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【講演4】 家電ソフトウェア開発力の現状とTERASへの期待
家電ソフトウェア開発力の現状と TERASへの期待 2011年10月5日（水） パナソニック株式会社 システムエンジニアリングセンター 梶本 一夫 プロセスアプローチ ― PASSPORTモデル ― デジタル家電ソフト開発で起きたソフト爆発 全社ソフト開発投資 多機種展開・頻繁な機能更新により ・ソフト開発費の急騰（年率25%の伸び） ・出荷後、ソフト起因の品質問題多発 デジタル化進展 によるソフト規模拡大 99’ 00’ 01’ 要因）・仕様決定、設計決定などがいつが最終版かわからない ・誰がどの権限で決めているのかわからない ・一機種でも何度も作り直しをして時間と金を浪費している ソフト開発プロセス導入の効果 全社ソフト開発投資 ソフト開発費の伸びを抑制 デジタル化進展 によるソフト規模拡大 99’ 00’ 01’ 02’ 03’ ソフト開発プロセス導入 ・システムエンジニアリングセンター設立 ・ソフト開発プロセスの導入とアセスメント体制の整備 ・全社で組織成熟度ワンランクアップ活動を展開 Panasonicプロセス改善モデル ◇標準規格を包含し、Panasonicの強みを活かした組込み改善モデルへ ◇CMMIで弱いと思えるエンジニアリング領域は、ISO15504等から補強 2002 2004 2006 2007 定量化レベル 強化 独自モデル MEIモデル V1.0 MEIモデル V2.0 MEIモデル V4.0 2008 エンジニアリング 領域強化 MEIモデル V4.5 PASSPORT V1.0 参照 ＰＭＭ ISO12207 ＳＷ－ＣＭＭ ISO15504 Measurement & Analysis ＣＭＭＩ Automotive SPICE SPEAK-IPA “PASSPORT” ： “PAnasonic Sysytem & Software PrOcess impRovemenT” PASSPORTの特徴 ・「人間中心のプロセス視点」の考え方を基軸に据える - “属人性排除” is not only “形式知化推進” but also “スキルアップによる暗黙知が通じる人増加” ・スキルアッププロセス（OJT,OFFJTとも）の重視 ・アセスメントでは過度なエビデンス用意の排除 （インタビュー中心の運用＋効率的なアセスメント、CMMIの モデルをアセッサは知っていてもＱ＆Ａは開発順序で実施） ・ドメインクロスアセスによる社内高位平準化 （様々な分野のアセッサでアセスメントチームを構成） 「標準化と品質管理」2010年2月号で一端を紹介 また2011年5月末のJASPIC合宿でも報告予定 アーキテクチャアプローチ ― UniPhierﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ ― デジタル家電を取り巻く、さらなる課題 家電のデジタル化がもたらした激しい生存競争環境 新興国企業の脅威 安価な労働力で価格を破壊する中国メーカ モジュール等水平分業から参入する台湾メーカ 開発・供給の脅威 ・ソフトウエアの 開発規模が爆発 ・ソフトウエアが支える 機能の増加 （ＵＩ、ネットワーク..） ・知財コストが激増 顧客からの脅威 デジタル家電業界 消耗戦 ・コモディティ化の進展 ・参入多数の過当競争 ・商品ライフサイクルの短命化 ・多機種展開による市場確保 ・急激な価格低下 代替品の脅威 ・ＰＣの家電化など IT機器と家電の融合加速が顕著 ⇒家電と同質のサービスをコンテンツ含め提供 ・強力な量販店の販売 ・インターネットで つながる消費者 ⇒流通が価格と 消費者を支配 ・求められる 高い信頼性／安全性 デジタル家電へ向けたアーキテクチャ変遷 【初期のテレビ】 ﾒｶﾆｶﾙ ｽｲｯﾁ/ﾎﾞﾘｭｰﾑ 電圧変位等による 制御信号 ｱﾅﾛｸﾞﾁｭｰﾅ ｱﾅﾛｸﾞ AV処理回路 ﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｲ スピーカ ・アナログ回路によるアナログ信号処理を、アナログ電位や 機構系により制御 デジタル家電へ向けたアーキテクチャ変遷 【マイコン搭載】 電子ｽｲｯﾁ/ﾎﾞﾘｭｰﾑ 制御 マイコン(CPU) SW ｱﾅﾛｸﾞﾁｭｰﾅ ｱﾅﾛｸﾞ AV処理回路 ﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｲ スピーカ ・信号処理はアナログであるが、制御系がCPU経由でデジタル化 ・小規模の制御SWが搭載される ・処理は突放し型 デジタル家電へ向けたアーキテクチャ変遷 【信号処理のデジタル化】 電子ｽｲｯﾁ/ﾎﾞﾘｭｰﾑ 制御 マイコン(CPU) SW ｱﾅﾛｸﾞﾁｭｰﾅ A/D ﾃﾞｼﾞﾀﾙ AV処理回路 ﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｲ スピーカ ・信号処理がデジタル化（３次元YC分離などの専用HW） デジタル家電へ向けたアーキテクチャ変遷 【信号処理にDSP+SW導入】 電子ｽｲｯﾁ/ﾎﾞﾘｭｰﾑ 制御 マイコン(CPU) SW ｱﾅﾛｸﾞﾁｭｰﾅ A/D ﾃﾞｼﾞﾀﾙ AV処理回路 信号 DSP 処理 SW ・信号処理がDSPにより柔軟化 ・DSP用の信号処理SW搭載 ﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｲ スピーカ デジタル家電へ向けたアーキテクチャ変遷 【I/Oのデジタル化、システムLSI導入】 電子ｽｲｯﾁ/ﾎﾞﾘｭｰﾑ 制御 SW 信号 処理 SW CPU ﾃﾞｼﾞﾀﾙﾁｭｰﾅ 信号 処理 DSP SW メモリ空間 ﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｲ スピーカ ・信号が全てデジタル化（デジタル家電） ・CPUとDSPならびに周辺回路がシステムLSI化 ・信号処理・制御でのソフトウェア介在比率が高まる ・信号処理をCPU側でも担当、全体としてソフトPF化 NW対応・後からのソフト更新対応アーキへ ｱｯﾌﾟﾃﾞｰﾄ ｿﾌﾄｳｪｱ 家電メーカ 電子スイッチ/ボリューム 放送エンジニアリングスロット (DTV, レコーダ) 無線ダウンロード (携帯電話) CPU - ISDB DVB ATSC システムLSI 制御 信号処理 NWﾌﾟﾛﾄｺﾙｽﾀｯｸ ｱｯﾌﾟﾃﾞｰﾄ など DSP 信号処理 SW ディスプレイ デジタルチューナ PHY/MAC コンテンツ/サービス プロバイダ ﾎﾟｽﾄｲﾝｽ ﾄｰﾙ型 SW ﾒﾓﾘ空間 スピーカ ・CPU側処理の比率がますます高まる UniPhierソフトウェアPF OSSやこれまでの資産をベースに共通フレームワークを構築 アプリ作法、AV処理、NW処理、セキュア処理を家電内で統一へ 各種アプリケーション群 ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ 共通ﾐﾄﾞﾙｳｪｱ ﾌﾚｰﾑﾜｰｸ AV制御 ミドルウェア ・・ ﾌｧｲﾙｼｽﾃﾑ ﾊｰﾄﾞｳｪｱ 開発環境 ｱﾌﾟﾘ調停 UI制御 UI制御 ｳｲﾝﾄﾞｳ ﾈｯﾄﾜｰｸ制御 ｾｷｭｱ制御 ミドルウェア ミドルウェア JAVA ・・ SIP HTTP ・・ DRM制御 ・・ ｸﾞﾗﾌｨｯｸｽ WLAN 3GPP ﾀﾞｳﾝﾛｰﾄﾞ制御 OS（Linuxなど） OS μ ｺｰﾄﾞ OCAP ・・ MHP アプリ制御 ミドルウェア SD 1ｾｸﾞ DTV DVD BD ｽﾄﾘｰﾑ制御 ﾃﾞﾊﾞｲｽﾄﾞﾗｲﾊﾞ Java MW ・・・ 分野別 デバイスドライバ 共通デバイスドライバ 共通ﾒﾃﾞｨｱﾗｲﾌﾞﾗﾘ（各種AVｺｰﾃﾞｯｸ） 携帯電話用UniPhier MPEG2 H.264 パーソナルAV用UniPhier AAC MP3 AMR ・・・ ホーム/カーAV用UniPhier 共通の統合開発環境（ｼﾐｭﾚｰﾀ/ﾃﾞﾊﾞｯｶﾞ/言語ﾂｰﾙ/ﾘﾌｧﾚﾝｽﾎﾞｰﾄﾞ） オープンソースソフト事例：Linux ＩＴ技術の分野で進化し続けるソフトウェア技術を家電に導入、 省メモリなど家電由来技術もＣＥＬＦ活動を通じ積極公開 ９０年代後半、ＩＴシステム企業で活用が活性化したのに対し、 デジタル家電では２０００年頃より応用が始まる デジタル家電業界を中心に２００３年ＣＥ Ｌｉｎｕｘ Ｆｏｒｕｍ設立 Ｌｉｎｕｘの家電応用や家電技術の相互公開の促進を継続 ２００９年、ＪＬＳ（日本Ｌｉｎｕｘシンポジウム）基調講演でも、 Ｌｉｎｕｓ氏が家電等の組込み応用への期待を表明 活用 活用 オープンソース コミュニティ 貢献 ITシステム 企業 貢献 デジタル家電 企業 Linux採用のメリット ■複数アプリケーションの同時動作要求の拡大→堅牢性 ■ネットワークアクセス要件の拡大→相互接続性（ＩＯＴ） ■ソフトウェア規模の拡大→相互扶助による進化 ■自前での品質担保が可能→ソースコードの利用 パナソニックではＢＤレコーダ/プレーヤ、携帯電話等に Ｌｉｎｕｘを採用 17 UniPhier 搭載商品群事例 2005 ～ 2007 Personal AV products Mobile equipment Home AV products 2010 S100/S300/S200 D300/D250/D400 SD1/DX1 SD3/DX3 D310 SD5/SX5/SD7 05年10月 06年02月 06年12月 07年04月 07年01月 07年09月 SD9/HS9 SDR-SW20 SDR-S7 SD100/HS100 08年01月 08年03月 08年04月 08年07月 SD200 HS300/HS200 TM300/H80 TM350/TM30 HS350 P901iTV P903i/P703i P903iTV P903Ix P904i P704i P905i 06年03月 06年11月 07年03月 07年04月 07年06月 07年08月 07年11月 P705i/iμ P905iTV PROSOLIDμ P706iμ/ie P906i P-01A P-03A 08年01月 08年02月 08年03月 08年06月 08年06月 08年11月 08年12月 P-02A P-04A P-05A P-06A P-07A P-08A P-09A P-10A P-01B PX600 LX600 PZ600 PZ700 PZ750 DCH2000 XW30/50/XP10 BW200/BR100 XW31/51/XP11 DCH2800/2810 BW700/800/900 XW100/200V/300 Audio products 2009 2008 PM770SD NS550SD 06年04月 06年04月 06年09月 07年04月 07年09月 06年06月 06年09月 06年11月 07年04月 07年06月 07年11月 07年11月 07年04月 07年04月 Total: 109 series 379 items (As of Feb 18, 2011) PZ800 PZR900 Xシリーズ Vシリーズ Gシリーズ Zシリーズ R1シリーズ V1シリーズ 08年04月/09月 08年09月 08年04月 08年04月 08年06月 08年06月 08年06月 08年06月 Industrial security equipment DSC Car AV HS60 TM70/TM60 TM700 09年01月 09年02月 09年02月 09年03月 09年05月 09年06月 09年06月 09年06月 09年11月 09年02月 09年03月 09年03月 09年04月 09年07月/09月 09年09月 BW950/850/750 09年02月 BR550 09年02月 XP15/XP25V 09年02月 BV100/XE1/BD60 09年03月/04月 BS850/BS750 09年07月 BW970/870/770/570 09年09月 BR570/670V 09年09月 XP200/XE100 09年10月 BDW900M/900F/900P 09年12月 XP12/XP22V 08年01月 BD30/BD50 08年01月 BR500 08年03月 XW320/120 08年03月 DCH3000/3800/3810 08年06月 BW930/830/730 08年09月 BR630V 08年10月 BD35/BD55 08年10月 DCH8000 08年12月 PM870SD PM670SD AK970/870 AK770/550 PMX3 NS570SD 09年02月 09年02月 09年02月 09年06月 09年07月 P-03B P-02B 941P S2シリーズ G2シリーズ V2シリーズ VT20シリーズ BW880/780/680 BR580 BD65 BDT300 HX1000D/HW1000D 08年06月 HX900D/HW880D/HW850D 09年06月 BB1000D 09年09月 DG-GXD400 DG-ND400 HD716/616 KX-VC500 G1 TZ7/FT1/TS1 GH1/ZS3 TZ6/ZS1 FZ38 GF1 HC-7 HC-40 10年02月 10年02月 10年03月 10年02月 10年02月 10年02月 10年02月 10年02月 10年03月 10年03月 10年02月 10年02月 10年02月 10年03月 09年09月 10年03月 08年07月 08年07月 09年09月 09年10月 CM210/240/260 NP502/NW502S HCM715/735 HCM705 HCM701 09年04月 09年08月 09年08月 09年11月 09年12月 08年10月 09年03月 09年04月 09年05月 09年08月 09年09月 ZX3 TZ10 FT2 10年02月 10年03月 10年03月 メソドロジーアプローチ ― 手法とITツール ― 家電を取り巻く新たな課題 ・より進む多機能化、ラインナップ数の拡大 ・より強まるコストダウン圧力 ・ネットワークに接続され、単品で性能・機能の保証が困難に ・ウィルス等への対応 ・安心、安全への配慮（機能安全） ・全体を見渡すアーキテクト人材の輩出 ・他社、一般も巻き込む共通共用化（オープンソース対応） ・エンジニアリングツールの活用による省力化 ・ツール、数学的手法による安全性の証明 機能安全や第三者検証の重要性 機能安全の国際規格(ISO26262)でもモデルベース・モデル駆動型開発を要求 – 従来手法（自然言語の仕様書、Ｃ言語によるプログラミングなど）では実質的に対応不可能な要求 事項がある 例： 形式言語による仕様書記述、シミュレーションによる検証など システム検証 要件開発、仕様記述 設計 (準)形式言語 による仕様書 要件開発 仕様書 仕様書と実装の 同一性証明 システム設計 モデル 検証 受入検査（顧客） システムテスト ｿﾌﾄｳｪｱ設計 ｿﾌﾄｳｪｱﾃｽﾄ 設計 ソフトウェア検証 シミュレーションによる 設計書検証 コントローラ モデル 制御対象 ﾃﾞﾊﾞｲｽﾓﾃﾞﾙ 実装・統合 シミュレーションによる システム検証 コントローラ 実ECU 制御対象 ﾃﾞﾊﾞｲｽﾓﾃﾞﾙ モデル駆動開発への流れ •モデル駆動開発は，開発言語の進化の中の自然な流れ – 記述の抽象度が，設計レベルに上がっていると捉えることが できる 実世界 要求 設計 （モデル） 設計 コーディ ング CPUの 世界 設計力が試される領域 アーキテクト育成も同時に重要 記述の 抽象度 記 述 の 抽 象 度 が 向 上 システム アーキテクチャ モデル駆動 変革 処理・デー タの抽象化 （変数） アドレスの 抽象化 （ラベル） C++/Java アルゴリズム データ構造 C言語 変革 アセンブラ CPU アーキテクチャ 機械語 ‘80 ‘90 2000 年代 2010.10.22 モデル駆動開発の導入と実践のポイント（パナソニック春名氏）資料より モデル駆動型開発での効果 １．コード中心ではなく、設計中心の開発スタイルにおのずとなる ⇒トップダウン設計が強制される＝「いきなりコーディング」が出来ない ２．ソフトウェア構成の整理が、おのずと実施される ３．開発者間での設計レビューが容易になる ４．ツール上でモデルベースのデバッグが可能（実機レス） 効率化だけでなく、品質向上も期待できる 弊社事例） ・設計工数(モデル開発工数) 従来比70% ・デバッグ工数 従来比25% ・ＲＯＭ容量は少し増え従来比120%、ＲＡＭ容量は変化なし ・実行速度は従来と変化なし、消費電力は微増 モデル駆動型開発を成功させる設計の視点 • 静的視点と動的視点の両立 – 状態遷移設計，タスク設計などの動的な構造設計と静的 な構造設計とを融合させる必要がある • 設計内容のアーキテクチャ設計書への統合・可視 化（組込みに限らず） ①設計の インプット （設計範囲の規定） ②構造設計 ③可視化 （全体俯瞰） （周知・徹底） 静的な構造設計 要求 動的な構造設計 アーキテクチャ 設計書 2010.10.22 モデル駆動開発の導入と実践のポイント（パナソニック春名氏）資料より 設計重視型開発に移行する２つのアプローチ １）既存コードの救済（現場の現実） 自組織の位置を判定し、コード改良、設計意図の再現 などをリファクタリングを実施（ツールも活用） 一旦、設計意図までわかり、そこからアーキテクチャ 設計ができれば、次からはトップダウンでモデル駆動 開発が適用できる ２）トップダウン設計（新ジャンル開拓時に適用） 最初からモデル駆動開発をツールを駆使して実施する いずれもアーキテクチャ設計のスキルを持つ「人」が必要 人材開発 ― 「ものを作る前に人を作る」 ― スキルアップ関連教育 教育訓練計画 ・プロセス改善基礎 ・ソフトウェア品質管理 ・プロセス改善手法 ・アセスメント基礎 ・PSP（Personal Software Process） ・ピアレビュー …など （Globalで実施） 本社メンバによる、 SPI/SQAのスキル向上のための教育開発と実践 なお、開発手法・アーキテクチャ教育も別コースで実施中 パナソニック社内ソフトウェアフォーラム 入り交じりで、ソフトウェア開発力強化事例を横展開する場 現場からの継続開催の要望強く、過去6回開催 技術者相互交流 事例発表 ポスター展示 開発プロセス改善 事例 設計手法革新 ツール活用 事例 ・・・ 人材育成 リソース活用 事例 事業部門・ソフト会社・海外のソフトウェア開発現場 社外人材のスキル向上にも貢献 ●「組込み適塾」活動に参画 （関西経済連合会 組込みソフト産業推進会議） 組込みソフト開発のプロジェクトにおいて、実践的知識・技術を備え、 技術リーダーとして活躍できるシステムアーキテクトの育成を図る。 ・状態遷移、UMLなどの具体的なソフトウェア設計手法 ・時間駆動、並列処理などの組込み ソフトウェア特有の設計手法 ・信頼性、保守性の高い実装技術 等 本社R&D傘下の海外ソフトウェア開発センター ﾊﾟﾅｿﾆｯｸ ｿﾌﾄｳｪｱ開発ｾﾝﾀｰ大連(有) ﾊﾟﾅｿﾆｯｸR&Dｾﾝﾀｰ ベトナム(有) （英語名）Panasonic Software Development Center Dalian Co., Ltd. （中国語名）松下電器軟件開発（大連）有限公司 （略 称） PSDCD （英文名） Panasonic R&D Center Vietnam Co., Ltd. ソフトウェアの設計・開発・システムインテグレーション （組込み、業務アプリ双方に対応） デジタル家電関連の製品向け研究開発、ソフトウエアの設計・開発 設立日 ２００４年１月設立 （2004年4月稼動） ２００７年４月設立 所在地 中国 遼寧省 大連市軟件圏 ソフトウェアパーク内 ベトナム ハノイ市中心部 CTCタワー内 社名 事業内容 （略 称） PRDCV PRDCV PSDCD 外観 特記事項 大連の地域性を活かした日本語によるオペレーション ベトナム政府から、日本企業では初めて、R&D会社としてビジネス ライセンスを取得 日本だけではなくグローバルに各国のエンジニアとの協調開発が必要 各種取り組みの効果 開発費増加抑制に成功 全社ソフト開発投資 デジタル化進展 によるソフト規模拡大 99’ 00’ 01’ 02’ 機能追加・機種数増大 によるソフト規模拡大 03’ プロセス強化 04’ 05’ 06’ 07’ 08’ 09’ 10’ プラットフォーム強化 ワークフロー化 スキルアップ教育 ツール整備 ハード主流の企業風土でソフトの存在感が増大 ・現場の状況を メトリクスで見える化 見える化 例）開発工数（人月） 人月 見せる化 見て ・メトリクスを分析評価し、 るか？ 数値を用いた改善 ・経営層が、様々な視点で 目標 前機種 現機種 次機種 現場を確認、経営判断 企業活性化の要として、ソフトがこれからも主役！ 経営層の方へ：現場の顕彰も効果大 2007年：ソフト技術で技監昇格者誕生、2008年：ソフト技術で社内シンポ功労賞受賞者誕生 2009年：ソフト技術による経営貢献で個人社長賞受賞者誕生 … TERASへの期待 組 織 の 進 化 プロセス導入・継続改善 ＋プラットフォーム化 ＋開発手法「導入」と「定着」 人 材 の 進 化 ◆ツールベンダに期待される役割はますます大きくなる ・ツールによる開発手法のエンドース ・ツール間のスムーズな連携・データ受け渡し ・ツール対価のボリュームディスカウント(ｸﾗｳﾄﾞ化･ｸﾞﾛｰﾊﾞﾙ化) ・ツール利用者の育成（社内＋社外） ・マニュアル本販売＋ツール利用者コミュニティの運営 etc. ご清聴ありがとうございました