特集論文

AIソリューション開発環境を支える
サービス提供基盤

堀田朋子＊
Tomoko Horita

相馬仁志＊
Hitoshi Soma

Service Delivery Platform to Support Development Environment for Artificial
Intelligence Solutions

要旨AI（Artificial Intelligence）技術の実用化が進み，AIを術によってAIソリューション開発環境を数日以内に利用活用したシステムやサービス（AIソリューション）が広く者に提供できる。また，グループクラウド上の業務システ普及し，三菱電機グループでも，三菱電機のAI技術ブラ

ム向けに三菱電機グループ社員を一括管理して認証を提供

ンド“Maisart”などを活用した新事業創出の機運が高まってする認証システムを採用し，SAML（Security Assertionいる。そこで，三菱電機インフォメーションシステムズ㈱Markup Language）認証技術によってセキュリティの強（MDIS）ではAIソリューション，特にAIの推論や判断の化とこの認証システムを利用する業務システム間のシング基になる学習モデルを作成する環境を“AIソリューション

ルサインオンを実現した。

開発環境”とし，三菱電機グループ向けにクラウドサービ

この基盤を活用し，MDISでは2019年12月に映像解析スとして提供を開始した。サービス化するに当たり，利用（2）
ソリューション
“kizkia”のクラウドサービス提供を開や運用管理に必要になる機能をサービス提供基盤として整始した。今後は，多種多様な分野に対応したAIソリュー備した。

ション開発環境のサービス提供基盤を開発し，三菱電機グ

この基盤は，三菱電機グループで利用可能な共通のシスループのAIソリューションの新事業創出に貢献していく。

テム基盤であるグループクラウド 上に実装し，仮想化技
（1）

（注1）
AWS（Amazon Web Services）

ソリューション
開発画面

AIソリューション開発
をWeb操作で実施

利用者用画面

MDIS
運用管理者

運用管理者用画面

AIソリューション開発環境
AIソリューション開発サーバ（利用者用）
インターネット

三菱電機
グループ
利用者

サービスの運用管理をWeb操作で実施
三菱電機データセンタ
三菱電機グループ
共通認証システム

特長１
特長２
特長３

AIソリューション開発
アプリケーション
サービス提供基盤
利用者用
アプリケーション

運用管理者用
アプリケーション

サービス提供機能
認証・認可・システム連携

ユーザー管理サーバ管理

監視グループクラウド基盤

学習モデルを作成するAIソリューション開発環境をクラウドサービスとして提供する。
グループクラウドのAWS上にAIソリューション開発環境を構築し，仮想化技術によって利用者に数日以内に提供する。
三菱電機グループ内基準に準ずるセキュリティを担保した環境を提供する。
（注１） AWSは，Amazon Technologies Inc. の登録商標である。

AIソリューション開発環境提供サービス
グループクラウドのAWS上にサービス化に必要な機能を“サービス提供基盤”として整備し，この基盤上に利用者が画面操作で学習モデルを開発できる“AIソリューション開発環境”を用意しサービス提供する。仮想化技術を用いることでAIソリューション開発環境を数日以内に利用者へ提供できる。利用者は三菱電機グループ社員であり，三菱電機グループ向け共通認証システムと連携してセキュリティを強化する。

50（484） ＊三菱電機インフォメーションシステムズ㈱三菱電機技報・Vol.94・No.8・2020

AIソリューション開発環境を支えるサービス提供基盤にする。
サービスの熟達度やノウハウを蓄積するため，利用者⑵

1．ま え が きは三菱電機グループ社員とする。その際，グループ内基準に準ずるセキュリティを確保する。

昨今，IoT（Internet of Things），AI技術の実用化が急⑶速に進み，AIを活用したシステムが広く普及してきている。

利用者からの要求があった場合，数日以内に利用者に開発環境を提供し，削除要求があればすぐさま削除が可

三菱電機グループでもAIを活用した新事業創出の機運能なサービスにする。

が高まっており，そのため，各事業のAIソリューションを効率的に開発していく必要がある。MDISでは映像解析

2. 2の分野に特化して，AIを活用するために必要な学習プロ

システム構成セスやツール類，データ利用などの技術・ノウハウを持っ2. 1節の要件⑴を実現するため，サービス提供に必要なており，これを汎用化して三菱電機グループで活用可能な共通機能は全てサービス提供基盤に集約し，また，サービ開発環境として整理し，各事業の開発効率化に寄与していス提供基盤には，このサービスを利用するための機能を備くことを検討した。しかし，AIの活用に不可欠な学習モえた“利用者用アプリケーション”と運用管理者がサービスデルを作成するには，GPU（Graphics Processing Unit）の運用管理を行う機能を備えた“運用管理者用アプリケー付きコンピュータや大容量ストレージなどコンピュータリション”を配置した（図１①）。

ソースが豊富な環境の構築や，学習データの確保，収集・

2. 1節の要件⑵を実現するため，三菱電機グループのセ管理，学習方法確立などが必要であり，学習モデルの開発キュリティ基準を満たし，クラウド環境を簡単に使うことを行うことは容易ではない。

ができるグループクラウド（パブリッククラウド上に構築

そこで，MDISでは学習モデルの開発を行うために必要された三菱電機グループで利用可能な共通のシステム基なリソースやノウハウを事前にクラウド環境に用意し，効盤）を採用した。グループクラウドには想定システムの利率的な開発が可能な仕組みを提供する“AIソリューション用用途に応じてサービスを使い分けできるよう，複数の開発環境”を構築し，三菱電機グループに対してサービスサービスタイプが用意されている。その中でも，三菱電機提供を開始した。

グループ内向けにサービスを展開することに適しているサービスタイプを採用した（図１②－１）。

本稿では，サービス提供に必要な機能を備えたサービス提供基盤と，その上に構築されたAIソリューション開発

また，このサービスは三菱電機グループ社員が利用する環境について述べる。

2．サービス提供基盤の概要
2. 1

サービス化要件

MDISでは，これまで映像や音声等の分野でのAIを活用したシステムの開発環境を，オンプレミスの単体システムとして，コンピュータリソースと一体になった製品で提供をしていた。しかし，この形態では個別にシステムを提供するためコストがかかるとともに顧客への提供にも時間を要していた。そこで，顧客からの要求に迅速に対応するため，この開発環境を三菱電機グループで利用できるクラウドサービスにすることを検討した。
この検討に当たり，次の要件で開発環境のサービス化を進めた。
MDISで今後も開発が想定される多⑴種多様な分野に対応できる共通基盤
三菱電機技報・Vol.94・No.8・2020

AIソリューション開発環境①サービス提供に必要な機能はサービス提供基盤に集約し，AIソリューション開発サーバを独立

Amazon EC2（注2）（AIソリューション開発サーバ）
AIソリューション開発
アプリケーション③構築済みマスタマシン
イメージからAIソリューション開発サーバを生成

サービス提供基盤
Amazon EC2（サービス提供サーバ）
管理データベース（ユーザー権限情報等）

利用者用
アプリ
ケーション

サービスプロバイダ（SP）機能（Shibboleth（注3）SP）

Webアプリケーション
サーバ（Apache Tomcat（注4））

AIソリューション
開発環境のマスタ
マシンイメージ

運用管理者用アプリ
ケーション
監視システム（Mackerel（注5））

グループクラウド基盤（AWS） ②－1グループクラウドの三菱電機
クラウド対応三菱電機グループ
共通認証システム
認証情報アイデン
シングルサインオン
取得
ティティにはSAML2.0をプロバイダ使用
認証
認証用機能
サーバ
LDAP

グループ内向け利用に適したサービスタイプを採用②－2三菱電機グループ社員を一括管理し，認証を提供するシステムを採用

本稿で述べるサービス提供基盤を示す。

（注2） Amazon EC2(Elastic Compute Cloud)は，Amazon Technologies Inc.の登録商標である。
（注3） Shibbolethは，Internet2の登録商標である。
（注4） Apache Tomcatは，The Apache｠Software Foundationの登録商標である。
（注5） Mackerelは，㈱はてなの登録商標である。
LDAP：Lightweight Directory Access Protocol

図１．AIソリューション開発環境の構成
51（485）

特集論文ため，各アプリケーションへのアクセス認証には，グルー

そこで，次に示す，任意の暗号化文字をある一定時間内プクラウド上の業務システム向けに提供され，三菱電機グに受け渡すワンタイムパスワードの仕組みを利用すること

ループ社員を一括管理し，認証を提供するシステム（クラで，アクセス許可のない利用者の不正アクセスを防止する。

ウド対応三菱電機グループ共通認証システム）を採用した①認証・認可成功後，利用者用アプリケーションは，利（図１②－２）。

用者用画面経由で，AIソリューション開発アプリ

2. 1節の要件③を実現するため，仮想化技術によって仮ケーションへ認証・認可が成功した利用者の情報と想マシンの起動に必要な情報をディスクイメージとして共通鍵で暗号化した文字を，別サーバ上にあるAIソテンプレート化が可能なAmazon マシンイメージ（AMI）

リューション開発アプリケーションへ渡す。

サービスを利用し，単体システムとして存在する環境をクラウドのサーバに構築し，そのマスタマシンイメージ②AIソリューション開発アプリケーションは受け取った暗号化文字と現在時刻を利用者用アプリケーションへ渡す。

を用意した。このマスタマシンイメージを用意すること③利用者用アプリケーションでは，受け取った暗号化文で，AWSが提供するクラウドサーバの構築・管理などの字を復号し，正常アクセス利用者であることをチェッ操作が可能な管理画面（AWSマネジメントコンソール）かクする。さらに，受け取った現在時刻が暗号化されら簡単にAIソリューション開発環境を構築でき，さらにた時刻と一定時間内であるかをチェックし，この二は，複数のサーバをすぐさま用意できる。サービス提供につのチェック条件を満たした場合に，利用者はAIソはグループクラウド窓口へ必要な申請が発生するが，要求リューションアプリケーションへアクセスできる。

されてから数日以内に利用者へ環境を提供できる
（図１③）
。
2. 3

サービス提供機能AIソリューション開発環境をサービス提供するため，次に述べるサービス提供機能を開発した。
2. 3. 1⑴

認証・認可・システム連携機能

認証
このサービスのアクセス認証にはクラウド対応三菱電機

2. 3. 2

ユーザー管理機能認可に必要な利用者や運用管理者のユーザー情報はサービス提供基盤の管理データベースで一元管理する。
ユーザー情報を運用管理環境で一元管理するため，サービス提供サーバにユーザー管理テーブルを用意する。利用者の登録・変更・削除のユーザー管理は運用管理者が実施する。
2. 3. 3

サーバ管理機能

グループ共通認証システムを利用することで．三菱電機グ

利用者から要求があった場合に運用管理者は，運用管ループ社員全員に割り当てられているシステムID（IDenti-

理者用アプリケーションの画面からGUI（Graphical Userfication）とそのパスワードを利用し，アプリケーションへInterface）操作でサーバの起動・停止やAIソリューショログインできる。これによって，利用者はこのサービス専

ン開発サーバの削除を行う。

用のIDとパスワードの所持が不要になる。また，認証技

一般にAWSマネジメントコンソールからサーバの起術にはSAML（Security Assertion Markup Language）認動・停止・削除を行うことも可能だが，誤操作を防止する証を用いており，この認証システムを利用している業務シスため，特定の条件下で処理を実行する防止策を講じた。例

テム間のシングルサインオンが可能になり，複数システムのえば，サーバ削除の誤操作の防止策では，運用管理者用利用時ごとにログインを行うことから解放される利点がある。

画面側でサーバ停止チェック，AWSで使える固定グロー⑵ 認可

バ ルIPア ド レ ス で あ るElastic IPア ド レ ス（EIP）の 削 除認証成功後，利用者がAIソリューション開発環境へアチェック，サービス利用期間終了チェックを行い，運用管クセスする権限の有無をチェックする認可処理を行う。認理者用アプリケーションサーバ側で管理データベースから可情報は，サービス提供基盤の管理データベースに格納さサービス利用期間情報を取得して利用期間が終了していれ，その情報を使って認可処理を行う。

ることのチェック，AWS SDK（Software Development⑶ システム連携Kit）を利用してリアルタイムのサーバ状態を取得して停止

図１で示すとおり，認証・認可機能はサービス提供基盤状態であるかのチェック，EIP割当て状態を取得してEIPにある。そのため，利用者がAIソリューション開発アプが割り当てられていないことのチェックを行う。画面とリケーションへアクセスするには，認証・認可が成功してサーバ側で全ての条件を満たした場合に処理が実行される。

いる必要があり，外部からの不正アクセスではないことを別サーバ上のAIソリューション開発アプリケーションへ連携する必要がある。
52（486）

2. 3. 4

監 視 機 能監視には，グループクラウドから提供されている監視三菱電機技報・Vol.94・No.8・2020

AIソリューション開発環境を支えるサービス提供基盤

システムMackerelで用意されている死活監視，性能監視，映像データからフレーム画像を分割し，画面に表示

プロセス監視，URL（Uniform Resource Locater）外形監

学習する物体を指定し，タグ付けを画面操作で行い，学習データセットを作成する

視（アプリケーションの接続URLを一定間隔で監視）の機能を利用し，この環境の監視を行う。サービス稼働に問題が生じた場合は，運用管理者にアラートを発報し，迅速に対応できる。

3．サービス提供基盤を適用した
AIソリューション開発環境

左ペインに学習プロセスをメニューとして用意

図２．kizkiaクラウドサービスのGUI

このサービス提供基盤上に，MDISのAIを活用した映像解析ソリューション“kizkia”の学習モデル作成機能を載せ，たURLにアクセスし，日常的に利用している三菱電機グ三菱電機グループで利用できる“kizkiaクラウドサービス”

ループ社員全員に割り当てられたシステムIDでアクセスをAIソリューション開発環境の一つとして提供を開始した。

することが可能である。これによって，社会インフラ設備

3. 1

kizkiaクラウドサービスの異常点検や製造ラインの外観検査など，kizkiaクラウドサービス以外の学習モデル作成サービスについても，容易

kizkiaクラウドサービスは，GUI操作で，自席で映像解に取り組むことができる。このサービス提供基盤を利用す析の学習・評価が簡単に行えるサービスである。運用管理ることで，今後多種多様な分野にも対応したAIソリュー

者がオンプレミスと同等のマスタマシンイメージをあらかション開発環境のサービス提供を目指す。

じめ用意することによって，Amazon EC2 P2インスタン
スを活用したGPUなどのAIソリューション開発に必要な4．今後の取組みリソースを備えたマシンとAIソリューション開発アプリ
ケーションを数日以内に利用者に提供できる。このAIソ

今回はサービスの熟達度やノウハウの蓄積のため，利用リューション開発アプリケーションには，開発するための者を三菱電機グループ社員に限ったが，今後は，更に幅広データセット作成，アルゴリズムの選定，モデル作成といAIソリューションの創出を図るため，三菱電機グルーいった学習に必要なプロセスがメニューとして用意されプ外の利用者にも利用可能な環境にして，利用者を限定している（表１）。そのため，知見のない利用者でもこのメない認証の構築方法について検討していく。また，学習モニューに従って上から順番にメニューを実行することで簡デル作成などの学習環境への適用だけではなく，実際の単に学習モデルの開発を進めることができる（図２）。これ

AIを活用する実行環境もクラウドサービスで提供できるによって，オンプレミスではマシンの手配から学習モデルように検討していく。の作成着手までに１か月以上かかっていたが，数日で開発着手が可能になる。
3. 2

5．む

AIソリューション開発環境のサービス展開

kizkiaクラウドサービスは，もともとオンプレミスの単体システム（Webシステム）として提供されていたが，2. 3節

すび学習モデルを作成するAIソリューション開発環境とそれを支えるサービス提供に必要な機能を備えたサービス提供基盤について述べた。

で述べたサービス提供機能をそのまま利用してサービスAIソリューション開発環境は，AIソリューションの開提供できた。利用者はサービス契約をすると，指定され発を検討しているプロジェクトに対してすぐさま環境を提表１．kizkiaクラウドサービスの主なメニュー
メニュー
属性／モデル設定データ登録

説明
学習する属性を定義する。例えば，ベビーカー，車椅子など。
学習モデルを選択する。CNN，SSDから選択できる。
映像データからフレーム画像に分割し，データを登録する。
映像データから学習するデータを切り出す。
データセット
切り出したデータに学習する属性のタグ付けを行い，学習作成データセットを作成する。
学習／適用／ 学習データセットで学習を実行する。この学習にはCAFFE評価を使用する。
CNN：Convolutional Neural Network
SSD：Single Shot MultiBox Detector
CAFFE：Convolutional Architecture for Fast Feature Embedding

三菱電機技報・Vol.94・No.8・2020

供し，効率的に学習モデルを開発できる環境をサービス提供している。しかし，現段階では映像解析分野に限られたサービス提供になっている。そのため，今後は，書類や音声などの多種多様な分野のAIソリューションへの展開を図る。
参 考 文 献⑴⑵板倉健太郎，ほか：三菱電機グループでのパブリッククラウド活用を支援するグループクラウド，三菱電機技報，92，No.12，694～697（2018）中尾尭理，ほか：AIを活用した映像解析ソリューション“kizkia”，三菱電機技報，92，No.8，442～446（2018）

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