Model-Basedシステムズエンジニアリング シンポジウム 2024

MBSE支援サービスと事例のご紹介

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弊社MBSEサービスの背景・概要
現代の自動車開発において、車載制御システムの位置づけは極めて重要となってきており、その開発を効率的に行うために、ソフトウェア開発の効率化手法であるMBDとともに、上流のシステム開発を体系的に行うための手法として、MBSEが欠かせない技術となっています。
近年、多くの企業でMBSEの導入・活用が進められており、先進的な企業様では 「要求の体系化」 「網羅的な振る舞い検討」 「最適なテストケース生成」 など、すでに大きな効果が得られています。
しかしながら、 「MBSEに興味はあるがまだ導入していない」 「どこから始めればよいか分からない」「導入を試みたがうまく開発に展開できていない」という企業様もまだまだ多く存在しています。
SOLIZEでは、これからMBSEの導入を始めるお客さま向けに、代表的なモデリング言語であるSysMLの 「基礎教育」 と 「実践支援」 のサービスを提供しています。
さらに、MBSEを活用して業務課題を解決する 「MBSEコンサルティング」 サービスも提供しています。
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MBSE支援サービス
MBSEの代表的なモデリング言語であるSysMLの基礎教育から実践までをご支援① 基礎教育
SysML各種ダイアグラムの読解/作成ができる技術の習得
１

代表的なSysMLダイアグラムの種類と特長、使用ルールなど、基礎をしっかりと習得できる。

2

SysML作成ツールを利用した実践形式なので、自分でダイアグラムが作成できるようになる。

3

クルーズコントロールを題材にした応用問題により、実業務に必要な考える力を習得できる。

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② 実践支援お客さまの製品のSysMLモデルを作成し実業務に適用するためのノウハウを習得
ワークショップ形式でディスカッション

2

MBSEコンサルティングサービス

開発業務の実態把握・詳細分析から解決すべき課題を導き出し、ありたい姿に向けてお客さまの業務の変革を実現【To Be】
お客さま
経営課題

現状の実態調査
課題の可視化方策策定とToBe構築
実行計画の立案

ありたい姿
目標達成

蓄積データ分析
事実の認識
対話型ヒアリング
暗黙知のあぶり出し【As Is】
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関係者間でのコミットメント調整

開発の実態
3

【事例】 既存仕様のモデル化及び網羅的テスト設計プロセス構築
SysMLモデルの作成からテストケース作成までV字工程全体にわたり開発をご支援① 既存仕様のモデル化②網羅的テスト設計プロセス構築

ソフトウェアレベルの資料からシステムレベルのSysMLモデルを構築

SysMLモデルをINPUTにした網羅的なテストケース作成手順を構築

１

システムとしての要求/振舞いが明確になり、システムの全体像やロジックの背景を把握可能になる。

１

Automotive SPICEを基準にお客様部署の責務となる検証の階層が明確になる。

2

ベテランへのヒアリング内容をドキュメント化することで、ノウハウや設計意図を若手に伝承可能になる。

2

SysMLモデルからのテスト設計手順がドキュメント化され、人に依存しないテスト設計が可能になる

SW
仕様

必要に応じ作成
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SysML基礎教育

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SysML基礎教育のカリキュラム
目的

SysMLダイアグラムの一般知識の習得

期間• 4時間×4日間効果• 代表的なSysMLダイアグラムの種類と特長、使い方の概要を習得する• 各種ダイアグラムの読解、作成が行えるようにする

内容

■Day1
・SysMLとモデリングの概要、SysMLのダイアグラムの概要
・要求図（Requirement Diagram）■Day2
・ユースケース図（Usecase Diagram）
・アクティビティ図（Activity Diagram）■Day3・ステートマシン図（State Machine Diagram）
・ブロック定義図（Block Definition Diagram）■Day4
・内部ブロック図（Internal Block Diagram）
・シーケンス図（Sequence Diagram）

提出物• 講義資料• 受講者の提出物に対するフィードバック結果

使用ツール• Enterprise Architect、 astah*SysML、（その他のツールも承ります）

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SysML基礎教育の特長

１ 代表的なSysMLダイアグラムの種類と特長、使用ルールなど、基礎をしっかりと習得できる

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SysML基礎教育の特長

2 SysML作成ツールを利用した実践形式なので、自分でダイアグラムが作成できるようになる

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SysML基礎教育の特長

3 クルーズコントロールを題材にした演習課題により、実業務に必要な考える力を習得できる

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SysML実践支援

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SysML実践支援
お客さまの製品のSysMLモデルをSOLIZEと共に作成することで、実業務に適用するためのノウハウを習得する
月火水木

ワークショップ、ディスカッション

お客さま
課題提出
SOLIZE
ワークショップ準備

お客さま
次回までの課題対応

ワークショップ資料送付
2時間程度

SysML成果物（課題）<照度に応じた点灯/消灯の自動切換え>
上位要求
req_als_03
スイッチがAUTOの場合、照度に応じてライトの点灯/消灯を切り替える。
理由<照度の検知>下位要求
req_als_03_01
車外環境の照度を検知する。
理由
<仕様>
□□□
spc_als_03_01_01 オートライトシステムは、照度センサから出力された電流値[A]を取得する。
□□□
spc_als_03_01_02 照度センサから読み取った電流値[A]を元に照度[lx]を求める。（CIE標準A光源の特性を利用）

金ワークショップ資料（宿題へのフィードバック）■SOLIZE→お客さま・お客さまが作成したSysML成果へのフィードバック
・次回ワークショップまでの課題提示、サンプル紹介

説明

□□□

spc_als_03_01_03 照度センサ値は10点の移動平均でフィルタリングを行う。
理由
照度センサ値のノイズ除去のため。
<システム起動時の照度に応じたオートライト点灯/消灯の判定>
システム起動時に、ライトスイッチ設定値がAUTOである場合、照度に応じてヘッドライトの点灯と消灯を自動で切り替えるための判定を行う。
下位要求
req_als_03_02
・システム起動時、ライトスイッチ設定値がAUTOで照度が点灯閾値以上であれば、ライトを消灯させる。
・システム起動時、ライトスイッチ設定値がAUTOで照度が点灯閾値未満であれば、ライトを点灯させる
理由
説明
AUTOでライト点灯時に、ロービームとハイビームのどちらを点灯させるかの判定は別要求にて行う<仕様>
オートライト判定は以下いずれかの状態を取る
b'00=AUTO消灯□□□
spc_als_03_02_01
b'01=AUTO点灯
b'10=AUTO終了
システム起動時、以下全ての条件を満たした際、オートライト判定をAUTO消灯にする□□□
spc_als_03_02_02 ・ライトスイッチ設定値=AUTO
・照度≧1000[lx]（＝点灯閾値）システム起動時、以下全ての条件を満たした際、オートライト判定をAUTO点灯にする□□□spc_als_03_02_03 ・ライトスイッチ設定値=AUTO・照度<1000[lx]（＝点灯閾値）システム起動時、以下のいずれかの条件を満たした際、オートライト判定をAUTO終了にする
・ライトスイッチ設定値＝OFF□□□
spc_als_03_02_04・ライトスイッチ設定値＝LOW・ライトスイッチ設定値＝HIGH

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■お客さま→SOLIZE・課題対応、提出

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実践支援の実績
実績• AD/ADASに関するシステム（AEBS、LKS etc.）• EVに関するシステム（BMS、TMS etc.）

よくある状況
• 海外OEMからの引き合いが増えており、それに伴いA-SPICEへの対応が求められている。

• A-SPICEの能力レベル1 相当の成果物（要件仕様書・制御仕様書）は存在する。
• 仕様書はWordで作成されており、基本はテキストベースで構成されているが、部分的にはSysML図での表現を含む。

よくある課題• 開発対象システムの範囲（SoI：System of Interest）がわかりにくい。
• 関係する外部システムや利害関係者が十分に表現されていない。
• 対象システムに求められる、ユーザー要求や車両としての要求が把握できない。
• 要求図は各階層で何を表現するかが明確ではなく、網羅性の確認が行いにくい構成となっている。
• ユースケースが十分に抽出されていない、ユースケースごとにどのような振る舞いを行いたいかが十分に表現されていない。
• 要求や振る舞いを実現するための機能を、体系的に関連づけて管理できていない。
• SysMLの各成果物の関係性が不明確。
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12実践支援の事例紹介
ヘッドライトの以下の機能を題材に、SysML実践支援の流れをご紹介
オートライトオートハイビーム

周囲の明暗に合わせて自動でヘッドライトを点灯/消灯する

前方の車や対向車がいない場合は自動でハイビームにする

AFS(Adaptive Front-lighting System)

コーナーで車速や舵角に応じてライトの照射角度を変化させる

照射角変化
ロービーム

歩行者

AUTO

自動点灯Copyright 2024 by SOLIZE Corporation All Rights Reserved.

ハイビーム

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ユーザー要求の抽出
システム実現の 「理由」 や 「ユーザーが得たい効果」 を明確にし、システム要求と関連づける■要求図（ユーザー要求）

■要求図
最上位要求
対象システムがそもそも何を実現したいのか
ユーザー要求システム実現の理由やユーザーが得たい効果•

システムが満たすべき「要求」「機能」「要求と機能の関係」を表現するためのダイアグラムであり、検討すべき内容を網羅的に表現する。

•

開発内容の妥当性を検証するためにも使用されるため、開発が進むにつれてさまざまな情報が追加されていく。

👉作成のポイントシステム要求 ユーザー要求を満たすためにシステムが実現する一連のサービス
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•

先に要求の階層を設定し、その階層を意識して作成することで、要求の粒度がそろい、第三者が見ても把握しやすい体系だった要求図となる。

•

ユーザー要求を最初から考えにくい場
合は、システム要求（実現するサービス）を最初に定義して、それが必要な理由やユーザーが得られる効果を検討するとやりやすい。
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システム境界の定義
開発対象システムと他システム、ステークホルダー間の関係を洗い出す■コンテキスト図

検討対象（SOI）•「コンテキスト図」は、対象システムが動作する環境・外部要素を明示するためのダイアグラム。

•対象システムに影響を与える要素、対象システムと何らかの相互作用する要素を記述する。

•

ただし、すべての環境要素を記述するのではなく、以降の分析/設計作業において、設計者が着目し、検討を行うべき要素のみを記述する。

👉作成のポイント

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•

開発対象がサブシステムの場合は、どこまでの範囲を対象システムとしてとらえるべきかが不明確になりやすい。

•

検討対象システム（SOI）を明確化し、ステークホルダーや他システムとの関係性を明確にすることにより、関係者間で開発の全体像が共有でき、どこに注力して開発すべきかといった議論が行いやすくなる。

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ユースケースの抽出
外部からの要求に対して「システムが提供するサービス」を表現する■ユースケース図•「ユースケース図」は、対象システムが外部に提供する機能を表現するためのダイアグラム。

•

ユースケース図を用いることで、開発対象範囲を明確にすることができる。

•

どのユーザーにどのような機能を提供するのか、システムはどのような外部要素を必用とするのか、を明確化することができる。

👉作成のポイント

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•

利害関係者が対象システムに対してどのような操作を行うと、対象システムはどのようなサービスを提供するか、という視点で記載する。

•

要求との重複があるのは問題はない。後ほど要求図上で関連づけを行う。

•要求図との違いは、要求図では要求の実現手段や非機能要件も表現するが、ユースケース図ではシステム内部はブラックボックスとし、表現しない。

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要求図へのユースケースの関連付け
システム要求を実現するための機能分析を行い、「要求」「機能」「ユースケース」を関連づける■要求図（ユースケースとの関連付け）
最上位要求

👉作成のポイント•システム要求を実現するために必要な「機能要件」や、前提条
件、与えられたハードウェア要件などの「非機能要件」を抽出する。

•

要求とユースケースとの関係は「refine」で関連づけて表記する。

ユーザー要求システム要求機能・非機能要件システムの振る舞いや、その実現のために必要な機能要件、設計制約などの非機能要件
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システムの振る舞い定義
ユースケースごとの振る舞いを 「アクティビティ図」 で表現し、関係者間で共通認識のもと、理想とする振る舞いへと洗練させる

手動操作での消灯/ハイ/ロー切り替え
対象のユースケースに関係のない分岐はフローを終了させて、以降のアクションは記述しない■アクティビティ図•「アクティビティ図」は、処理の流れや実行手順を整理して表現するためのダイアグラム。

•

ビジネスプロセスの記述や、機能を実現するためのアルゴリズムの検討など、さまざまな場面で利用できる。

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対象のユースケースのアクションが完了したら、アクティビティを終了させる
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車両の振る舞いの集約
ユースケースごとのアクティビティ図が総合的に成り立つよう入力条件の分岐とそれに応じた車両挙動を一つの 「ステートマシン図」 にまとめる
オートライトOFF（手動切り替え）
IG-OFF■ステートマシン図（状態遷移図）•

イベントにより引き起こされる システムの状態遷移を表現するためのダイアグラム。

•

状態が変化していく流れ（遷移）と、状態が遷移するきっかけ（トリガー）を記述することが可能。

•

各状態で実行する振る舞い（アクティビティ）も記述することができる。

オートライトON（自動切り替え）スイッチ位置がAUTOであるか否かで、オートライトのON/OFFの状態を切り替える

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👉作成のポイント•

各アクティビティ図が総合的に成り立つよう、一つのシステム応答のステートマシン図にまとめる。

•ステートマシン図の状態は、「システムのOFF/ON」、「システムがONの時の振る舞いの種類」、の構成で定義する。

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要求の構造化システムが満たすべき「要求」や「機能」を分析し、「要求と機能の関係」を構造化する■要求図（システム全体）
最上位要求
ユーザー要求👉作成のポイント•一つの要求図にすべての階層の要求を記載すると、図が大きくなりすぎて管理性や視認性が低下する場合は、システム全体の要求と、機能ごとの要求を別の要求図にわけて記載する。

•

機能ごとの要求図では、機能・非機能要件を実現方法である論理要素に機能展開したのち、整理・集約し、機能ブロックへ機能配置する。

•

要求（論理要素）と機能ブロックとの関係は「satisfy」で関連づけて表記する。

システム要求機能・非機能要件■要求図（機能ごと）

システム要求機能・非機能要件

論理要素

機能ブロックCopyright 2024 by SOLIZE Corporation All Rights Reserved.

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ブロック定義図の作成
システム機能要件とシステム構成との関係性を整理し、「ブロック定義図」 で表現■ 要求図■ブロック定義図

機能ブロックアクチュエータ演算結果としての処理を実行する■ブロック定義図•

システムの構成要素を定義するためのダイアグラム。

•

他システムとの関係や、ブロックの内部構造を表現できる。

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センサ
判定や処理を行うために必要な情報を取得する

コントローラ
センサからの情報をもとに、実施判定や制御量の演算をする

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内部ブロック図の作成
機能ブロックを整理して並べ、論理アーキテクチャとしての 「内部ブロック図」 を作成する■ブロック定義図■内部ブロック図

知覚

解釈■内部ブロック図

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•ブロック定義図で定義したシステムの構成要素がやり取りする内容を表現するためのダイアグラム。

•

構成要素間の接続関係を明確にするとともに、構成要素間でやり取りするデータやシグナルを明確化する。

判断

指示

実行

👉作成のポイント•機能ブロックを「知覚→解釈→判断→指示→実行」の順で整理して並べると、理解しやすい構成となる。
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情報と処理の流れの確認
機能ブロック間の情報と処理の流れを「シーケンス図」で表現して確認する■シーケンス図•「シーケンス図」は、ある「機能」を実現するための処理の流れ（相互作用）を時系列に沿って表現するダイアグラム。

•

ダイアグラムの上から下に向かって時間が流れるため、時間に沿った形で処理の流れを表現することができる。

•

要素間のやり取り（呼び出し関係、データの受け渡し関係など）や各要素の振る舞い（操作、受信）を明確にすることができる。

👉作成のポイント•

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アクティビティ図で表現した初期検討時の操作や処理の流れをもとに、シーケンス図にてコンポーネント間での情報と処理の流れとして詳細に表現することで、検討したアーキテクチャで処理が正確に実行できるかを確認する。

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トレーサビリティ関係
各ダイアグラム間で関係性を保って、トレーサビリティを担保する■要求図（システム全体）
最上位要求
ユーザー要求システム要求■コンテキスト図■ユースケース図
アクターを共有要求とユースケースを《refine》で関連付け
ユースケースを共有

機能要求、非機能要求■要求図（機能ごと）

システム要求の詳細を別の要求図にて展開■ブロック定義図■内部ブロック図

システム外部とにインターフェースを共有機能ブロックを共有

要求と機能ブロックを《satisfy》で関連づけ

機能ブロックを共有
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要求仕様書の作成
必要に応じて、要求・仕様の内容を可読性の高い 「USDM」 形式にて記述する■USDM（Universal Specification Describing Manner）•

直訳すると「万人に通じる仕様を描写する作法」•

システム要求を仕様化するための記述手法であり、「要求」 「理由」 「仕様」 を階層化することで、「読みやすく」 「背景・理由が把握しやすく」「抜けもれのない」 記述ができる。

•

上位要求

■USDM形式の要求仕様書<照度に応じた点灯/消灯の自動切換え>
上位要求
req_als_03
スイッチがAUTOの場合、照度に応じてライトの点灯/消灯を切り替える。
ドライバーのライト点灯操作忘れなどにより、夜間やトンネルなど環境照度が低い状況にて、ヘッドライトを非点灯で走行する事を防止するため。
理由
ドライバーの、周囲の状況に合わせた頻繁なライトスイッチの切替操作の負荷を低減することで、運転操作に集中できるようにするため。
<照度の検知>下位要求
req_als_03_01
車外環境の照度を検知する。
理由
照度によりオートライトのON,OFFを判定するため。
<仕様>□□□
spc_als_03_01_01 オートライトシステムは、照度センサから出力された電流値[A]を取得する。
□□□
spc_als_03_01_02 照度センサから読み取った電流値[A]を元に照度[lx]を求める。（CIE標準A光源の特性を利用）

下位要求

仕様

要求は、動詞と目的語に着目し、システム動作の一連の流れである「振る舞い」として表現する。

説明■要求図（機能ごと）
システム要求□□□下位要求
機能・非機能要件

仕様
論理要素

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spc_als_03_01_03 照度センサ値は10点の移動平均でフィルタリングを行う。
理由
照度センサ値のノイズ除去のため。
<システム起動時の照度に応じたオートライト点灯/消灯の判定>
システム起動時に、ライトスイッチ設定値がAUTOである場合、照度に応じてヘッドライトの点灯と消灯を自動で切り替えるための判定を行う。
下位要求
req_als_03_02
・システム起動時、ライトスイッチ設定値がAUTOで照度が点灯閾値以上であれば、ライトを消灯させる。
・システム起動時、ライトスイッチ設定値がAUTOで照度が点灯閾値未満であれば、ライトを点灯させる
理由
エンジン起動時に、自動でオートライトのON/OFFを行いたいため。
説明
AUTOでライト点灯時に、ロービームとハイビームのどちらを点灯させるかの判定は別要求にて行う<仕様>
オートライト判定は以下いずれかの状態を取る
b'00=AUTO消灯□□□
spc_als_03_02_01
b'01=AUTO点灯
b'10=AUTO終了
システム起動時、以下全ての条件を満たした際、オートライト判定をAUTO消灯にする□□□
spc_als_03_02_02 ・ライトスイッチ設定値=AUTO
・照度≧1000[lx]（＝点灯閾値）システム起動時、以下全ての条件を満たした際、オートライト判定をAUTO点灯にする□□□
spc_als_03_02_03 ・ライトスイッチ設定値=AUTO
・照度<1000[lx]（＝点灯閾値）システム起動時、以下のいずれかの条件を満たした際、オートライト判定をAUTO終了にする
・ライトスイッチ設定値＝OFF□□□
spc_als_03_02_04
・ライトスイッチ設定値＝LOW
・ライトスイッチ設定値＝HIGH

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弊社サービスの効果

１「SysML基礎教育」にて、SysMLモデルおよび各種ダイアグラムの読解・作成ができるようになる。

２「SysML実践支援」にて、お客さまの製品のSysMLモデルをSOLIZEとともに作成することで、実業務に適用するためのノウハウを習得する。

SysMLをお客さま自身で活用できるようになり、効果を実感できる
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オンデマンド配信セミナーのご紹介
SOLIZEのMBSE手法を詳しく知りたい方は、オンデマンド配信セミナーをご視聴ください。

■ 体系的・網羅的なシステム要求抽出
SOLIZEモデルベース開発セミナー | オンデマンド配信セミナー | SOLIZE
https://www.solize.com/event/online/mbd/01/■ アーキテクチャ設計とテストパターン作成
SOLIZEモデルベース開発セミナー | オンデマンド配信セミナー | SOLIZE
https://www.solize.com/event/online/mbd/08/

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お問い合わせ先

サービス・資料に関するお問い合わせはこちらまでお願いいたします
SOLIZE株式会社 MBD C＆M事業部 営業担当

contact.mbd@solize.com
MBD/MBSEに関する資料ダウンロード/お問い合わせ｜SOLIZE
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コンサルタント紹介■氏名

渡邊 優一郎（わたなべ ゆういちろう）■所属・職位MBD C＆M事業部 リードコンサルタント

https://ap.sansan.com/v/vc/zab3yhapvm7ez
i7ccm4wzf34uy/■経験、技術領域●自動車部品メーカーでの製品開発業務を経た後、製品設計分野のコンサルティングに従事。

おもに製造業向けの開発工程短縮・製品プラットフォーム化、3D-CADテンプレート設計手法の導入など、多岐にわたるプロジェクトのプロジェクトリーダーを担う。
●2017年より、MBSE、MBD、制御開発 分野のコンサルティングに従事。

自動車メーカーにて、既存制御仕様の構造整理・USDM仕様書整備、MBSE導入支援などを実施。
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