックスは 次 の4つの 理 由 を 挙 げています プログラムは 規 模 が 非 常 に 大 きい ソフトウェアは 目 に 見 えない 銀 の 弾 丸 はない プログラムは 簡 単 に 変 更 できる 制 約 となる 自 然 界 の 法 則 がなく 自 由 に 作 れる 山 浦 恒 央 東 海 大 学 大 学 院 組 込 み 技 術 研 究 科 准 教 授 ( 工 学 博 士 ) による 解 説 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0811/18/news151.html ( 原 著 発 行 20 周 年 記 念 増 訂 版 ) 表 紙
複 雑 さが 問 題 を 引 き 起 こす 11 出 典 : TNI Software 資 料... 多 数 が 相 互 に 依 存 度 をもつと 要 素 と 単 一 部 品 との 依 存 性 のみの 場 合...... 2 個 の 部 品 間 となると... 大 規 模 構 造 物 に 必 要 となる 要 素 12 Methods Process Tools
本 日 の 発 表 内 容 13 1.モビリティ 社 会 と 車 載 系 電 子 システムの 動 向 2. 車 載 ソフトウェアの 課 題 とツールの 必 要 性 3.Integrity 導 入 の 期 待 効 果 4. 定 着 に 向 けての 課 題 お 客 様 への 柔 軟 な 対 応 を 目 指 して モデルベース 開 発 への 適 用 海 外 との 分 散 開 発 環 境 構 築 5.まとめ 大 規 模 ソフト 開 発 に 必 要 なツールの 種 類 エンジニアリング 系 管 理 系 ツール 14 要 件 定 義 ソフト 構 成 設 計 ソフト 詳 細 設 計 ソフト 結 合 テスト ソフトコンポテスト テスト プログラミング 要 件 定 義 ツール 構 造 設 計 ツール 詳 細 設 計 ツール 機 能 15 22 機 能 3 3 ソフト 仕 様 書 ソフト 部 品 A ソフト 部 品 B ソフト 部 品 C ソフトプラットフォーム ソフト 構 成 設 計 書 ソフト 詳 細 V1.0 設 計 書 V1.1 V1.2 V1.3 V1.0 V1.1 V1.2 V1.0 V1.1 V1.2 V1.3 V1.4 V1.5 プログラミング ツール V1.0 プログラム V1.1 V1.2 V1.3 V1.0 V1.1 V1.0 V1.1 V1.2 V1.3 V1.4 要 件 から 全 成 果 物 のトレーサビリティを 管 理 するツールが 必 須 となってきた
ISO26262 機 能 安 全 規 格 15 1. 用 語 2-5 Overall safety management 3.コンセプト 3-5 item definition 3-6 Initiation of the safety lifecycle 3-7 Hazard analysis and risk assessment 3-8 Functional safety concept 4-5 Initiation of product development at the system level 4-6 Specification of the technical safety requirements 4-7 System design 5. 製 品 開 発 :ハード 5-5 Initiation of product development at the hardware level 5-6 Specification of hardware safety requirements 2.マネージメント 2-6 Safety management during item develoopment 4. 製 品 開 発 :システム 4-11 Release for prodcution 4-10 Functional safety assessment 4-9 Safety valication 4-8 Item integration and testing 6. 製 品 開 発 :ソフト 6-5 Initiation of product development at the software level 6-6 Specification of software safety requirements 2-7 Safety managemnet after release for production 7. 生 産 市 場 対 応 7-5 Production 7-6 Operation, Service and decommissioning Automotive-SPICEの プロセス 範 囲 5-7 Hardware design 5-8 Hardware architectural metrics 5-9 Evaluation of violation of the safety goal due to random HW failures 5-10 Hardware integration and testing 6-7 Software architectural design 6-8 Software unit design and implementation 6-9 Software unit testing 6-10 Software integration and testing 6-11 Software verification 8-5 Interfaces within distributed developments 8-6 Overall management of safety requirements 8-7 Configuration management 8-8 Change management 8-9 Verification 9-5 Requirements decomposition with respect to ASIL tailoring 9-6 Criteria for coexistence of elements 8. 支 援 8-10 Documentation 8-11 Qualification of software tools 8-12 Qualification of software components 8-13 Qualification of hardware components 8-14 Proven in use argument 9. 安 全 分 析 9-7 Analysis of dependenet failures 9-8 Safety analysis 10.ガイドライン 出 典 : 日 本 IBM 社 資 料 システム ソフト 開 発 における 機 能 安 全 対 応 16 機 能 安 全 対 応 の 参 照 プロセスとしてAutomotive SPICEを 適 用 することは 適 切 要 件 管 理 構 成 変 更 管 理 トレーサビリティ 管 理 を 全 て 含 んでいる 出 典 :KUGLER MAAB CIE 社 資 料
成 果 物 管 理 ツール 選 定 PLM/ALMツールのカバー 範 囲 領 域 PLM 系 PTC PTC IBM PLM : Product Lifecycle Management ALM : Application Lifecycle Management ALM 系 参 考 SERENA 参 考 Microsoft 17 電 子 系 システム ハードウェア Windchill ソフト ウェア 仕 様 設 計 実 装 Integrity DOORS RTC PVCS VSS テスト QM Integrityによるトレース 管 理 と 影 響 分 析 機 能 の 実 現 18 管 理 すべき 事 項 ( 機 能 安 全 ISO26262より) 要 件 間 のトレーサビリティ ( 上 位 要 求 下 位 要 求 要 求 テスト) 影 響 しあう 要 件 の 解 析 Integrity トレース ノード 同 士 でトレースを 確 立 することが 可 能 ファイル 間 の 追 跡 効 率 がUP 126の 成 果 物 ドラッグ&ドロップでト レースを 構 築 出 典 : 日 本 IBM 社 資 料 影 響 分 析 ノードを 変 更 した 場 合 下 位 にあるノードに 要 検 討 フラグ 表 示 影 響 分 析 のモレヌケを 防 ぐことが 可 能 要 件 間 の トレーサビリティ 要 件 間 のトレーサビリティや 影 響 解 析 を 手 作 業 で 確 認 することは 困 難 仕 様 書 変 更 発 生 要 件 1 要 件 2 テスト 成 績 書 影 響 解 析 を 支 援 トレース テストケース1 テストケース2 要 検 討 フラグ
Integrityによる 構 成 管 理 変 更 管 理 の 実 現 19 管 理 すべき 事 項 ( 機 能 安 全 ISO26262より) 安 全 活 動 に 対 する 説 明 責 任 を 要 求 成 果 物 の 構 成 管 理 成 果 物 の 変 更 管 理 安 全 管 理 者 の 変 更 承 認 が 必 要 変 更 理 由 と 変 更 対 象 成 果 物 の 関 連 保 持 Integrity 構 成 管 理 変 更 管 理 構 成 管 理 : 作 業 成 果 物 をすべて 格 納 変 更 管 理 : 変 更 作 業 をツールが 自 動 記 録 作 業 のタスクもれのチェックが 簡 単 に 可 能 受 け 取 り 変 更 管 理 支 援 依 頼 Integrity IBM 資 料 より 引 用 マネージャ 完 了 データ 格 納 開 発 者 作 業 126の 成 果 物 を すべての 構 成 管 理 変 更 管 理 成 果 物 の 構 成 管 理 ワーク スペース ネットワーク 上 で の 管 理 Excelでの 手 作 業 の 変 更 管 理 進 捗 の 可 視 化 現 状 の 管 理 方 法 では 不 十 分 かつ 工 数 大 機 能 安 全 (ISO26262)ツール 認 証 20 2011 年 6 月 に 取 得
本 日 の 発 表 内 容 21 1.モビリティ 社 会 と 車 載 系 電 子 システムの 動 向 2. 車 載 ソフトウェアの 課 題 とツールの 必 要 性 3.Integrity 導 入 の 期 待 効 果 4. 定 着 に 向 けての 課 題 お 客 様 への 柔 軟 な 対 応 を 目 指 して モデルベース 開 発 への 適 用 海 外 との 分 散 開 発 環 境 構 築 5.まとめ お 客 様 に 対 する 柔 軟 な 対 応 を 目 指 して 22 お 客 様 のツール 接 続 部 DOORS 要 件 データの 標 準 規 格 RIF/Req IF Team Center 独 自 コンバータ 拡 張 の 口 IIP Integrity Word Gateway Excel Excel Importer
企 業 間 の 文 書 インタフェースに 関 する 標 準 化 活 動 23 ReqIF(OMG) RIF(HIS) http://www.omg.org/spec/reqif/ http://www.automotive-his.de/rif/doku.php?id=welcomeeng 車 載 ソフトウェア 開 発 スタイルの 変 化 24 models for software architecture, functional network, hardware topology functional behavior model implementation model manual C-code development model based development architectural development 出 典 :dspace 社 資 料
モデルベース 開 発 への 適 用 :Matlab Integration 25 Matlab Integration 機 能 によりSimulinkモデルを 参 照 することが 可 能 http://www.mks.com/images/modelingscreenshot.png グローバル 開 発 環 境 の 目 指 す 姿 26 仮 想 的 な 一 つのサーバにより 役 割 分 担 の 柔 軟 性 を 確 保 Client DENSO JP Server 海 外 拠 点 Client Process Solution Solution FSA Application Integrity RDB Oracle 差 分 のみ 同 期 Integrity RDB OS Windows Server OS グローバルで 同 一 プロセス 適 用 により 品 質 確 保 アクセス 権 を 一 元 管 理 しセキュリティを 確 保 ロケーションに 依 存 しない 一 元 的 な 環 境 を 構 築
本 日 の 発 表 内 容 27 1.モビリティ 社 会 と 車 載 系 電 子 システムの 動 向 2. 車 載 ソフトウェアの 課 題 とツールの 必 要 性 3.Integrity 導 入 の 期 待 効 果 4. 定 着 に 向 けての 課 題 お 客 様 への 柔 軟 な 対 応 を 目 指 して モデルベース 開 発 への 適 用 海 外 との 分 散 開 発 環 境 構 築 5.まとめ PTCユーザ 会 の 発 足 28 PTC Integrity Technical Committee 発 足 に 向 け 本 日 準 備 委 員 会 が 設 置 されます 目 的 ノウハウの 共 有 機 能 拡 張 要 求 を 日 本 ワンボイスに 初 期 メンバー 組 込 みソフト 業 界 での Integrity 既 存 ユーザ 日 程 12/12/12 準 備 委 員 会 ( 本 日 ) 13/4 月 正 式 発 足 日 本 全 体 で Integrityの 有 効 利 用 を 活 性 化 させていきます 本 活 動 にご 興 味 のある 方 は PTCへお 問 い 合 わせ 下 さい
29 ご 清 聴 ありがとうございました