講演概要

自動運転レベル3を実現した開発現場の挑戦と今後の展望

10:00-10:50

2021年3月に発売を開始したレベル３自動運転搭載のLegendの開発概要を紹介する。安全設計思想から自動運転システムの設計、ソフト構築、実車/virtualを含めた安全の検証手法を、実際の開発現場の目線で紹介する。世界で初めての自動運転の型式認証を取得し、商品として販売するために、開発の要件や基準が社内にも社外にも存在しない中での現場での開発の苦闘を、事例を交え説明する。また、今後の自動運転や先進安全技術の開発の方向性について、簡単に説明する。

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加速する宇宙利用時代に向けた次世代デジタル衛星開発とDX

10:50-11:40

2020年代においては、再利用型ロケットによる宇宙打上コストの大幅低減により、宇宙利用が大きく進むと期待されている。三菱電機は、通信・測位・観測・輸送の4つの分野を中心に人工衛星や宇宙機を開発・製造する国内トップメーカーであり、海外の商用衛星市場に対する競争力強化などについても継続的に取り組んでいる。近年の衛星関連市場においては、宇宙環境の過酷な状況における長期の信頼性確保に加えて、低コスト・短納期化が課題となっている。本講演では、三菱電機の宇宙事業における課題解決の取組として、次世代衛星開発における革新的なデジタル化設計・製造の取組み、モデルベース開発の導入等について紹介する。

エンジン制御ソフトウェアの開発効率・製品価値向上への挑戦

13:00-13:45

IHIは日本のジェットエンジン生産の60～70%を担うリーディングカンパニーとして最先端技術を生かした航空機向けジェットエンジンの研究開発を進めている。エンジン制御ソフトウェアの設計においては、Model-Based Designによる設計プロセスを積極的に導入することで設計効率および品質の向上に大きく貢献している。さらなる設計効率の向上を目指して、設計・実装・検証の全プロセスにおいてシームレスに利用可能なツール群の適用を検討している。本講演では、MathWorks社ご支援のもとに実施したSimulink^®プロダクトファミリーを活用したModel-Based Designプロセス構築の事例について紹介する。

無人航空機の自律飛行ソフトウェア開発におけるModel-Based Design適用事例

14:00-14:45

株式会社SUBARU 航空宇宙カンパニーでは、防衛省、米国ボーイング社に代表される顧客向けの、多種多様な航空機ならびにコンポーネントの開発・生産に携わっている。特に無人航空機の分野では、防衛省や宇宙航空研究開発機構（JAXA）向けの様々なプログラムを通じた、開発経験を有すると共に、災害対応や物流などの社会実装に向けて、その安全性を更に高める自律飛行システムの研究開発を行っている。これらの自律飛行システムは、飛行前にシミュレーションを活用したソフトウェアの入念な機能・性能の確認が重要である。本講演では、無人航空機の自律飛行ソフトウェア開発における、MATLAB^®/Simulink^®を活用したModel-Based Design適用事例について紹介する。

MATLAB Web アプリとコンテナを活用した衛星概念検討フェーズでの開発プラットフォームの事例

15:00-15:45

近年、宇宙機業界でもModel-Based Designアプローチによる開発の効率化、デジタル化による開発手法刷新についての研究が盛んに行われている。本講演ではJAXA内での設計開発の効率化を目的としたモデルベース技術の活用として、衛星概念検討フェーズで実施される各種計算のWebアプリ化及びDockerコンテナ化を実施し、柔軟な設計開発プロセスの構築とJAXAスーパーコンピュータによる大規模計算を両立したMATLAB^®ベースの開発プラットフォームの事例を紹介する。

半導体製造の熱処理成膜装置における温度制御へのModel-Based Design適用事例

16:00-16:45

半導体製造装置 熱処理成膜装置の温度制御開発へのModel-Based Designの適用事例を紹介する。製品開発のワークフローにおいて、従来の制御ソフト開発のフローと比較してModel-Based Designを導入することで開発期間の短縮や品質の向上などの効果があった。ここでは温度制御機能の一つであるFeed Forward制御を事例として取り上げ、開発者目線でModel-Based Designのメリットを紹介する。次にModel-Based Designを導入したときの課題として、Model-Based Designの適用範囲をどう設定するかで自動コード生成が十分に生かせなかったことがあった。熱処理成膜装置の加熱と冷却を併用した温度制御開発を事例として説明する。

Model-Based Designのさらなる生産性向上を目指したMATLAB R2021a移行とMathWorksとの協業

13:00-13:45

市場ニーズの多様化、環境・安全にかかわる規制強化、先進技術の高度化、モビリティビジネスの多様化等が複雑に絡み合い、自動車産業そのものが大きな変革の時期を迎えている。従来以上に速いスピードで開発を進め、高品質を維持することが求められており、これを実現するためには、より開発周期を短く、頻繁に機能を高められる制御開発をする必要がある。量産開発に適用しているMATLAB^®のバージョンをR2015aからR2021aへ移行して、最新技術を活用し、短期間でのバージョンアップと運用コストの削減を実現するために行ったMathWorks社との取り組みについて紹介する。

日立AstemoにおけるModel-Based Designの取り組み

14:00-14:45

日立Astemoでは、パワートレイン制御開発に対してModel-Based Designを早期に適用し、高効率な量産開発を実現してきた。近年では、従来培ってきた知見を活かし、自動運転・先進運転支援システムや電動パワートレイン制御開発など、幅広くModel-Based Designを適用している。本発表では、日立Astemoにおける標準Model-Based Designの取り組みに触れ、CI技術を適用した自動化技術や、フロントローディングを追求したプロセスの適用による成功体験を簡単に紹介する。さらに、そのなかから量産開発への適用事例として、Embedded Coder™を用いたAUTOSARソフトウェアの開発や、Simulink^®モデルのバージョンアップ手法などを中心に紹介する。

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Model-Based Designを使いこなす！製品開発プロセス全体の向上と変革

15:00-15:45

新製品開発プロジェクトにおけるプログラム作成工数の削減のために導入を開始したMATLAB^®/Simulink^®であったが、単なる自動コード生成ツールとしての利用に留まらず、ソフトウェア設計プロセスを始めとした製品開発プロセス全体を見直す契機となった。製品開発プロセスのModel-Based Design化により各プロセスの構造化を進め、システム設計領域とソフトウェア設計領域の重複を排除し、従来のHILS (hardware-in-the-loop simulator)の拡充およびSILS (software-in-the-loop simulator)の導入による検証環境の改善へと繋げた。これらの「Model-Based Designを使いこなすための取り組み」について紹介する。

Honda eMaaS 実現に向けた、車両エネルギーマネジメントとSimulinkの活用

13:00-13:45

Hondaは電動モビリティーとエネルギーサービスをつなぐことで、自由な移動と再生可能エネルギーの利用拡大への貢献を目指している。その実現手段の一つである脱着式可搬型バッテリー「Honda Mobile Power Pack e:」を用いた車両システムを検討するため、MATLAB^®/Simulink^®を活用している。本講演では、「いつでもどこでも使える」というコンセプトの成立性や適合商品の検討を行うために、「Honda Mobile Power Pack e:」のバッテリーモデルを作成し、他の開発でも活用出来るようライブラリー化を行ったこと、さらには「Benly e:」のモデルを作成し、商品性や走行性能の検討を行った事例を紹介する。

物理モデルベース燃料電池システムシミュレーターの開発

14:00-14:45

燃料電池(FC)システム開発プロセスでは、FCスタック・システム部品および制御の組み合わせを実機で適合し最適化するプロセスが主となっており、試作費や開発期間の負担の大きさが普及阻害要因の一つとなっている。本課題に対し、実際の開発現場で要求される動的システム挙動の高精度・高速演算を実現するシミュレーターを開発した。本シミュレーターには制御器も含まれ、ハード・制御の机上検討がワンストップで可能な構成を有する。本シミュレーターで採用した開発手法のFC以外の分野への展開を想定し、MATLAB^®/Simulink^®上での物理モデルの効率的な実装手法、制御器を含む統合システムシミュレーターの開発手法等についても事例をまじえて解説する。

Vehicle Grid Integration ResearchへのMATLAB/Simulinkの利用

15:00-15:45

電気自動車の普及拡大には、自動車利用と電力ネットワークの情報を統合した充電インフラの最適配置から、電気自動車バッテリを活用した住宅・事業所とのエネルギーマネジメント、再生可能エネルギーが普及した電力システムの需給調整サービスへの活用など、Vehicle Grid Integration(電気自動車と電力システムの統合)の観点が重要となってくる。本講演では、・電気自動車センシング情報を活用したモビリティとエネルギーの時空間解析、・大学キャンパスでの電気自動車活用の実証、・電気自動車充放電インフラの高機能化のためのHardware-in-the-loop環境構築、などの研究開発事例へのMATLAB^®/Simulink^®の活用について紹介する。

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FEMS開発におけるPLCへの自動コード実装による開発期間の短縮

16:00-16:45

当社、武蔵精密工業株式会社は、「非常時の自助共助地域実現」と「平時の中小企業カーボンニュートラル取組支援」をコンセプトに工場電力管理システム(FEMS)の開発を進めている。このソリューション実現のため、ミニマムな設備とModel-Based Design開発手法を用いてパイロット実証をおこなった。システム設計ではプラント、簡易制御モデルを作成し、リチウムイオンキャパシタとリチウムイオンバッテリの併用による出力範囲拡大と蓄電池寿命向上の妥当性検証を行い、コントロールモデル実装においては三菱電機様MELSEC iQ-RのC言語コントローラユニットとSimulink^®によるコード自動生成を使い、開発期間短縮のフレームワークを確立した。

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再利用可能なモータ制御ソフトウェア開発プラットフォームの構築

16:00-16:45

持続可能性の確保に向けて脱炭素社会を実現すべく、IHIでは航空機システムや燃料電池システム向け電動ターボチャージャーなどを対象にしたモータ・インバータシステムの開発に取り組んでいる。その中で仕様が異なる複数機種のモータ制御ソフトウェアを効率的に開発することが喫緊の課題となっている。こうした課題を解決するため、ソフトウェア機能の共通部分および可変部分を適切に扱い、再利用可能なプラットフォームを構築するソフトウェアプロダクトライン開発を試行した。設計・実装・検証のプロセスではMATLAB^®/Simulink^®を活用しており、それらの事例を紹介する。

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仮想空間による自動運転安全性評価シミュレーションDIVPの開発：DIVPとMATLAB/SimulinkのCo-sim.連携

13:00-13:45

自動運転はシステムが複雑化する一方で、様々な走行環境に対して高い安全性が求められる。しかし、現在の自動運転の安全性検証は、網羅的な実車評価に依存しており膨大なコストを要する。また、自然界の物理現象に対し、カメラ、レーダ、LiDARの外界センサは限界の検証が難しく、どこまでやれば安全性を保証できるのかが課題である。以上の背景からSIP自動運転第2期のDIVPプロジェクトでは、実現象と一致性の高い「走行環境～空間伝搬～センサ」の一連のモデルを特徴とした仮想空間シミュレーションを構築し、精緻で効率的な自動運転の安全性評価を可能にした。更にDIVPとMATLAB^®/Simulink^®を結合したモデルベース開発環境も構築し、幅広いユーザーへの利用価値を高めることができた。

SensorObjectFusion機能向けMILS検証環境の構築

14:00-14:45

高度運転支援システムにおいては、車載されているカメラやレーダ等の外界認識センサの認識結果をフュージョン処理し、得られた結果から車両等の周辺環境を認識して自車の行動制御処理を行っている。次世代研究開発では、実外界認識センサが未だ無いことや、様々なシーンでの机上検証を行うために、MILSを活用してフュージョン機能の検討を行っている。本講演は、センサフュージョン機能を検証するために、Automated Driving Toolbox™を活用したセンサ誤差印加モデルを含むMILS環境構築の事例を説明する。また、MathWorksからは、本内容に関連する技術背景とMATLAB^®の機能について紹介する。

自動運転トラックのためのデータ駆動型制御による横運動制御器自動生成

15:00-15:45

昨今、MPCによる目標軌道生成が提案されている。MPCにて目標ヨーレートを計算し、車両ヨーレートを目標ヨーレートに追従させることで良好な軌道追従を実現できる。MPCによる目標軌道生成はModel Predictive Control Toolbox™を活用することで容易に実装でき、様々な大学・企業での技術開発が活発化している。一方、この方式ではヨーレートを制御するための横運動制御器が別途必要となる。横運動制御器設計には詳細な車両モデルが必要であり、設計ハードルが高い。いすゞ中央研究所では「データ駆動制御」を活用した横制御器設計ツールを開発した。MATLAB^®で実行可能であり、制御器をシームレスに実装可能という利点がある。本公演では数値例によるデモにてツールの概要を紹介する。

ADAS・自動運転開発のためのシナリオ設計とシミュレーション最新機能

16:00-16:45

ADAS・自動運転開発および検証にむけたシナリオ設計とシミュレーション環境を、最新機能を交えて紹介する。複雑化する機能の安全性を早期に検証するために、仮想環境を使ったシミュレーションと、OpenSCENARIOのような標準化されたテストシナリオの準備が本格化している。本セッションでは、RoadRunnerおよびRoadRunner Scenarioによる現実的な道路ネットワークとNCAP等の様々なシナリオを作成する方法についてご紹介する。MATLAB^®、Simulink^®またはCARLAと連携した自動運転シミュレーションのワークフローについても合わせて説明する。作成したシナリオはOpenSCENARIOにエクスポートし様々なシミュレーション環境でご活用いただける。

ゲームエンジンを用いた生産自動化設備の撮像シミュレーション

13:00-13:45

ものづくりを取り巻く環境変化に対応するため、製品や作業工程に合わせた自動化設備が増えている。自動化設備の高速化や高度化に伴い、開発設計時のデバッグや調整工数も増加傾向にある。そこで、デバッグ・調整のフロントローディングを実現するため仮想環境での開発設計及び動作検証手法を検討した。今回は自動化設備のセンサカメラの画像認識プログラムの仮想開発環境として、光源や対象部品を、ゲームエンジンを用いて再現し、カメラの特性モデルと掛け合わせることで、リアルタイムに仮想空間で撮影画像を生成する例を紹介する。様々な条件下での撮影画像を生成できるため、ロバストな画像認識プログラムの開発が期待できる。

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MATLAB/Simulinkを活用した農作物自動収穫ロボットの開発

14:00-14:45

AGRISTは、「テクノロジーで農業課題を解決する」を理念に、ピーマンやきゅうりなどの農作物の自動収穫ロボットの開発に取り組んでいる。高齢化による収穫作業の担い手不足が叫ばれる一方、収穫ロボットには「収穫物を認識するセンシング」、「相対的に変位する収穫物のトラッキング」、「収穫動作のための運動学の解析」など多岐にわたる技術が求められ、開発は困難かつ高コストとなりがちだ。AGRISTは開発早期から開発の効率化、低コスト化を目指し、MATLAB^®/Simulink^®を活用してきた。今回の講演では、オブジェクトトラッキング技術や、CADモデルと連携した逆運動学の解析シミュレーションモデルの開発事例と、今後の収穫ロボットの展望について紹介する。

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電子部品実装ロボットにおけるメカ制御一体開発

15:00-15:45

製品性能向上にかかる開発期間の大幅な短縮を実現した開発プロセスを当社製品である電子部品実装ロボット開発の実例をもとに紹介する。電子部品実装ロボットとはプリント基板に電子部品を装着する装置であり、位置決め性能として高速性と高精度性を高いレベルで両立することが求められ、さらにユーザーの装置オペレーションの利便性やコスト要求などを含めたトータルでの要求を達成するにはメカ設計と制御設計を統合した開発が欠かせない。製品開発の成功の鍵となった制御対象の応答を正確に再現するモデルを利用した開発プロセスについて詳しく説明する。

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マルチエージェントシステム制御の新展開：人間社会を真似る階層化最適制御

16:00-16:45

ドローン、車両ロボットなど、複数の自律的なエージェントが協調して、単体では不可能な機能を実現するシステムをマルチエージェントシステムと呼ぶ。発表者の研究グループでは、多くのエージェントを効率的に制御するために、人間社会で見られる階層的な意思決定構造を導入することを提案してきた。そして、階層性と最適性を両立させた階層化最適制御技術を開発した。本発表では、複数ドローンのフォーメーションを一例として、階層化最適制御の考え方や、どのような制御が可能となるかを紹介する。そしてその社会実装の実現性についても言及する。

風力ブレードにおける異常検出アプリの開発及び実装に向けた取り組み

13:00-13:45

風力発電設備の外観点検にドローンを用いることにより、高画質な画像を取得することが可能である。これらは一基当たり約数百枚にものぼり、一地点においては約数千枚の莫大なデータとなるため、その全てを人間が検査することは現実的ではない。そこで、深層学習を用いた自動的に異常を検出することができるシステム及びアプリを開発した。教師データには過去にドローンで撮影したデータを用い、プログラム上で水増しを行うことで異常検出の精度を向上させている。アプリの機能は事業部門のニーズを反映させ、ユーザーが使いやすく、実際の保守に適用できるようなシステムとしている。

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AIを活用した高機能型遠隔監視システムの構築

14:00-14:45

近年、下水移送施設に用いられる水中ポンプには、高効率化による省エネや排水に含まれる夾雑物に対する無閉塞性の向上が求められる。また保守面においても、各施設で発生した異常を通報できるシステムが求められる。新明和工業株式会社およびそのグループ会社では、下水移送施設向けの水中ポンプの開発・製造・販売・アフターサービスを行っており、ポンプが使用される施設の遠隔監視システムにおいても、業界に先駆けていち早く取り組んでいる。今回、従来より運用している遠隔監視システムに対し、AI診断機能を付加することで、「注意報」機能を強化した高機能型遠隔監視システムを開発し、サービス提供を開始した。本講演では、MATLAB^®を活用した機械学習の適用事例を紹介する。

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車両評価設備の稼働向上へのMATLAB活用事例

15:00-15:45

車両やユニットの評価設備の開発や計画を推進するという自動車会社の中でもユニークな部署から、デジタル技術を用いた評価設備の稼働や保守管理の効率化向上の取組みを紹介する。生産設備とは異なり、客観的な稼働率の把握が困難な評価設備向けに、AIを用いた画像認識による稼働監視システムの取組みを行った。また設備の運用効率化を目的にした、ビッグデータを用いての予兆検知やAI活用の取組みについても紹介する。共に、RaspberryPi™など安価な製品の採用とMATLAB^®を活用した内製化で、従来よりも低コストで柔軟なシステムの提案を実現している。

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Women in Tech (女性限定プログラム)

女性エンジニア、サイエンティスト、リサーチャーのネットワーキング・プログラムとして好評を博しておりましたWomen in Techが復活いたしました！本プログラムを通して、女性の発言機会やカンファレンスへの参加をもっと増やしていくことができたらと願っています。 全国の女性MATLAB^®ユーザーと、利用方法やプログラミング、モデリングの悩みと解決策について、ランチをしながらカジュアルにお話ししませんか。同業他社、異業種の方々とネットワーキングする機会としてぜひご活用ください。

ライトニングトーク

ライトニングトークは、MATLAB^®を使った面白い事や意外な活用法、そんなことにもMATLAB！？というような興味深いストーリーを、お一人5-10分ずつのショートセッションで気軽にご発表いただくMATLAB EXPOの人気コーナーです。普段は業務や研究に使っている MATLAB の、思いがけない使い方や面白いアイディアをシェアし、吸収していってください。現在発表予定のタイトル（抜粋）は「MATLABでつくるデスクトップMRI」「ミニ４駆とMATLAB、Simulink^®でAIカーを走らせよう！」「ROSとMATLABによる移動ロボット」「スペースバルーンプロジェクト自作観測機による成層圏探査とデータからの考察発表」「MATLABで Audio Plugin 開発　～スーパーMATLABミュージシャンに俺はなる～」などなど・・・。終了後には、登壇者の方々とご参加者の皆さんが直接お話しできる場をご用意する予定です。こちらもぜひご参加ください

エグゼクティブの皆さまに向けた特別なセッションです。

「Japan CDO of The Year 2021」を受賞された出光興産株式会社　執行役員 CDO・CIO 兼 デジタル・DTK推進部長　三枝幸夫様にご登壇いただきます。

また、アクセンチュア社およびMathWorksより、製造業DXや実用的なDXの国内外事例、クラウドやエッジ上のシステムとの統合が可能なModel DevOpsなど、データとモデルを活用したプロジェクト事例をご紹介いたします。

システム導入に関する個別相談やネットワーキングにご活用いただけるよう、本セッションの前後にお時間を設けております。ぜひMATLAB EXPOエグゼクティブセッションへのご参加をお待ち申し上げております。

なお勝手ながら、会場でのご参加につきましては抽選とさせていただき、オンラインでのご参加をいただく場合がございますので、ご了承くださいませ。ご参加形態につきましては、開催日前に改めてご案内申し上げます。

オンラインセッションでは、会場でのネットワーキングおよび個別相談会の配信はございませんので、ご了承くださいませ。