生産と設計をつなぐmbd - car- · pdf file生産と設計をつなぐmbd 新誠一...
TRANSCRIPT
道具 からくり 機械
ロボット
メカニズム エネルギー 言葉
道具の発達
空燃比制御
キャブレター電子制御
センサ，プロセッサー，アクチュエータの三位一体
言葉の登場制御対象と制御装置の分離
機械と人の関係
Mecha
Information Technology
＝•Communication(Gbs)
•Storage(GB)
•Processing(GIPS)
•Motion(m s)
•Speed(300km/h)
人を上回った機械
Human
•Logic，Voice，300Word/m, 5
word/s 80bps
•Image，1000×1000 pixcel
•Video 30 frames /s，2Mbps
•Motion (0.1 s)
•Speed (10m/s)
部品 組立
設計図 大量生産
21世紀の高級感
大量生産の効率による個別生産
要求の多様化
民主主義
多数決
少数意見の尊重
情報技術GHｚ，Mｂｐｓ，GB
コンカレントエンジニアリング
http://www.automobilemag.com/auto_shows/tokyo/0511_volkswagen_ecoracer/
EcoRacer
アカデミック・ロードマップ実施体制
・名称 平成19年度技術戦略マップローリング事業委託費（アカデミック・ロードマップ作成支援事業）
経済産業省 産業技術環境局 研究開発課
㈱ ＫＲＩ
ＭＳＴＣ
横幹連合 → 学会横断型ＡＲＭの新規作成
→ ロボット分野ＡＲＭの改訂など
→ ＡＲＭ作成手法の整理など
ＷＧ１（制御・管理）ＷＧ２（シミュレーション）ＷＧ３（ヒューマンインタフェース）ＷＧ４（ものづくり）
統括委員会（横幹ＲＭ委員会）
設計フェーズ
生産フェーズ
利用フェーズ
ものづくりからもの育てへ•何が欲しいか分からない•インフラとして工場はなくならない
•ソフトウエアツール•モデル指向設計生産•シミュレーション技術•検証ツール・理論•ライセンス（知財保証）•情報のトレーサビリティ•セキュリティ（秘密保持）•機械－制御－情報の融合
2040年の状況： 解決すべき課題：
欲しいものは何？
思い出づくり 納入されるまで
•生産から育成へ（循環型）•永遠のものづくり•ハード（マシン）とソフトの融合•設計のモジュール化 消費者とメーカが一緒に概念設計
生産過程を一緒に楽しむ
•工場は農場に（生産インフラ）•ラピッドプロトタイピング
次世代CAD
CAM
CAE
CAPP
•消費者間での利用評価（アマゾンモデル）•利用履歴の保存・活用（パーソナルヒストリ）•オプションの選択（ユーザ自身による改造）•利用度をトレースして貢献度で利益配分
使って楽しむ
サイクルの短縮で個別瞬時生産へ
設計図の概念が変わる
未完成の製品とコンセプトづくり儲かる仕組みが大切
•図面の統合化•設計図と現場のコンシステンシー•ユーザの介在•改造の検証・認証•段取りの自動化
進化する製品
ものづくりからもの育てへ
10ヶ月
• 設計図のデータ互換性
1ヶ月
• モデル指向設計生産
• 設計と生産の融合
3日
•モジュール化・ユニット化
•シミュレーション
•改造の検証と認証
2000 2008 2020 2038
設計サイクル
選択•メーカオプション
要望•ディーラーオプション
•設計段階への介入
参加•ユーザオプション
•製品の機能変更
ユーザの介在
廃棄
•新製品への買い替え
リサイクル
•モジュール化の促進
•長寿命設計
リユース
•ライフサイクルに合わせアップグレード
•新技術の迅速な導入
製品サイクル
ものづくりからもの育てへ
設計生産の連携
•工場内の情報統合
販売連携
•マーケットとの連携
消費者連携
ものづくりの現場の変化
工場仕上げ
• CAE・CAD
販売店仕上げ
• CAPP・POS
消費者仕上げ
•設計システムの解放
生産情報の変化
2000 2008 2020 2038
売り切り 点検改造 維持管理儲かる仕組み
自動車リコール届出件数及び対象台数
http://www.mlit.go.jp/jidosha/carinf/rcl/data_sub/data004.html 2007/10/12
http://www.aisin.co.jp/products/auto/index.html
電子化される車
C言語からMatlab
double x1;
double func(double u1,
double u2) {
if (0.5 * (u2 - u1) > x1 + 5)
x1 = x1 + 5;
else if (0.5 * (u2 - u1) < x1
– 5)
x1 = x1 - 5;
else
x1 = 0.5 * (u2 - u1);
return x1;
}
トヨタとデンソー、MATLAB R2006b
に量産移行を決定サイバネットシステムは、トヨタ自動車とデンソーが米MathWorks社（マスワークス）のデザインツールMATLAB R2006bへ移行し、量産ソフトウエアの開発に適用を開始すると発表した。トヨタとデンソーは2001年にパワートレイン分野の設計にMATLAB R12.1を量産車の設計に使用
し始め、サイバネットシステムとマスワークスと次期設計ツールの要件をまとめるなどMATLABの改善にも大きな役割を果たしてきた。R2006bの新機能の中でも、トヨタとデンソーは、複雑化するリアルタイム組込ソフトウエアのコードを自動生成する「Real-Time Workshop
Embedded Coder」による生産性向上にとりわけ期待している。
デンソーはサイバネットと協調し、包括的なモデリングガイドライン、ユーザーモデルのテストスイート、トレーニング材料などを用意し、R12.1からR2006bへの移行準備を行ってきた。移行計画が成功したことにより、トヨタとデンソーは、MATLABのモデリング、シミュレーション、
自動コード生成を生かした設計が、迅速かつ安価な新規車両の開発を可能にし、競争力維持に貢献すると見ている。両社は今後、パワートレイン制御のみならず、他の量産ソフトウエアの開発にも適用を拡大する意向を示している。
http://www.designnewsjapan.com/news/200709/news070912_0201.html 2007/10/15
Model Based DevelopmentCAD Data
Real Machine
ECU
高度IT技術者養成プログラム
本学では電気通信学研究科の「情報通信工学専攻」，「情報工学専攻」，「電子工学専攻」，「システム工学専攻」の４専攻が中心となり，制御系設計に重点をおき、自動車業界が進めているMBD(Model Based
Design)を基にした，新しい大学院教育（前期課程）を行います．なおMBDとは，matlab/simulinkなどのGUI(Graphical User Interface)に基づく設計CADを援用した開発手法であり， C言語による組み込み系開発からのステップアップを目指すものです．なお，本学の取り組みには，アイシン精機株式会社、横河電機株式会社、サイバネットシステム株式会社、株式会社ルネサステクノロジ，株式会社山武などの企業群も参入します．
Real-Time Workshop
http://www.cybernet.co.jp/matlab/product/general/rtw/
Simulinkのブロック線図モデルか
ら、移植、カスタマイズ可能な最適化されたCソースコードを自動生成
dSPACE Simulator
テストの自動化 欠陥生成ユニットを操作
試験環境管理3Dオンラインアニメーション
http://www.dspace.jp/ww/ja/jap/home/products/systems/ecutest/experiment_software.cfm
多様化するHILSシミュレーション技術で車載ECUを評価
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/HONSHI/20070726/136797/ 2008/1/20
2007年秋、三菱自動車は、同社としては初めて「フルビークルHILS」を車両開発に適用した車種「ギャラン フォルティス」「ランサーエボリューションX」を発売する（1）（扉参照）。フルビークルHILSは、ネットワークでつないだ車両1台分のECU数十台を一度に評価できるHILSで、日本の完成車メーカーがフルビークルHILSの量産車への適用を明らかにするのは初めてだ（ 図）。欧州では、すでにDaimler Chrysler 社が「Mercedes-Benz
AClass 」や「同C-Class」への適用を明らかにしているほか、フランスRenault 社も車両1台分を評価できるフルビークルHILSの設備を備えているという。
友達の友達は友達
物
事
物
物
•物と事•知識は連鎖•発想，連想•量的違い→質的違い
重合型創発
名前：新誠一勤務先：電気通信大学e-mail:[email protected]
電話：042-443-5824
FAX:042-488-7426
データベースは連鎖
連鎖矢のように言い当てる
文書と技術者
•企画書•特許•設計図•組立てマニュアル•生産情報•維持管理マニュアル•業務日誌
XMLで話す人と機械
ＸＭＬ
ＸＭＬによる，動作手順，通信，記録，会話
XMLは文書標準
２００６年３団体で実証デモを実施しました。
（ＭＯＦ２００６）
DoCoMo会場用サーバMicrosoftサーバ（SPS等）DoCoMo通信用
サーバ（大阪）
iモード網
携帯電話
・点検結果の入力・設備データの
トレンドグラフ参照
・ｉアプリとDoCoMo会場用
サーバ間のデータ中継
※展示会場NW（イントラ）
対応のための構成となります
実行指示設定
シミュレーション処理
前工程
山武山武
モニタリング
OPC DA Server
Ethernet
シミュレーション処理（４ライン分）
富士電機富士電機
OPC DA Server
後工程
モニタリング
スケジューラ
OPC-UA
サーバ
指示・実績をXMLﾒｯｾｰｼﾞでMSMQ通信しOPC
サーバと連携
前工程のシミュレーションと表示を実行
・前工程および後工程の製造指示を実行
後工程のシミュレーションと表示を実行
・前工程および後工程のシミュレーションを実行
計量値
指示
リモート監視
DoCoMoマイクロソフト横河電機横河電機横河電機
データ収集
デジタルデジタル
日立日立OPC DA Server
OPC DA Client
OPCSoupWorks GE ファナックGE ファナック
OPC DA ClientSCADA
東芝東芝
OPC DA ClientSCADA
Office連携（OPC-UAと接続）
PSLXサーバ
（生産管理）
実績
法政大学法政大学
製品受注
・設備点検簿の作成・修正・出力（InfoPath2007）・iアプリによる点検簿入力を
可能とするための変換処理
生産指示書込み
生産実績登録
定期的なスケジューリング／再スケジューリング
受注および在庫を考慮して生産オーダを手配
EDI
ファイル
マニュファクチャリングオープンフォーラム
合同デモシステム構成
２００７年５団体で実証デモを実施します。
（ＳＣＦ２００７）
拡大するオープン化技術の相互連携
2008年
（MOF2008)
9月10日から12日
東京ビッグサイト
問合せで動く分散システム
Query
Data
Result
Requirement for Data
(XQL on XML)
"//father"
"<daddy>...</daddy>"
「father」はないけど「daddy」ならあるな
連携は自己紹介から
1544345<ID>1544345</ID>
<担当者>
<氏>山田</氏>
<名>太郎</名>
</担当者>
<設備>
<設備名>ポンプA </設備名>
<実績値>2345 </実績値>
</設備>
ID Profile Model
XMI(XML Metadata Interchange)
UML
(1)
OMGの概要
ADSS: Autonomous Decentralized Service SystemSDO: Super Distributed Objects
通信
SIG: Special Interest Group
・・・
分散オブジェクト技術標準化団体
組込系
情報系•共通技術
開発言語
基盤ソフト
構築手法
•応用分野技術
医療交通
・・・
サービス基盤(ADSS SIG)
超分散 (SDO SIG)主要メンバー：日立，東大, FhG，
UCI/NTT，LIFL等. Nokia等支援
・参加メンバー：約780社。・OMG標準仕様準拠製品：300以上。
防衛製造 金融
サスペンション制御
http://www.tec-serv.co.jp/ed/1_b.html
Profile
),(
),(
1111
1111
uxgy
uxfx
),(
),(
2222
2222
uxgy
uxfx
),(
),(
uxgy
uxfx
),(
),(
2233
2233
uxgy
uxfx
ソフトとハードと人
Organizer
Organization+members
+organizations
+owner
+organizations1..* 0..*
1
0..*
SDO
Profile
Device/Applicationspecific interfaces
MDA*によるプラットフォーム非依存化
CORBA
Model
Java/EJB
Model
CORBA
XML/SOAP
Model
Java/EJB XML/SOAP Other
Other
Model
*)出展：http://www.omg.org/cgi-bin/tools/clicker?
url=http://www.omg.org/mda/mda_files/MDA-Seminar-Soley6.ppt
*MDA: Model Driven Architecture
ソフトウェアのモデル**Platform-
Independent
Model
拡張・・・
プラットフォーム対応の
モデル、ソフトウェア
ロボット用ミドルウエアの標準化
日刊工業新聞2006年10月9日
OMGニュースレター2006年秋
SysML Diagram Taxonomy
SysML
Diagram
Structure
Diagram
Behavior
Diagram
Use Case
Diagram
Activity
Diagram
Internal Block
Diagram
Block Definition
Diagram
Sequence
Diagram
State Machine
Diagram
ParametricDiagram
Requirement
Diagram
Modified from UML 2
New diagram type
Package Diagram
Same as UML 2
2006/11/25
現在，過去，未来
現在
過去
解析モデル化
未来
予測シミュレーション
最適化制御
),(
),(
1111
1111
uxgy
uxfx
),(
),(
2222
2222
uxgy
uxfx
),(
),(
uxgy
uxfx
),(
),(
2233
2233
uxgy
uxfx
究極の言葉は数式
言葉の数学モデル化
void bubble_sort(int
*ptr, int n) { int i, j;
for(i=0; i<n-1;
i++){ for(j=n-1; j>i; j--
){ if(*(ptr+j-1) >
*(ptr+j)){ swap((ptr+j-
1), (ptr+j)); } } } } void
レベルの二つ目の山を越えたら，バルブを開ける．1分待って温度を
チェックする．応答が落ち着いていたら，次のバルブを開けて流量を上げる．
Cxy
BuAxx
数学モデル
法則
1.可視化2.モデル化3.最適化
始動プログラムとシナリオ0～1000rpm
injection
engine revolution
revolution
- previous revolution
新動向
物質
エネルギー
情報
ベルトコンベア－
電力線
ネットワーク電力線搬送
下水道光ファイバー
@Tokyo(変電所+IDC)
データキャリア
ハードのオブジェクト化(OMG)
物づくり，事づくり
物 事物 事
数式
数式
数式 数式 数式
数式
事物 物 事
法則
数学
法則
システム
DelmiaがAutomationの新バージョンR17を日本市場に出荷開始
http://www.designnewsjapan.com/news/200708/news070802_0401.html
DELMIA V5 Automationは各種プ
ログラマブル・ロジック・コントローラ（PLC）のプログラミングが可能なほ
か、装置、セル単位、あるいは生産ライン全体をバーチャル化してロジックを検証し、システム性能を検証することを可能にする。
OBD
http://www.mlit.go.jp/kisha/kisha03/09/090604_.html
多機能表示器
http://www.blitz.co.jp/products/electonic/iColor_series/r-vit_icolor.htm 2006/12/4
R-VIT
シトロエン C4
ボッシュ テスター
http://www.bosch.co.jp/jp/aa/products/group.asp?id=SystemTester
G-link
http://lexus.jp/service/g-link/
デジタルエンジニアリング
http://www.tec-serv.co.jp/de/1.html#
CAE連携
matlab/simulink
ANSYS
SPICE
Dymora
CATIA
SPSS
MAPLE
Mathematica
IBM Rosa
コンセプト
プロトタイプ
プロダクト
量産
企業企業
企業
企業
企業
企業
企業
企業
企業
企業
企業
企業
企業
企業
大学 大学
大学大学
社会社会
社会
戦略
まとめ
• モデルと実物の連携
• モデル間の連携
• 素材，エネルギー，情報の連携
• 産業の連携
• 人の連携
• 産学の連携
• モデル統合，モデル分離，モデル再利用
• 情物一体