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[ 日本初のレポート ]
モデル駆動組込み標準
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市場・技術調査
『欧米におけるモデル駆動組込みシステム開発と標準化の現状
Vol.1 ： モデル駆動システム工学 (MDSE) とその実践
概要
ITは多種多様なシステムに組み込まれ、さらにそれらが複合されることにより、一種の複雑系(Complex System)を構成しつつあります。こうした超システム(System of Systems)は、ますます多くの戦略的製品技術、社会基盤に応用されていますが、この種のシステムの開発と管理はすでに従来の工学的アプローチの枠を超えています。それに応えるものとして、システム工学とソフトウェア工学を中心に、関連する工学系を統合しつつ、プロダクト（システム）のライフサイクルをサポートするモデル駆動システム工学(MDSE)が、長い時間をかけて実用化されてきました。
本レポートは、産業技術としてきわめて高い戦略性を有するMDSEについて、背景と成熟過程を追いながら、MDSEの現状を様々な実証プロジェクト、方法論、標準化とツールなどについて明らかにします。
目次 (Table Of Contents)  全目次はこちらをダウンロードしてください。
- 0. 序：本レポートの背景・意図と対象
- 要約：ITは多種多様なシステムに組込まれ、さらにそれらが複合されることにより、一種の複雑系(Complex System)を構成しつつある。こうした超システム(System of Systems)は、ますます多くの戦略的製品技術、社会基盤に応用されているが、きわめて高い戦略性を有するシステムの開発と管理は、すでに従来の工学的アプローチの枠を超えている。それに応えるものとして、長い時間をかけて実用化されてきたのが、モデル駆動システム工学(MDSE)である。ここでは、この工学の登場の背景と本レポートの意図を述べ、対象とアプローチを定義する。
- はじめに：システムの「全体最適」を扱う工学へ
- 0.1. 複雑系への挑戦としてのMDSE：SEとソフトウェア技術の融合
- 0.2. MDSEの戦略的性格：技術を総合する技術
- 0.3. 本レポートの対象と方法：コンセプト、実証プロジェクト、標準化、ツール
- 1. 大規模組込みシステム開発の課題とMDSE
- 要約：MDSEは、複雑・高機能で高度の安全性、安定性が要求され、ネットワークで連携するハードウェアとソフトウェア、制御系や人間系などを含む、複雑・高機能なシステムを、モデルベースで分析、設計、開発、最適化など可能にすることで、要求変更への柔軟な対応、コスト圧縮、期間短縮、さらに複雑な他システムとの連携などを目ざすものである。究極のシステム技術とも言えるものであるが、基本はモデル駆動エンジニアリングであり、その成熟によって可能な地平が開けていく。本章ではMDSEの性格と発展段階について述べる。
- 1.1. 複雑系の一部としての組込みシステム
- 1.2. モデル駆動開発のアプローチ
- 1.3. システムレベルの表現と変換アーキテクチャのモデリング
- 2. MDSEをめぐる標準化とOMG MARTE
- 要約：MDSEは大規模なシステム／プロダクトを主要な対象としているが、それゆえに広汎な専門分野間の標準を前提とし、長期にわたるプロジェクトを通じての開発と実証・改良の積み重ねを必要とした。本章では、標準体系の基礎をなしたSTEP (ISO10303)、システム(要求)工学への応用とUMLとの結合により生まれたSysML、UMLを拡張してリアルタイム表現を可能としたMARTE、そしてMDSE標準体系を完結させると考えられるADLまでの発展を概観することにより、MARTEの位置づけを明確にする。
- 2.1. エンジニアリングの相互連携のための標準
- 2.2. システムエンジニアリングのためのデータモデル：STEP
- 2.3. システムへの要求のモデル化：SysML
- 2.4. リアルタイム表現へのUMLの拡張：MARTE
- 2.5. アーキテクチャ記述言語：AADL
- 3. 欧米におけるMDSEの推進体制と実証プロジェクト
- 要約：MDSEは21世紀のシステム技術である。宇宙・航空・自動車・エレクトロニクスという、非常に裾野の広い産業の興廃を決定する基盤技術であるが、同時に米国においては、21世紀の国家戦略の前提となる「システムとしての戦争」を支えることが求められている。それぞれ、実質的に毎年10億ドル規模の投資をを行い、開発・実証・普及を進めている。本章では、EUと米国それぞれのMDSE推進体制と実証プロジェクトを概観しつつ、戦略と動向を分析する。
- 3.1. 欧米におけるMDSE研究開発の現状と推進体制
- 3.2. 欧州におけるMDSE開発
- 3.3. 米軍改革とSoS開発・実証・構築プロジェクト
- 4. MDSEのサポートツール
- 要約：OMGのMDA体系の成熟やMDSE関連標準開発の進展によって、MDSEが目ざす、システムのモデリング、異分野間の協調、モデルを駆使した検証、モデルからの実装などのための環境は着実に前進している。要求の記述、リアルタイムシステムの記述が、UMLの拡張プロファイル（SysML/MARTE）によって可能となったことで、システムと組込みソフトウェアの開発の一体性が確立された。これにより、Eclipseなど既存のツール協調環境の利用、コンポネントベース開発との融合など、今後のMDSEの普及を早めることが予想される。
- 4.1. MDSE支援環境開発の現状
- 4.2. モデリング環境
- 4.3. MDSEライフサイクル支援環境とEclipse
- 5. MDSEの方法論へのアプローチ
- 要約：システム工学の方法論は、MDDの導入により、ライフサイクルの一貫したサポートが可能となり、実際の多種多様なプロジェクトで応用・検証・改善される機会を得たことにより、大きく進歩しつつある。本レポートでは、代表的なMDSE方法論の概要、分野別の方法論開発の現状などを解説する。
- 5.1. 要求の記述
- 5.2. アーキテクチャのモデリング
- 5.3. プロトタイピング
- 5.4. シミュレーション
- 5.5. テスティング
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