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情報技術の研究開発

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宇宙機ソフトウェアの信頼性向上(IV&V,プロセス改善)

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1.ソフトウェア独立検証および有効性確認(IV&V)

宇宙ステーションや人工衛星、ロケットなどの宇宙機は、ひとたび宇宙空間に出ると、容易に修理ができません。宇宙機に搭載されるソフトウェアについても同じで、打ち上げ後の修正や変更は容易ではありません。しかし、ソフトウェアの誤動作は、宇宙機にとって致命的な故障につながる場合もあるため、宇宙機ソフトウェアは、常に、高い信頼性を求められています。この取り組みのひとつとして、当チームでは、「ソフトウェア独立検証及び有効性確認(Independent Verification and Validation : IV&V)」を実施しています。ソフトウェア IV&Vとは、開発部門とは資金的、組織的に独立した部門が、独立した視点と技術によって、開発部門では気づきにくい宇宙機ソフトウェアの課題や問題を洗い出し、潜在するリスクを軽減する活動です。

【実施内容】
ソフトウェアの開発過程で作成される仕様書やソースコードなどの成果物について、開発部門から提示をうけ、そのソフトウェアが宇宙機のミッションを実現するための要件を満たしていること、また、設計やテストの内容が要求事項に適合していることを、文書レビュー、モデル検査、解析、シミュレーションなどの手法を用いて、さまざまな視点で評価します。評価中、成果物のなかに課題や問題点を発見した場合は、その内容をタイムリーに開発部門へフィードバックします。すべての評価が完了すると、開発部門に対して、評価対象であるソフトウェアの信頼性についての評価報告および解決すべき課題に対しての提言を行います。

【実績】
ソフトウェアIV&Vは、すでに活躍している「陸域観測技術衛星2号(ALOS2)」「はやぶさ2」をはじめとする人工衛星、国際宇宙ステーションの日本実験棟「きぼう」やイプシロンロケットなど様々なプロジェクトで実施され、宇宙機ソフトウェアの信頼性向上に貢献しています。

2.IV&V技術の展開

多様なソフトウェア開発形態に対応するため、産業界の先端的な方法論を活用し、ソフトウェアの品質向上に貢献しました。また、確立したIV&V技術を宇宙業界のみならず、自動車業界などの他産業界へ還元していく活動の一環として、技術者を対象としたガイドブック発刊やトレーニング、方法論のライセンス提供も行っております。

− IV&Vガイドブック・トレーニング・ライセンス提供のお問い合わせは
IVV_INFO@jaxa.jp まで −

3.ソフトウェア開発のプロセス改善

プロセス改善におけるプロセスとは、要求分析、設計、製作、試験といった、ソフトウェアの「つくり方」のことです。当チームでは、宇宙機ソフトウェア開発に特有のプロセス改善サイクルの確立を通じて、信頼性の高いソフトウェアの開発技術を構築することを目指しています。

プロセス改善は、Plan(計画)/Do(実行)/Check(現状分析)/Action(対策実施)のステップを繰り返すサイクルにより行います。実際の改善活動では、まず現状分析“Check”から始めました。

●Check : 現状の分析

プロセスにおける課題の識別を行い、その結果から改善策を検討し、最新技術を活用した改善策導入を進めています。この活動は、より効率的なプロセスを構築するため、宇宙機ソフトウェアの開発メーカと連携して実施しています。

●Act : プロセスの標準化

“Check”で導出された改善策をJAXA の標準プロセスに取り入れたのが、「ソフトウェア開発標準(宇宙機用)」で、実際のソフトウェア開発への適用が始まっています。この標準は、これまでの開発で得た経験や知識の集約であり、今後のソフトウェア開発の指標の一つとなるものです。

●Plan : 継続的改善の推進

改善活動を、さらに継続的実施を推進するため、現在新しいプロセス評価技術の導入、プロセスを可視化し利用しやすくする技術の研究など、新しい技術研究、実用化を計画しています。

●Do : ソフトウェア開発標準の適用推進

プロセスの更なる最適化、高度化を図るためには、“Check”のステップへとつながるプロセスの計測と評価が必要です。適用されたソフトウェア開発標準がどのように実行されているかを、「プロセスアセスメント」という手法を用いてチェックし改善につなげていく活動を試行しています。また、定性的な評価だけでなく、定量的な評価方法を探るため、プロセスの実行状況のバロメータとなりうるデータの収集を試行しています。
 

第2期中期計画では、以下に示すように、()プロセス改善サイクルの定着、()プロセス可視化・知見共有化、()エンジニア育成を進めています。

  1. () プロセス改善サイクルの定着
    ・開発標準の整備:ロケット用搭載ソフトウェア開発プロセス標準など
    ・「標準適用」→「評価」→「改善」の継続的な改善サイクルの定着

  2. () プロセス可視化・知見共有化
    ・JAXA開発業務にかかわるプロセスを分析・定義
    ・開発標準に対するJAXAプロジェクト、開発メーカの認識を共有し、業務実施を容易にするための「プロセスの可視化」、「プロセス知見の蓄積」を可能とする枠組みの構築

  3. ()プロジェクトへ貢献できるソフトウェアエンジニアの育成

プロセス改善活動の定着

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