基調講演 - ISITカーエレクトロニクス研究会

ISIT 第九回カーエレクトロニクス研究会＠福岡
国際標準化における競争と協調
―欧州における車載ソフトウェアの開発と標準化の事例―
2011年 10月 14日
立命館大学経営学部
徳田昭雄
1
報告内容
0．
報告の背景と方法
「マイコンを応用したハードウェア
の上で、その機器や製品の機能
／性能を専用ソフトウェアで実現、
制御するシステムまたはサブシス
テム」
―欧州における車載組込みシステムの開発・標準化
― 重層的オープン・イノベーション・システム
1.
2.
3.
“標準で協調する” AUTOSAR
“実装で競争する” AUTOSAR
日本自動車産業への含意
出所）徳田編（2008）
2
結論
 組込みシステムのモジュラー化を促進する
AUTOSAR仕様の導入は、日本自動車産業にとって
一方では脅威であるが、他方では、競争優位の源泉
（タテのすり合わせ）を活用しながら、SW開発の複雑
性を解消していく絶好の機会。
© AUTOSAR
3
結論
∵ AUTOSAR＝「満艦飾で、帯に短し襷に長し」：
様々なユースケースを網羅している分、冗長なのでエコノミーで
なく、高信頼性を保証するものでもない
∴ 効率的かつ高信頼なI/Fを「作り込む」には、サプライヤとの
垂直的な協調関係が必須
出所）徳田編（2008）
解： AUTOSAR仕様の利用＋垂直的協調関係
“作り込まれた汎用性あるI/Fを作り込む”
4
0．報告の背景と方法
5
報告の背景と方法
－エレクトロニクス化する自動車－
ソフトウェア開発工数の増大＝
① ECU 搭載個数（SW）の増化
×
② 制御プログラムの複雑化
（インテグラル+ネットワーク化）
×
③ テスト・検査工程増大
報告の背景と方法
－ ECU搭載個数（SW）の増加－
1台の車に30～100個超のECUが搭載され連動
パワートレイン
・エンジン制御
・AT制御
・ACC
・パワーステアリング
セーフティ
・エアバッグ
・ABS
・スタビリティ制御
・乗員検知
シャシー
・電動パワステ
・サスペンション
インフォメーション
エンターテインメント
・娯楽
・サービス
・モバイル通信
・情報処理
・GPSナビゲーション
ボディ & セキュリティ
・ドア制御
・パワーウィンドウ制御
・エアコン制御
・ライト制御
・ダッシュボード
・ゲートウェイ
報告の背景と方法
－ ECU搭載個数（SW)の増加－
メカからメカトロ、そして組込みシステムの時代へ
車1台のSW開発量はC言語のコード量1,000万行超え
（A4 両面100行→250頁の本400冊＝6ｍ）
Mechanics
Mechanics
Mechanics
Electronics
Electronics
Computer
Science
（ソフトウェア）
Computer
Science
18
開発量　（全体）
マルチメディア系システム（カーナビを除く）
15
走行支援系システム
ボディ系システム
ソフトウエア開発の増加倍率（倍）
エアバッグ系システム
シャシー系システム
12
ハイブリッド車
パワー･トレーン系システム
9
6
3
出所）日経エレクトロニクス（2004/3/1）
0
1994年 1995年
1996年
1997年
1998年 1999年
2000年
2001年
2002年
2003年
報告の背景と方法
－制御プログラムの複雑化－
ECUを系列外の
メーカから調達
する際、うまく
つながらない
⇒プロトコルの
標準化
例）プリウス
＝エンジン＋ブレーキ＋モータ
出所） JasPar HP
報告の背景と方法
－テスト・検査工程増大－
多くのサプライヤで
作るため、ＯＥＭの
仕様が正確に伝わら
ない→仕様レベルの
不具合の手戻り膨大
⇒開発プロセスの標
準化やエンジニアリ
ング技術
30×
15×
1×
10×
5×
出所）徳田ほか（2011）
報告の背景と方法
－欧州調査の背景－
車載組込みシステムのコンセプトや技術が欧州発
アーキテクチャ, LAN（例）, 開発環境 etc.
 システムの安全性を確保する開発プロセスも欧州主導
機能安全、品質管理（Automotive SPICE） etc.
⇒それら欧州発の技術が “デファクト標準” “デジュール標準”
欧州の実態調査
AUTSOAR の背後には、組込みシステムのR&D/標準化をめぐる
重層的オープン・イノベーション・システム
1.
コンソーシアム形成（企業間コンソーシアム・レベル）
2.
コンソーシアム間連携（バリューネットワーク・レベル）
3.
国家間連携（超国家レベル）
＊1＋2＋3
11
オープン・イノベーションとは？
 H. チェズブロウ（H. Chesbrough, et al, 2006）
 自社の技術を発展させたいなら他社の知識も活用できるし
市場への進出にも他社のリソースを活用すべき
 イノベーションに必要な知識や
技術はプロセスの様々なステージで導入可能
 企業レベルだけでなく複数の分析レベルを持つことが必要
 個人とグループ
 組織と企業
 バリューネットワーク
 産業とセクター
 国家体制
12
出所）原典： Chesbrough, H. W. et al. (2006)
報告の背景と方法
－EUの重層的オープン・イノベーション－
出所）徳田ほか（2011）
13
バリュー・ネットワーク・レベルの連携
アーキテクチャ、SW/PF
開発環境／プロセス
LAN
ECU
開発支援ﾂｰﾙ
アプリケーション
ソ
フ
ト
ウ
ェ
ア
ミドルウェア
通サ
信ー
ビ
等ス
OS
(OSEK OS)
ISO 17356
ハードウェア
通信プロトコル
アーキテクチャ
開発プロセス管理・アセスメント手法
AUTOSAR
実行環境
開発
AUTOSAR
基本ソフト
車載機器制御用
OSの国際標準
ﾃﾞｰﾀ交換互換
ﾌｫｰﾏｯﾄI/F
FlexRay
実
装
Automotive
SPICE
設計手法・品質保証
LIN, MOST
AUTOSAR （AUTomotive Open System ARchitecture）
引継ぎ・連携
OSAR
引継ぎ・連携
HIS
OSEK/VDX
連携
連携
FlexRay
MOST
LIN
ASAM
標準化
連携
14
AUTOSARと欧州プロジェクトの関係
2004
1998
●リスボン宣言
（’00）
2013
2008
●新リスボン宣言
（’05）
●バルセロナ理事会
（’02）
ユーレカ計画（1985～
1985年開始
ITEA（1999～2008 : 32億€）
EEA -> EAST-EEA(2002～2004）
ITEA2（2008～2014 : 30億€）
フレームワーク計画（1984～
1984年開始
FP4
FP5（1998～2002）
FP6（2002～2006）
VESSA
FP7（2007～2013）
EASIS（2004～2007）
SPARC（2004～2007）
SW/PFの安全性・信頼性
冗長系制御システム
PREVENT（2004～
FP
道路と航空運輸e-safety関連
AIDE（2004～
APROSYS（2004～
ADL
GST（2004～
ATESST
ATESST2（2008～
HAVE-IT（2008～
ETP
組込みシステムのARTEMIS関連
ARTEMIS ETP（2004～
ARTEMISIA（2008～
ARTEMIS JTI（2008～
EUプロジェクトと
AUTOSARの分業
ISO
26262
AUTOSAR
15
1．“標準で協調する” AUTOSAR
16
“標準で協調する” AUTOSAR
• “標準で協調し、実装で競争する”
（Cooperate on Standards, Compete on Implementations）
出所）Overview on AUTOSAR Cooperation, 2nd AUTOSAR Open Conference (2010)
17
“標準で協調する” AUTOSAR
• AUTOSARの課題解決アプローチ
出所）JARI(2011)
18
“標準で協調する” AUTOSAR
• I/Fの設定によるSWのコンポーネント化・再利用
冗長。
処理速度↓
リソース
消費量↑
出所）徳田ほか（2011）
19
“標準で協調する” AUTOSAR
• 垂直統合型開発モデルから水平型モデルへ
出所）徳田ほか（2011）
20
“標準で協調する” AUTOSAR
• AUTOSARスポークスマン
2011年10月1日～
• Frank Kirschke-Biller (Ford）
© Kirschke-Biller, neuer Sprecher
der AUTOSAREntwicklungspartnerschaft
• “We are facing an accelerated use of AUTOSAR
technology in the industry and a growing
interest in the emerging markets.”
21
2．“実装で競争する” AUTOSAR
22
“実装で競争する” AUTOSAR
23
出所） AUTOSAR Open Conference, May 11, 2011.
“実装で競争する” AUTOSAR
• System Supplier
– Bosch
• RBEI （in）：CUBAS（基本ソフト）、iSOLAR（システム設計）
• ETAS: RTA-OSAK（基本ソフト）、ASCET（開発支援ツール）
• Bosch Engineering：（試験ツール）
– Continental
• CES：（基本ソフト、開発支援ツール、試験ツール）
• Software Vendor
– VECTOR（de）：MICROSAR（基本ソフト）
– ELECTROBIT（fi）：EB treos（基本ソフト）
– dSPACE（de）： SystemDesk（システム設計）、TargetLink（開発支援ツール）
– GEENSYS（fr）：基本ソフト、AUTOSAR Builder（システム設計）
出所）各社資料より。
24
“実装で競争する” AUTOSAR
• 日本
– JasParでの活動を通じてAUTOSAR準拠SWプラットフ
ォーム開発
– 2010年2月 “JasPar版AUTOSAR”を搭載した試作車
– AUTOSAR Rel. 3.0の評価・検証をベースに
• 安全系（トヨタレクサス）
• ステアリング系（日産フーガ）
• ITS系（ホンダレジェンド）
– “JasPar版”ソフトウェア自動生成ツールを同時開発
（イーソル, Change vision)
25
“実装で競争する” AUTOSAR
• アジア
– 新興国自動車メーカ（中国、インド）は既存SW資産
との整合性を考慮する必要が尐なく、ゼロから自社
アプリ構成を始めても問題ない
– しがらみが無い分、新興国メーカは“急進的”に
AUTOSAR導入が可能
– 先進国メーカは既存SW資産との
整合を図りながら “漸進的”に
AUTOSAR導入
26
“実装で競争する” AUTOSAR
• アジア
– 2010年以降、AUTOSARにインドのタタや中国の
SAIC, FAW, 奇瑞が加盟
• 新興諸国においてAUTOSAR化が進んでいく
– 中国では2011年に“中国版AUTOSAR”とも称される
CASA（China Automotive Electronics Industry
Infrastructure Software Alliance）設立
• 開発ツールの国産化に向けた産官学連携
27
“実装で競争する” AUTOSAR
• AUTOSARの使われ方 ToP とBoP
出所）徳田ほか（2011）
28
“実装で競争する” AUTOSAR
• ベース・オブ・ピラミッド（BoP）
– 必要なSWプラットフォーム
“大衆車市場向け”
• 精密なインテグリティはさて置き、コンフォーマンステスト
仕様を満たしたSWモジュールを組み合わせた程度の仕
上がりでOKの大衆車市場
– AUTOSAR仕様の使われ方
“小さく作り込む”
• メモリ容量が小さくて安価な部品で済むBSWを実装
• 実使用環境を想定してアプリを限定しながら
AUTOSAR仕様の最適化（機能の取捨選択）の工夫
29
“実装で競争する” AUTOSAR
• ベース・オブ・ピラミッド（BoP）
– 産業構造 “垂直非統合の進展”
• 新興諸国メーカは、HWコンポーネントの調達と組み立て
に特化
• SWやキーHWコンポーネントについてはボッシュなどから
AUTOSAR準拠システムの供給を丸ごと受ける
• ボディやパワートレーンのドメインのうち、要件定義や概
要設計がすでに厳格で基本性能を単体で実現
⇒OEMは上流工程をしっかりコントロールしつつ、下流プロ
セス／検査やコンポーネントの開発はアウトソース
– 競争の軸
“ライセンシング・ビジネス＆再利用”
• BSWやアプリケーション、開発支援ツールの再利用
• IPRの管理
30
“実装で競争する” AUTOSAR
• トップ・オブ・ピラミッド（ToP）
– 必要なSWプラットフォーム
“高級車市場向け”
• 先進的アプリケーションの実現
– AUTOSAR仕様の使われ方
“最適に作り込む”
• HWのメモリ容量に制限がある条件の下
– 性能up（処理速度↑、リソース消費量↓）には、実ECU
に必要な機能を絞り込み、I/Fの冗長性を排除
– システム統合の際の信頼性upには、AUTOSAR仕様で
は不足する実使用に必要な信頼性機能を追加
⇒モジュラー化の流れとはいえ、システム統合の際の
付加価値は依然とシステム・インテグレータの掌中
31
“実装で競争する” AUTOSAR
• トップ・オブ・ピラミッド（ToP）
– 産業構造 “垂直協業の進展”
• アプリに応じて、自動車メーカ、サプライヤ、半導体メーカ
がAUTOSAR仕様を最適に作り込んでいく
• 開発プロセスについては、AUTOSAR仕様が規定していな
い工程とのすり合わせ→シームレスなツール・チェーン
– 上流への形式手法導入＋下流の検査工程への関与
– 競争の軸
“アプリ＆効率的・高信頼BSW”
• 先進的アプリの商品性
• 先進的アプリを効率的・高信頼に実現する、AUTOSAR
仕様を利用したSWプラットフォームの開発
32
3．日本自動車産業への含意
33
日本の自動車産業への含意
• 改めてAUTOSARとは？
– アーキテクチャル・イノベーションの実現に向けたコ
ンソーシアム・レベルの漸進的オープン・イノベーシ
ョン・プロセス
– 製品アーキテクチャをモジュラー型に変えるべく、
HWとSWの間に新たなオープンI/Fを構築するため
の企業間の長期的協調プロセス
– 各社の既存ソフトウェア資産との互換性が考慮され
るとともに、共通で利用できる追加的な機能が漸次
追加されながら、ドメインフリーの汎用性の高いオ
ープンI/Fの構築が図られている
34
日本の自動車産業への含意
• 改めてAUTOSAR仕様とは
– 「満艦飾で、帯に短し襷に長し」
– 様々なユースケースを網羅しているが、高信頼性を
保証するものでもなく、冗長なのでエコノミーでもな
い（直ちに使い物にならない）
– ∵欧州の自動車メーカ他による「ヨコのすり合わせ」
の成果が活かされた汎用性が高いI/F
– ＝各社のニーズがふんだんに盛り込まれた非常に
冗長なI/F（最大共通分母：eine sinnvolle
Grundgesamtheit なI/F）
– ∴このような性質のI/Fが普及し易いのは当然
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日本の自動車産業への含意
日本の強み“タテのすり合わせが活かせる
＝“作り込まれた汎用性あるI/Fを作り込む”
• AUTOSAR仕様を利用して効率的かつ高信頼なI/F
を構築するには、サプライヤとの垂直的な協調
関係が必須
• とはいえ、I/Fを曖昧にしておきながら自動車メー
カとサプライヤが断続的に協働し、開発プロジェ
クトごとに個別最適なシステム（I/Fの束）の構築
に寄与するモデルは×
• SW開発の複雑性の増大を前にして、曖昧なI/Fに
基づいて仕上がってきたものを物理的に合わせ
込んでいく協業モデルは限界
36
日本の自動車産業への含意
• 日本の強み“タテのすり合わせ”が活かせる
①ドメイン毎に機能レベル（マイコン容量）に応じた
「システム・セグメンテーション」
ECUサイズ
ドメイン
37
日本の自動車産業への含意
• 日本の強み“タテのすり合わせ”が活かせる
②セグメント別にI/F（BSWモジュール）と開発環境の作り込み
③同一セグメントについて「AUTOSAR仕様をベースに一旦作り
込んだI/F」を企業や車種を問わず出来るだけ再利用
 従来のI/F「曖昧さ」の程度を、AUTOSAR仕様を使って尐しず
つ明確にしてみる。
 AUTOSAR仕様を「参照モデル」として活用してみる。
 AUTOSAR仕様の導入は、日本自動車産業にとって一方で
は脅威であるが、他方では、競争優位の源泉（タテのすり
合わせ）を活用しながら、SW開発の複雑性を解消していく絶
好の機会。
38
日本の自動車産業への含意
③同一セグメントについて「AUTOSAR仕様をベースに一旦作り
込んだI/F」を企業や車種を問わず出来るだけ再利用
断続的変更依頼とレビュー
→ソースが仕様書（∴アドホックI/F）
階層構造を参照し
汎用的I/Fを構築
39
主な参考文献
•
Chesbrough, H. W., Wim Vanhaverbeke and Joel West, eds. (2006) Open Innovation:
Researching a New Paradigm. Oxford: Oxford University Press.
•
Fürst, S. (2009) “AUTOSAR – A Worldwide Standard is on the Road”, AUTOSAR:
presentation material @ Baden Baden, 8th Oct. 2009.
Thomas Nolte. （2009 ） "Hierarchical Scheduling of Complex Embedded Real-Time
Systems" presentation material of ETR’09@Paris, 3rd Sep. 2009.
•
•
徳田昭雄編著（2008）『自動車のエレクトロニクス化と標準化』晃洋書房
• Tokuda, A（2009） International Framework for Collaboration between
European and Japanese Standard Consortia in Kai. Jacobs, eds. Information
and Communication Technology Standardization for E-Business Sectors,
IDEA Group Publishing: 157-170.
•
JARI (2011) 『自動車電子技術の動向調査報告書』JARI
•
徳田昭雄・立本博文・小川紘一編（2011）『オープン・イノベーション・システム：欧州
における自動車組込みシステムの開発と標準化』晃洋書房
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