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第4次産業革命に向けたIPA/SECの取り組み

2016年10月26日

独立行政法人情報処理推進機構（IPA）

技術本部ソフトウェア高信頼化センター（SEC）

所長松本隆明

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IPA ソフトウェア高信頼化センター（SEC）

大学

研究機関・研究団体

連携の場

•ベスト・プラクティスの収集・普及

•開発手法・技術の開発と実証実験

•現場課題に基づく共同研究

ベンダ企業

産業界

情報システムの信頼性確保

ソフトウェア開発力の強化

我が国有数の産学官連携拠点・ソフトウェア・エンジニアリング・センターとして情報処理推進機構（ＩＰＡ）に2004年に設立・ 2013年よりソフトウェア高信頼化センターに改称

ユーザ企業

業界団体

学界 SEC


IoTとCPS

これまでの

I

T

システム

I

o

T

時代の

C

P

S

サーバ/PC/モバイル機器等

バーチャルデータによるやりとり

リアルデータによるやりとり

フィジカル世界

フィジカル世界

サイバー世界

サイバー世界

センサ/デバイス/機器

コンピューティングパワー

ハイコンピューティングパワー

AI

ビッグデータ

構造変化

G

W


IoT社会インフラサービス

インターネット

環境・構造情報管理・分析センタ

社会状況データ管理・分析センタ

DB

環境・構造情報をセンシングし、可視化情報や将来予測等のアセスメント情報を提供

個人の健康状態や屋内外の環境因子をセンシングし、ヘルスケア情報を提供

社会状況をセンシングし、渋滞回避等の次のアクションのための意思決定支援情報を提供

20:00 22:00

CO2

パーソナル情報管理・分析センタ

環境・構造情報センシングパーソナル情報センシング社会状況センシング

混雑度測定

渋滞予測橋梁健全性体内環境

室内環境

移動履歴

地滑り監視

氾濫監視水質等環境監視

個人から地球環境まであらゆるところにセンシングデバイスが遍在する社会が到来し、様々な社会インフラサービスの提供が可能となる

街頭防犯カメラ


第4次産業革命

History

出典：Fraunhofer IESE Presentation, SEC Special Seminar, 2015


第4次産業革命を実現するデータ駆動型社会

出典：経産省、産業構造審議会情報経済小委員会中間とりまとめ報告書、2015.5.21

リアルとサイバーの融合

業界を跨ったオープンイノベーションの創出


システムの大きなトレンド

システムは、統合化に向かっている

情報システム

組込みシステム

モバイルシステム

サイバーフィジカルシステム (CPS)

スマートエコシステム

データ量の増大（宝の山）

出典： “Smart Ecosystems”, Fraunhofer IESE

統合化された全体システムとして実現する時代へ（システム思考）


システムのシステム（System of Systems）

出典：一般社団法人重要生活機器連携セキュリティ協議会提言

医療・ヘルスケアネットワーク

ホームゲートウェイ

蓄電池・コジェネ

HEMSネットワーク

電力会社

省エネ制御家電・照明

EV/HV

スマートメータ

太陽光発電

HEMS端末

医療・ヘルスケア機器ウェラブル機器

医療・ヘルスケアサーバ

ロボット介護

ITS＆自動車安全機能の連携

テレマティクス端末、データレコーダ等

Newサービス

後付車載器

車載 ECU

車車間通信持込機器

ITS路側機自動運転

４K・８Kコンテンツ

ホームサーバ

ネットワーク家電

HEMS

関連企業

コンテンツ提供企業

医療機関・ヘルスケア企業

サービス提供サーバ（クラウド）

自動車メーカ・交通管制Convenience

お弁当セール

生活圏の公共エリアのネットワーク機器

ATM機器メーカ

遠隔監視・制御

オフィスエリアのネットワーク機器

MFP

AVネットワーク

オープンイノベーションの出現がもたらすSoS


先進テクノロジのハイプ・サイクル：2015年

出典：ガートナージャパン、2015.8.27に加筆


システムズエンジニアリング

Source: INCOSE Presentation, 12thWOCS2, 2015

システムズエンジニアリングとは、多様な環境（「システム」）の相互作用を考慮した「システムのシステム（SoS）」構築を体系化しようとする試みであり、爆発的に多様化・複雑化しているシステム開発の省力化、製造工程のデジタル化・標準化を通じた裾野産業の製造基盤強化等が期待される


システムズエンジニアリング導入動機

1位セーフティ・セキュリティ要求

2位技術動向・高度化

3位顧客要求の多様化

4位製品からソリューションへのシフト

5位製品の複雑化

ドイツでは90年代に自動車業界から導入が始まり、

ここ数年で全産業に広まりつつある

出典：Fraunhofer IESE報告書


つながる世界で増大するリスク

異なる分野のサービスがつながる

サービス提供企業やユーザが自由にモノをつなげられる

IoT技術は急速に進歩

様々なモノがつながる

１つの製品の不具合による影響が拡大

相手の信頼性レベルが分からない

時間の経過に従って安全性が劣化

メーカが想像もしないつなぎ方、使い方も

つながる世界では、製品提供者が想定しない、把握できない課題が発生


システム思考に基づく安全性設計：STAMP

STAMP：システム思考に基づく

新たな事故モデル

システムを構成するコンポーネント間の相互作用に着目

STAMPの重要な構成要素

コントロールストラクチャーコンポーネント間の機能動作を示したシステムの設計図

STAMP： Systems-Theoretic Accident Model and Processes

MITのナンシー・レブソン教授が提唱

1940 20101980 202019901950 1960 1970 2000

FMEA FTAHAZOP

ETA

ソフトウェア制御の導入複雑性の指数関数的な増大新技術の出現

ドミノモデル


レジリエンスエンジニアリング

物事が悪い方向へ向かわない状態、すなわち危険を防ぐという従来の安全に関する考え方（Safety-Ⅰ）に対して、

物事が正しい方向へと向かうことを保証する、すなわち成功事例から学ぶという新たな考え方（Safety-Ⅱ）

システムが置かれている環境は時間とともに変化するため、開発時の安全に関する前提条件が成り立たなくなることがある

システムにおける意思決定は不完全な情報しか得られていない状態でなされることが通常である

利益や効率の追求等により、システムはほっておくと次第に危険な状態に移行していく

システムの本来目的は安全の確保ではなく、正常な事業の継続である

南デンマーク大学のエリック・ホルナーゲル教授他が2006年に提唱

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