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モデルベースで品質向上モデルベースで品質向上

2011年11月17日(木)

トヨタテクニカルディベロップメント株式会社

執行役員

荻野優

モデルベースが切り拓く次世代のモノ作り


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1. 会社紹介

2. モデルベース開発とは

3. なぜモデルベース開発か

4. TTDCの取組み紹介

5. 海外の取組み紹介

6. まとめ

Agenda


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1. 会社紹介





6. まとめ

Agenda


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英文名英文名：

Toyota Technical Development Corporation ：

Toyota Technical Development Corporation

ﾄﾖﾀﾃｸﾆｶﾙﾃﾞｨﾍﾞﾛｯﾌﾟﾒﾝﾄ株式会社ﾄﾖﾀﾃｸﾆｶﾙﾃﾞｨﾍﾞﾛｯﾌﾟﾒﾝﾄ株式会社

((TTDC)TTDC)

1.会社紹介

：

愛知県豊田市花本町井前1-21：

愛知県豊田市花本町井前1-21

設立設立

：

5.5億円

※トヨタ自動車100%出資：

5.5億円

※トヨタ自動車100%出資

本社本社

：

6,444名（2011年4月1日現在）：

6,444名（2011年4月1日現在）

資本金資本金

：

2006年4月1日：

2006年4月1日

従業員数従業員数

：

612億円（2010年度）：

612億円（2010年度）売上高売上高

：豊田市、名古屋市、裾野市、新宿、横浜、札幌：豊田市、名古屋市、裾野市、新宿、横浜、札幌事業所事業所


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２００６年４月合併２００６年４月合併

1.会社紹介


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トヨタ車の開発トヨタ車の開発

製品開発／車両開発

製品開発／車両開発

部品開発部品開発

車体

メーカー

車体

メーカー

トヨタ自動車トヨタ自動車研究開発研究開発

部品ﾒｰｶｰ

部品ﾒｰｶｰ

パワートレーン電子車両

車体ﾒｰｶｰ

部品ﾒｰｶｰ

市場に一番近い領域で開発機能を担当市場に一番近い領域で開発機能を担当

1.会社紹介


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1.会社紹介

■計測部門の役割


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1. 会社紹介





6. まとめ

Agenda


Double-cl ick toopen the GUI and select a

maneuver

Modeling an Automatic Transmission Controller

Vehicle

Ne

gear

Nout

Ti

Tout

Transmission

run() gear

throttle

down_th

up_th

Threshold Calculation

speed

up_th

down_th

gear

CALC_TH

Shift_logic

Ti

throttleNe

Engine

Brake

Throttle

Driving Maneuvers

output torque

transmission speed仕様のモデル化

ECU

実機

仕様

実装

テスト

評価

設計

プラントモデルによる検証

制御モデル

コード自動生成

MILS

SILS HILS

VRS

2.モデルベース開発とは

車両開発V字工程におけるモデルベース開発技術

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1. 会社紹介





6. まとめ

Agenda


トヨタ車のリコール問題で電子制御システムに欠陥があるのではないか疑いがあった。

NASAが電子制御システムについて調査を実施

3.なぜモデルベース開発か

調査にあたりモデルベース開発手法が活用された

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モデルベース開発手法など先端技術を応用し、短期間でソフトの詳細な解析と検証を可能にした欠陥が見つからなかったと結論

NASAが電子制御システムについて解析と検証 2010.4～2010.8


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モデルベースは品質向上に有効な技術と考える


モデルベース開発のメリット

品品質質効効

率率

・上流工程で品質を作り込み

・機能安全ISO26262への対応が容易

・検証がより広く実施可能

・S/WとH/W並列開発が可能

・自動化による更なる効率化

・後戻りが大幅削減


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・モデルにより上流工程で品質を作り込み →システムの要件/機能の把握や問題の解析も容易

MILS検証

コード自動生成

HILS検証

VRS検証

仕様

実装

テスト

評価

設計

RPT/SILS検証


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・機能安全ISO26262への対応がやすい →トレーサビリティの確保が容易

Double-cl ick toopen the GUI and select a

maneuver


Vehicle

Ne

gear

Nout

Ti

Tout

Transmission

run() gear

throttle

down_th

up_th


speed

up_th

down_th

gear

CALC_TH

Shift_logic

Ti

throttleNe

Engine

Brake

Throttle

Driving Maneuvers

output torque

transmission speed要求仕様

ECU

実機

仕様

実装

テスト

評価

設計

モデルベース統合検証環境

制御モデル

一致性検証

一致性検証一致性検証コード自動生成

MILS

SILS HILS

VRS


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・検証がより広く実施可能 →検証の自動化も容易

・実機で実施困難なテスト例：モータの内部故障モード

・実機で危険なテスト例：高電圧大電流でのテスト

・複雑化により実機検証パタン網羅が限界→検証自動化で広い範囲で効率的に検証


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1. 会社紹介





6. まとめ

Agenda


モデル／ツール／シミュレーション装置／ソリューションの開発とサポート

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maneuver


Vehicle

Ne

gear

Nout

Ti

Tout

Transmission

run() gear

throttle

down_th

up_th


speed

up_th

down_th

gear

CALC_TH

Shift_logic

Ti

throttleNe

Engine

Brake

Throttle

Driving Maneuvers

output torque

transmission speed

MILS

SILS HILS

SILS/VRS

仕様

実装

テスト

評価

設計

Model

P.D.I.C.S. MotorBox

並列分散処理型シミュレータ高速高精度モータHILS

4.TTDCの取組み紹介

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4.TTDCの取組み紹介：MotorBox


MotorBoxを用いたHV-HILSシステム構成

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4.TTDCの取組み紹介：MotorBox


並列分散技術により大規模モデルの高速演算が必要

⇒

高性能、高機能な車両モデル等の高速演算が可能

モデルベース開発の適用に伴い，

モデルが大規模化、複雑化解析時間、設備コストが増大，活用が困難

問題解決の糸口に！

範囲

詳細モ

デル

規模

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4.TTDCの取組み紹介：並列分散処理型シミュレータ(P.D.I.C.S.)


対象の実システム

Simulinkモデル

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インバータ


0 5 10

0

100

200

300

0 5 10

-1

0

1

20 5 10

0

100

200

300

0 5 10

-1

0

1

2

専用GUI

同期並列高速演算

演算結果出力

並列用モデル

自動変換

並列用Cソース

ファイル生成

マルチCPU/コア計算機

並列用SimulinkモデルオリジナルSimulinkモデル

モデル全部のサブシステムリスト化

並列化要素サブシステムリスト

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1. 会社紹介





6. まとめ

Agenda


EUのARTEMIS計画

・異なる産業や技術領域における次世代組み込みシステムの実現に必要な標準設計/要素技術/ツール等

・複雑システムのモデルベース手法や機能安全に対応した手法の開発

・開発環境やツールチェーンの高度化、迅速な市場展開

・10年間で25億ユーロ

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5.海外の取組み紹介：欧州


アメリカ国立科学財団(NSF)主導のCPS計画

・異なる産業や技術領域におけるCyber-Physicalシステムの基本理論/方法/ツールなどの研究/開発

・離散系/連続系の設計/解析に適用できるモデリング手法の研究

・自動車/電力/医療/防衛などの分野での応用

・大学や研究機関に対し年間3000万ドル支援

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5.海外の取組み紹介：アメリカ


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1. 会社紹介





6. まとめ

Agenda


・モデルベース開発は，組込み制御の設計/ 実装及び検証にモデル技術を活用した新し

い開発手法

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6.まとめ

・モデルベース開発は，組込み制御システムの品質向上に非常に有効と考える

・TTDCは，モデルベース開発に関する技術と応用に取り組んでおり，車両の品質向上に貢献していく

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