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組み込み受託開発 - 品質管理・開発手法(モデルベース開発)

モデルベース開発 自動化・CIソリューション

標準化・自動化・CIにより、属人化を解消し、品質向上と開発効率化を継続的に実現します。

OVERVIEW

富士ソフトのモデルベース開発 自動化・CIソリューションとは

モデルベース開発におけるレビュー、テスト、コード生成、レポート作成などの定型作業を自動化し、品質向上と開発効率化を実現するソリューションです。
富士ソフトが保有するMBD向けCI環境と自動化ノウハウを活用し、標準化・自動化・継続的改善を推進します。
単なるツール導入ではなく、お客様の開発プロセスに合わせた自動化環境を構築し、品質向上と開発効率化を継続的に実現します。

定型作業を自動化

単体テスト、結合テスト、Back-to-Backテスト、モデリングルールチェック、コード生成などを自動化し、作業工数を削減します。

品質を均一化

チェック漏れや実施漏れを防ぎ、担当者に依存しない安定した品質を実現します。

現場に合わせた運用を実現

レポート形式や既存運用に合わせてカスタマイズし、現場に定着しやすい仕組みを構築します。

継続的に改善できる

CI環境を構築し、変更時の影響確認や品質監視を継続的に実施できる環境を整備します。

システム要求分析 システム設計 ソフトウェア設計 詳細設計 コーディング 単体テスト 結合テスト 実車テスト 現場に合わせた運用 定型作業を自動化 品質を見える化
統合環境の構築:現場に合わせた運用・継続的に改善・品質を見える化・現場に合わせた運用の構成図
RESULTS

モデルベース開発 自動化・CIソリューションの実績・成果

01

定型作業を自動化

テスト自動化

Simulink Testを活用し、単体テスト・結合テスト・Back-to-Backテストの実行を自動化。
テスト実施工数を削減し、実施漏れを防止します。

モデリングルールチェック自動化

Simulink Checkを活用し、JMAABガイドライン準拠確認と結果レポート作成を自動化。
レビュー工数削減と品質向上を実現します。

コード生成・検証自動化

コード生成からSILS・Back-to-Back検証までを自動化し、品質確認工数を削減しながら効率的な開発を実現します。

パラメータ調整自動化

実機ログを活用したパラメータ推定と結果評価を自動化し、制御チューニングを効率化します。

02

品質を見える化

シミュレーション結果比較

モデル修正前後のシミュレーション結果を比較し、変更内容の妥当性確認やデグレード防止を支援します。

モデル差分比較

複数のSimulinkモデルの差分を可視化し、変更箇所の確認やレビュー工数削減を実現します。

モデル規模分析

モデル規模や使用ブロックを定量化し、品質管理や生産性分析を支援します。

モデル変更量分析

修正前後の変更量を可視化し、レビュー工数削減と変更影響分析を支援します。

03

現場に合わせた運用を実現

サマリレポート

テスト結果や品質情報を自動集計し、開発状況を一目で把握できるレポートを生成します。

変更箇所レポート

モデルの変更箇所や変更量を自動抽出し、レビュー対象の特定や変更影響分析を支援します。

変更箇所に対する結果レポート

変更箇所に関連するシミュレーション結果やテスト結果のみを抽出し、膨大な結果の中から確認すべき情報を効率的に把握できます。

04

継続的に改善できる

CI環境構築

構成管理とCI環境を整備し、コード生成・テスト・ルールチェックを定期実行します。

品質監視

モデル品質やテスト結果を継続的に監視し、問題の早期発見と手戻りの削減を実現します。

KPI可視化

モデル規模、変更量、品質指標などを定量的に可視化し、継続的な改善活動を支援します。

TOOLS & ENVIRONMENTS

対応環境・開発ツール等

モデルベース開発に関連する様々な実績を有しております。以下はその一部を抜粋したものです。

要求・アーキテクチャ設計

Requirements ToolboxSystem ComposerEnterprise ArchitectDOORS

制御・アルゴリズム設計

MATLABSimulinkStateflowControl System ToolboxModel Predictive Control Toolbox

プラント・環境・シナリオ

SimscapeSimscape MultibodyVehicle Dynamics BlocksetCarMakerCarSim

コード生成・実装

Embedded CoderSimulink CoderMATLAB CoderHDL CoderAUTOSAR Blockset

検証・テスト・静的解析(V&V)

Simulink TestSimulink CoverageSimulink Design VerifierSimulink CheckPolyspace Bug FinderPolyspace Code Prover

検証環境・実機・通信

MILSSILSHILSRCPSimulink Real-TimeControlDesk
OTHER SOLUTIONS

その他のモデルベース開発ソリューション

COLUMN

モデルベース開発 関連コラム

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モデルベース開発でMATLABを使用するメリット

MATLABは、アメリカのMathWorks, Inc. によって開発された数値計算、データ解析、シミュレーションのためのソフトウェアで、自動車、航空宇宙、通信、半導体、金融、医療など広範な分野で全世界100万人以上のエンジニアや研究者に利用されています。
MATLAB / Simulinkは、モデルベース開発(MBD)における重要なツールとして使用されます。それにより、設計、シミュレーション、実装という開発サイクル全体を効率的かつ確実に進めることができるのです。

①高度な計算機能

MATLABは強力な数値計算能力を有していて、複雑な数学的モデルやアルゴリズムを効率的に開発・実装することが可能です。

②視覚的な開発環境

Simulinkにより、グラフィカルなインターフェイスでシステムやアルゴリズムをモデル化できます。これにより、設計の視覚化、プロトタイピング、実行、テスト、実装が容易になります。

③コード自動生成

開発したモデルから直接C言語やVHDLなどのコードを自動生成することができ、開発時間の短縮やエラーの減少が期待できます。つまりコード自動生成機能は、設計と実装の間のミスを大幅に削減し、開発プロセスをスムーズに進めることを可能にします。

モデルベース開発(MBD)とは

組み込みシステム開発で注目されているモデルベース開発(MBD=Model Based Development)とは、設計工程でコンピューター上に作成する「モデル」を用いることで、シミュレーション(simulation)検証を行いながら複雑な組み込み開発を進めていく手法です。

モデルベース開発(MBD=Model Based Development)は、特に自動車システム開発において普及が顕著です。ソフトウエアを用いて仮想環境で現実と同様のモデルを作成し、そのモデルをベースにシミュレーション(simulation)機能を活用することで、自動車の開発期間の短縮と、性能を向上させるメリットを享受できます。
また自動車だけでなく、医療機器開発やロボット開発など、幅広い先進分野での活用が期待されています。

MATLAB/Simulink とモデルベース開発(MBD)における関連ワード

コーディング手法

ACG(Automatic Code Generation)

ACGは、モデルベース開発で作成された制御モデルをもとに、CやC++などの実装コードを自動生成する仕組みです。手動コーディングによる人的ミスを抑え、一貫したコード生成を実現することで、開発効率や品質を向上させます。例えば、Simulinkなどで作成された制御モデルから、制御ロジックのコードを自動生成し、実機ECUへの組み込みやSILSでの検証に活用できます。ACGは、モデルと実装コードの整合性を保つだけでなく、設計変更時にも迅速にコードを更新できるため、開発サイクルを短縮する重要な技術です。

検証手法

HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation)

HILSは、開発中のECU(電子制御ユニット)などの実機ハードウェアをループ内に組み込み、仮想的な環境で制御対象のシミュレーションを行う手法です。実機ハードウェア(リアルタイムシミュレータ)を使うことで、ソフトウェアとハードウェア間のインターフェースを含む挙動を検証できます。例えば、自動車のECU開発では、車両全体の挙動を仮想化し、ECUが受け取るセンサ信号をシミュレーション装置がリアルタイムで生成することで、走行条件のテストや異常時の挙動検証を安全に実施可能です。HILSは、一部をシミュレータに置き換えて、物理試験の前にバグを検出する役割を担い、実環境でのテスト工数削減や品質向上に貢献します。

MILS(Model-in-the-Loop Simulation)

MILSは、制御対象のモデルと制御ソフトウェアのモデルをループ内で接続し、ソフトウェア設計の初期段階で機能検証を行う手法です。物理的なハードウェアの準備が不要なため、開発の早期段階からシミュレーションを繰り返し行えます。例えば、車両制御ソフトウェアのアルゴリズムを開発する際に、車両モデルと制御モデルを組み合わせて仮想環境で動作確認を行うことができます。MILSは、物理的なハードウェアが不要なため、コストを抑えながら制御ロジックの動作確認やパラメータ調整を行えるのがメリットであり、開発の初期フェーズで多用されるアプローチです。

SILS(Software-in-the-Loop Simulation)

SILSは、制御ソフトウェアの実装コードをモデルに置き換え、制御対象のモデルと接続して動作を検証する手法です。MILSとの違いは、制御ソフトウェアのモデルではなく 、実際に書かれたソフトウェアコード(Cコードなど)を使う点にあります。SILSを通じて、モデルで設計した制御ロジックがコード化された後も期待通りに機能するか確認できます。例えば、制御アルゴリズムをCコード化した段階で、車両モデルとのインタラクションを仮想的に再現し、シミュレーション結果をモデル段階と比較します。ソフトウェアとモデルの整合性を保つ重要なステップです。

RCP(Rapid Control Prototyping)

RCPは、制御アルゴリズムの試作や評価を迅速に行うために、ターゲットとなる制御機器に近い実機ハードウェア上でアルゴリズムを実行する手法です。専用のプロトタイピング装置(高性能なリアルタイム制御装置など)に制御ソフトウェアを実装し、実環境やテストベンチで動作確認をします。ハードウェア依存性を含めて制御アルゴリズムの動作検証を早期に行えるため、開発の初期段階での試作検証に有効です。実機環境に近い条件での動作確認を通じ、制御パラメータの調整や改良をスピーディに進められます。

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