第1回航空機装備品認証技術オープンフォーラム

装備品認証に関わる活動報告

平成31年3月
MHIエアロスペースシステムズ株式会社
各務博之©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社

目次

1. イニシアティブ設立の背景と概要
2. 装備品認証活動のロードマップ
3. イニシアティブの活動の詳細
4. 今後の活動©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社−2−

1. イニシアティブ設立の背景と概要©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社−3−

1.1 国内装備品メーカの声

 ソフトウェア搭載装備品を開発するチャンスが少ない ソフトウェア技術者を常時維持できるほど開発の機会がない
 開発案件が少なく国内でノウハウが蓄積されていない
 開発時の投資が高く回収に時間がかかる 初期に作らなければならないドキュメントにコストがかかる©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社−4−

1.2 装備品メーカの抱えるジレンマ
DO-178Cに準拠した開発プロセス構築は・・・
装備品開発のチャンスが少ない

実践経験が必要

実績がなく不安

海外機体メーカ

国内装備品メーカ

リスクが高く踏み切れない©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社−5−1.3 イニシアティブの設立
 民間航空機搭載ソフトウェアの認証(DO-178C)に関しては日本は欧米と比べて遅れている。
 国内装備品メーカはソフトウェア搭載装備品の開発に逡巡している。
 これを打開するには個々の企業努力だけでなくALLJAPANで臨む必要がある。
ソフトウェア認証技術を集結した拠点として、「航空機装備品ソフトウエア認証技術イニシアティブ」
を設立する目標とするイメージ・・・
そこに行けば、DO-178Cのソフトウェア認証に必要となる人、技術、情報、設備が揃っており、国内装備品メーカが安心して装備品開発に取り組める拠り所となる場所。
©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社−6−

1.4 イニシアティブの概要
名称：航空機装備品ソフトウエア認証技術イニシアティブ(Software Certification Technology Initiative for Aircraft Equipment)

目的：
本イニシアティブは、民間航空機装備品に必要なソフトウエア等の認証活動を支援し認証基盤と連携体制の構築を先導することにより、航空機産業の発展に資することを目的とする。

幹事メンバー：<発起人>国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
東京航空計器株式会社
住友精密工業株式会社
シンフォニアテクノロジー株式会社
多摩川精機株式会社
MHIエアロスペースシステムズ株式会社<オブザーバ>
経済産業省 航空機武器宇宙産業課
中部経済産業局 航空宇宙産業課
関東経済産業局 航空宇宙産業室
文部科学省 航空技術戦略室
国土交通省 航空局
新エネルギー・産業技術総合開発機構
日本航空宇宙工業会
中部航空宇宙産業技術センター

設立：平成30年4月24日
会員：28社(平成31年3月時点)©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社−7−

1.5 イニシアティブにおける活動の定義
イニシアティブ規約第3条より
第3条 前条の目的を達成するため、本イニシアティブは次の事業を行うことができる。
(1) 会員間の情報交換及び連携強化に向けた方策の検討(2) ソフトウエア認証規格の技術テーマに関するワーキン
ググループの開催(3) ソフトウエア認証に必要となるデータと情報の整備及びその提供(4) トレーニングの提供(5) 各種支援ツールの整備と試用サービスの提供(6) シンポジウム開催等による情報発信(7) 海外との連携に向けた活動(8) その他、前条の目的を達成するために必要な事業©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社−8−

2. 装備品認証活動のロードマップ©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社−9−

2. 装備品認証活動のロードマップ▼イニシアティブ設立

活動内容

H27

H28

H29

H30

H31

DO-178C

DO-254

ARP4754A

DO-178C入門
DO-254入門

中級コース
設立(2) トレーニング

DO-331実践

DO-178C実践

実践資料整備コース設立

2.

DO-178C技術テーマ議論

SA・DC/CC

Requirements

・・・・

3.

認証支援データの提供

Plan/Std文書

Plan/Std文書
標準ライブラリ

設計データ
標準ライブラリ

Verification
標準ライブラリ

4.

コンサルティング実施

DO-178C

DO-178C
ARP4754A

個別案件

個別案件

5.

支援ツール整備

DO-178ツール

DO-331ツール

DO-178/333
ツール

DO-178/
安全性解析

6.

海外連携

協力要請・
技術協議

技術協議・
トレーニング1.

教育プログラムの提供(1) セミナー：経済産業省事業調査：JAXA事業：JAXAプロジェクトと連携©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社：愛知県補助金− 10 −

3. イニシアティブの活動の詳細
3.1 教育プログラムの提供
3.2 DO-178C技術テーマ議論
3.3 認証支援データの提供
3.4 コンサルティング実施
3.5 支援ツール整備©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 11 −

3. イニシアティブの活動の詳細
3.1 教育プログラムの提供
3.2 DO-178C技術テーマ議論
3.3 認証支援データの提供
3.4 コンサルティング実施
3.5 支援ツール整備©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 12 −

3.1 教育プログラムの提供(1/5)
民間航空機認証に関わる教育プログラムを作成しセミナー、トレーニングを実施する。航空機産業参入を目指す企業から技術習熟を目指す企業まで幅広くサポートする教育プログラムを構築する。

©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 13 −

3.1 教育プログラムの提供(2/5)
初期段階(平成27年度～28年度)は、勉強会の形式で認証に関する規格の解釈を参加者間(日本の主たる航空機装備品メーカ)で議論し合い、その解釈論について有識者(FAADER)に確認する形式で実施した。その結果を解説書としてまとめた。
活動年度

テーマ

参加メンバー

実施
日数

企業数

人数

DER

平成27年

DO-178C(ソフトウェア認証)5923

CharlesSoderstrom

平成28年

DO-254(ハードウェア認証)6924

Charles
Soderstrom

FAA : Federal Aviation Administration
DER : Designated Engineering Representatives©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 14 −

3.1 教育プログラムの提供(3/5)
平成29年度は要望の強かったシステムレベル(ARP4754A、ARP4761)の技術習得を目的として日本国内の有識者による講演を開催した。また、DO-331に準拠したモデルベース開発に関してツールを用いた実践的なトレーニングを実施した。
テーマ

実施
日数

参加メンバー
企業数

講師

人数

ARP4754A(システム開発)
ARP4761(安全性解析)2935

航空局、三菱航空機、
三菱スペースソフトウェア、
有人宇宙システム、MASC

DO-331(モデルベース開発)

6

925

MASC

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3.1 教育プログラムの提供(4/5)
今年度はこれから航空機産業参入を目指す企業を対象としてDO-178C、DO-254の初級編のセミナーを開催した。
また、上級者向けにDO-178Cの実践編としてツールを用いたトレーニング(トレーサビリティ、静的解析、テスト、カバレッジ分析)を4日間開催した。
参加メンバー

テーマ

実施
場所

企業数

人数

DO-178C(初級編)

東京

2744

MASC

DO-178C(初級編)

名古屋

2130

MASC

DO-254(初級編)

東京

3346

MASC

DO-254(初級編)

名古屋

1523

MASC

DO-178Cトレーニング

名古屋

713MASC©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社

講師− 16 −

3.1 教育プログラムの提供(5/5)
本活動の成果物として以下のセミナー、トレーニング用資料を作成した。
<セミナー>(1) DO-178C セミナー(初級編) (4 hours)(2) DO-178C セミナー(上級編) (3 days)(3) DO-254 セミナー(初級編) (4 hours)(4) ARP4754A/ARP4761 セミナー(初級編) (1 day)(5) DO-330 セミナー(上級編) (1 day)(6) DO-331 セミナー(上級編) (2 days)<トレーニング>(1) DO-178C トレーニング (3 days)(2) DO-331 トレーニング (2 days)<書籍>(1) DO-178C 実践ガイドブック©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 17 −

3.1 教育プログラムの提供(例)
教育プログラムの例として平成30年度に実施したDO178Cトレーニングから「静的解析編」を紹介する。

静的解析とは作成されたソースコードがコーディングルールに準拠しており、自己矛盾を含まず正確であり、一貫性があることを分析するものである。その活動を支援するツールが多く提供されている。
本トレーニングではDO-178Cとしてどのような静的解析が要求されているかを理解すると共に、いくつかのツールを実際に使用して各ツールの違いを体感する。
これにより、併せて今後のソフトウェア開発の際に使用すべきツール選定の一助とするものである。

©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 18 −

目次

トレーニング資料より抜粋

1. 静的解析ツールを使用して達成できるObjective
1.1 静的解析ツールの概要
2. コーディングガイド違反チェック
2.1 MISRA-Cとは
2.2 静的解析ツールのMISRA-C:2012対応状況
2.3 ツールの紹介
2.4 トレーニング (MISRA-Cチェック)
3. ソフトウェアメトリクスの測定
3.1 ソフトウェアメトリクスとは
3.2 静的解析ツールのメトリクス対応状況
3.3 トレーニング (メトリクスの測定)
4. Control Flow/Data Flowの検証
4.1 LDRA社ツールにおけるControl Flow/Data Flow
4.2 トレーニング(Control Flow/Data Flowの検証)
5. 実行時エラーの検証
5.1 実行時エラーの検証ツールについて
5.2 ツールの紹介
5.3 Bug FinderとCode Proverの違い
5.4 トレーニング (実行時エラーの検証)
補足1：形式手法を用いるツールに対するDO-333の適用
補足2：Objectiveとツールの関係 まとめ
補足3：EOCに対する静的解析ツールの紹介©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 19 −

1.1 静的解析ツールの概要

トレーニング資料より抜粋

静的解析ツールを用いると、ソースコード内の潜在的な不具合及びMISRA-C等のコーディングガイド違反等を検出することが出来るため、ソースコードの品質向上に大きく貢献する。代表的な静的解析ツールを下表に示す。
ツールメーカー

Tool QualificationのCredit

TBvision

LDRA社

A-5 #2, #3, #4, #6

Bug Finder

MathWorks社

A-5 #3, #4, #6

Code Prover

MathWorks社

A-5 #3, #6

Klocwork InsightRogueWave社

A-5 #3, #4, #6

C++TestParasoft社－PGRelief

富士通ソフトウェアテクノ
ロジーズ社

－

今回はTool Qualificationに対応している静的解析ツールのうち、
TBvision、Bug Finder及びCode Proverについて解説する。
©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 20 −

3. イニシアティブの活動の詳細
3.1 教育プログラムの提供
3.2 DO-178C技術テーマ議論
3.3 認証支援データの提供
3.4 コンサルティング実施
3.5 支援ツール整備©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 21 −

3.2 DO-178C技術テーマ議論(1/3)
DO-178Cには、まだDERの間でも議論し尽されていない技術テーマが多くある。これらのテーマについて日本国内で議論し、日本としての考えをPosition Paperにまとめて国内外に発信する。

©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 22 −

3.2 DO-178C技術テーマ議論(2/3)
平成29年度より3件の技術テーマに関して日本国内のエンジニアと議論し3件のPosition Paperを作成した。

参加メンバー

議論日数

企業数人数

活動年度

技術テーマ

平成29年

Software Architecture

21323

平成29年

Data Coupling/Control
Coupling Analysis

21221

平成30年

Requirements

21220©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 23 −

3.2 DO-178C技術テーマ議論(3/3)
作成したPosition Paper(日本語版/英語版)は、海外の有識者のレビュー結果を反映したのち公開予定。

− 24 −

3.2 DO-178C技術テーマ議論(例)
DO-178C技術テーマ議論の例として今年度議論した「Requirements」を紹介する。
DO-178C における基本的な考え方のひとつとしてRequirement Basedという概念があり、ソフトウェア開発プロセスにおいてHigh LevelRequirementsとLow Level Requirementsを作成することになっている。
しかしながら、そもそもRequirementsとは何か、
System Requirements/
High Level Requirements/
Low Level Requirements においてどこまでの詳細度でブレークダウンされるべきかが曖昧であり、議論すべき必要がある。

©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 25 −

◇ 資料目次

議論時の資料より抜粋

1. Derived Requirements (※)
1.1 Derived Requirementsの定義
1.2 Derived Requirementsとトレース
1.3 Derived Requirementsの必要性
1.4 Derived Requirements作成の全体像+ アンケート結果についての議論／TQAの例※ 第1回 研究会におけるアンケートにて、「DerivedRequirements」についてのさらなる議論を望む要望がいくつかあったため、議論用資料を用意した。

2. FAA REMH (第1回研究会資料の抜粋)+ アンケート結果についての議論／TQAの例

3. ソフトウェア開発プロセス+ アンケート結果についての議論／TQAの例

4. Pseudocodeの利用について+ アンケート結果についての議論／TQAの例

5. その他+ アンケート結果についての議論©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 26 −

1.4 Derived Requirementsの作成の全体像 (3/5)※ 一部省略している。
議論時の資料より抜粋©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 27 −

6.1 High-level RequirementsとLow-level Requirements
6.1.2 FAA Requirements Engineering Management Handbook
議論時の資料より抜粋
6.1.2.2 REMH §2.9 “DEFINE THE SOFTWAREREQUIREMNENTS”
図 6-3に、Software Requirements（SOFT）を3つの部分（IN’、REQ’、OUT’）に置き換えたものを示す。

図 6-3：Extended Software Requirements（REMH page 55）©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 28 −

3. イニシアティブの活動の詳細
3.1 教育プログラムの提供
3.2 DO-178C技術テーマ議論
3.3 認証支援データの提供
3.4 コンサルティング実施
3.5 支援ツール整備©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 29 −

3.3 認証支援データの提供(1/4)
認証支援データとして以下の4種類のデータを整備、提供することによりソフトウェア認証のハードルを下げる取組みである。
 計画文書のテンプレート
 設計文書のテンプレート
 検証用チェックリスト 標準ライブラリ
本活動はJAXA主導の装備品開発プロジェクトにおける実際の製品開発、航空局様によるソフトウェア認証と連携して実施している。

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3.3 認証支援データの提供(2/4)(1) 計画文書のテンプレート
DO-178Cでは計画段階で以下の8種類の計画文書・標準を作成し、認証当局の承認を得ることを求めている。
そのテンプレートを提供することにより計画段階でのコスト低減を図るものである。
 Plan for Software Aspects of Certification(PSAC)
 Software Development Plan(SDP) Software Verification Plan(SVP) Software Configuration Management Plan(SCMP) Software Quality Assurance Plan(SQAP) Software Requirements Standards(SRS) Software Design Standards(SDS) Software Code Standards(SCS)©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 31 −

3.3 認証支援データの提供(3/4)(2) 設計文書のテンプレート
ソフトウェア設計の段階で必要となる設計文書のテンプレートを提供することによりコスト低減を図るものである。
 Software Requirements Data
 Software Design Description

等(3) 検証用チェックリスト
DO-178Cの大きな特徴のひとつとして検証プロセスがある。計画、設計、テストの各段階が終了時点でその結果を検証しその正しさを確認するものである。その検証の際に用いるチェックリストを提供する。
 計画文書のレビューチェックリスト 要求設計結果のレビューチェックリスト 品質保証活動用チェックリスト
等©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 32 −

3.3 認証支援データの提供(4/4)(4) 標準ライブラリ
DO-178C準拠データ(認証エビデンス)を備えた標準ライブラリ(ソフトウェアコンポーネント)を開発・提供することにより、装備品開発時のソフトウェア認証のハードルを下げる取組みである。現在、以下の算術関数コンポーネントを標準ライブラリとして整備中である。今後、通信コンポーネント等拡充を計画している。
sincos

tan

asin

acos

atan

sqrt

log

atan2

pow

fabs

abs

exp

これらの標準ライブラリはFAA(アメリカ連邦航空局)が定めているAC20-148(Reusable Software Components(RSC))に準拠して開発を進めており、航空局様により仕様承認として認証頂くことで調整を進めている。
©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 33 −

3. イニシアティブの活動の詳細
3.1 教育プログラムの提供
3.2 DO-178C技術テーマ議論
3.3 認証支援データの提供
3.4 コンサルティング実施
3.5 支援ツール整備©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 34 −

3.4 コンサルティング実施(1/2)
各装備品メーカのニーズに合わせてコンサルティングを実施し、直接的に装備品メーカの認証活動をサポートする。
またコンサルティングを通して各社のニーズを聴取し、イニシアティブとして共通的に整備すべき機能にフィードバックする。

平成28年度、29年度に経済産業省の事業として装備品メーカに対して個社対応のコンサルティングを実施した。
 平成28年度 7社に対してのべ32回実施
 平成29年度 7社に対してのべ12回実施

この2年間で各装備品メーカが抱える課題を克服し、技術レベルの向上を図ることができた。

©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 35 −

3.4 コンサルティング実施(2/2)
2年間で実施したコンサルティング内容を以下に示す。
<平成28年度>
 システムサプライヤに必要な認証と取り組み方
 DO-178C成果物評価及びCoding以降のVerificationについて
 DO-178C計画書類のブラッシュアップとツール評価
 DO-331(モデルベース開発)の解説及びディスカッション
 DO-178C詳細テーマ学習
 DO-178C及びDO-331 (モデルベース開発)の研修
 DO-178C教育及びパイロットプログラム成果物評価<平成29年度>
 システム開発全体の進め方及び航空開発プロセスの確認
 DO-254の学習、DO-178C成果物評価 DO-178の学習
 DO-178C、DO-254、ARP4754の学習
 DO-333 (形式手法) の解説
 DO-254の学習
 DAL (Development Assurance Level）解説©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 36 −

3. イニシアティブの活動の詳細
3.1 教育プログラムの提供
3.2 DO-178C技術テーマ議論
3.3 認証支援データの提供
3.4 コンサルティング実施
3.5 支援ツール整備©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 37 −

3.5 支援ツール整備
DO-178C認証取得に必要となる各種支援ツールを整備し試用可能とする。これにより各装備品メーカの開発初期のツール選定を支援し、コスト削減に貢献する。
本整備は平成28年度より愛知県の補助金を利用して実施している。
また、これにより整備したツールを用いて平成29年度にDO-331トレーニング、平成30年度にDO-178Cトレーニングを実施した。

©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 38 −

3.5 支援ツール整備(1) DO-178Cプロセス支援ツール
メーカ

ツール名称

機能概要

LDRA

TBmanager

要求管理(トレーサビリティ管理)

IBMDOORS

要求管理(トレーサビリティ管理)

LDRA

TBmisraソースコード静的解析

Polyspace Bug Finder

ソースコード静的解析TBsecure

ソースコードのCERT C準拠チェック

Polyspace Code Prover

形式手法によるソースコード静的解析

LDRA

LDRA Testbed & TBrun Tool
Suite

ソースコードチェック、ソースコード解析、テス
トカバレッジ、テスト支援

VectorVectorCAST

ソースコードのテスト、カバレッジ解析

LDRA

TBsafeMCDCカバレッジ分析

LDRA

Target License Package

ターゲットCPUでのカバレッジ計測

LDRA

Dynamic Data Flow Coverage

Data/Control Couplingの動的解析

VectorVectorCAST/Coupling

Data/Control Couplingの動的解析

LDRA

TBpublish

解析結果をHTML形式で表示

MathWorks
LDRA
MathWorks©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 39 −

3.5 支援ツール整備(2) DO-331(モデルベース)支援ツール
メーカ

ツール名称

機能概要

MathWorks

Embedded CoderMatlabやSimulinkで作成したモデルからソースコードを自動生成

MathWorksSimulink Code Inspector

モデルとソースコードの整合性検証

MathWorks

Simulink Design Verifier

作成したモデルを検証

MathWorks

Simulink Test

作成したモデルのシミュレーション実行

MathWorks

Simulink Verification andValidation

モデルのシミュレーションカバレッジを計測

MathWorks

MATLAB Report Generator

解析結果を見やすいHTML形式で表示

MathWorks

Simulink Report Generator

AdaCoreQGEN native toolset

解析結果を見やすいHTML形式で表示
Simulinkモデルからソースコードを自動生成(TQL-1取得)©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 40 −

3.5 支援ツール整備(3) 安全性解析ツール
メーカ
ANSYS

ツール名称
medini analyze Premium

機能概要
FHA、FTA、FMEA等の安全性解析を統合(4) トレーニング用機材
メーカ
多摩川精機

機材名称
TQA(Throttle QuadrantAssembly)

機能概要
オートパイロット時にフラコンからの指令によりスロットルを自動制御する©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 41 −

4. 今後の活動(1) 民間航空機装備品産業の裾野を広げる活動を継続する✓DO-178C、DO-254(初級編)セミナーの実施✓ ARP4754A、ARP4761(初級編)セミナーの実施(2) より専門性を追求する活動を進める✓実践的トレーニングの実施✓ DO-178C技術テーマ議論の継続(3) システム領域のメニューを拡充する✓ ARP4754A、ARP4761(初級編)セミナーの実施(4) 認証支援データの拡充、ブラッシュアップを図る(5) 海外連携を推進し日本からの発信力を高める
航空機産業の発展を直接的・間接的にサポートする©2018 ＭＨＩエアロスペースシステムズ株式会社− 42 −