Air as a Service にむけた PSQ認証の活用 (森田純恵)
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森田純恵, Air as a Service にむけた PSQ認証の活用, 国際規格SQuaREに基づくソフトウェア品質の測定評価と認証セミナー, 早稲田大学, 2019年4月19日
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- 1. 2019年4月19日 (株)富士通ゼネラル 経営執行役 空調機商品開発本部 副本部長 空調機システム開発部 部長 森田 純恵 Air as a Service にむけた PSQ認証の活用 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED0 国際規格SQuaREに基づくソフトウェア品質の 測定評価と認証セミナー
- 2. アジェンダ 1. 我々のソフトウェア開発の現状 ⚫ エアコン事業を取り巻く市場動向 ⚫ ソフトウェア開発における課題 2. 課題解決に向けた活動 ⚫ 多様性のある開発プロセスを構築 ⚫ 品質モデルの活用 ⚫ 品質エクスペリエンス ⚫ 我々の課題 (自社開発と調達開発のV&Vの差) ⚫ RISE メトリクスを活用 3. RISE メトリクスの測定結果 ⚫ RISE測定結果と総評 4. 考察 ⚫ 測定結果から得られた考察 5. 今後の課題 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED1
- 3. 1.我々のソフトウェア開発の現状 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED2
- 4. エアコンは20世紀最大の発明 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED Lee Kuan Yew, 2009 Q: 「多人種主義」以外にシンガポールを成功に導いた 要素はありますか？ A: エアコンです。エアコンは私たちにとって最も重要な 発明であり、歴史的にも重要な発明でした。 エアコンによって熱帯地方での開発事業が可能と なり、我々の文明の本質を変えました。 ◼ 生産性への影響 熱帯地方において冷房のない場合、労働時間のうち15-20％は働くことができない。「GDPは26℃を 超えると、1℃上がることに1％下がる」。 :カリフォルニア大学バークレー校 ソロモン・ショーン ◼ 人命への影響 気温が25℃を超えると、脳卒中での死亡率が増加すると報告されている。米国では、熱波による死者が 他のどの自然災害よりも多い。 エアコンは人類の文明の発展に大きく貢献している リー・クワンユー シンガポール初代大統領 (1923～2015) 3
- 5. エアコン事業をとりまく市場動向 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED 出典： 「デザイン経営宣言」 2018/5/23 経産省・特許庁 産業競争力とデザインを考える研究会 デジタル・トランスフォーメーション：IT技術の進歩が全ての産業に変革をもたらしている ⚫ IoTの時代：今まで独立していた機器が、センサーでインターネットに接続されることにより、IT技術の適用が可能となり、 既存産業に変革をもたらしている（例：GEの航空機エンジンの保守サービス、Uber、Airbnb、自動運転） 4
- 6. ソフトウェア開発における課題 産業世代が変化する中、エアコンのソフトウェア技術も年々難易度があがってきた ⚫ IoTの時代に対応するための最新のソフトウェア開発技術に、速やかにキャッチアップすることが必要 ハードウェア＋組込みソフトの製品 IoT時代のスマート製品 ソフトウェアの 重要性が 年々増加 弊社のソフトウェア開発技術のレベル 出典： 「デザイン経営宣言」 2018/5/23 経産省・特許庁 産業競争力とデザインを考える研究会 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED5
- 7. IoT/AI 制御のエアコンシステム(多品種) Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED スマホ、ネットワーク、クラウド（連携）等、製品に占めるソフトウェア比率が増加 ⑩Amazon Echo （スマートスピーカー） 6
- 8. 2.課題解決に向けた活動 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED7
- 9. 多様性のある開発プロセスを構築 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED 標準のV字モデルにおいてＶ＆Ｖを強化する 出典：IPA『組込みソフトウェア向け 開発プロセスガイド』、 特に、 V&V 検証(Verification)と 妥当性確認 (Validation)を 重視したプロセスを構築 8
- 10. 品質モデルの活用 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED システム設計時に品質ボックスを活用、評価メトリクスとしてRISEメトリクスを採用 手順a: プロジェクト要件分析、ソフトウェア 品質要求を品質特性で表現する 手順b: 注力する品質特性を決定 手順c: Step1 & Step2 適用する品質技術(トピックス)を決定 優先度 手順d: メトリクスにより品質特性の達成度を 評価 手順e: RISEベンチマークによるポジショニング 評価 引用: SEC journal 第53号（2018年8月8日発行）ソフトウェア品質技術が品質特性に与える効果の見える化とその検証 9
- 11. 適用する品質技術を決定(Step1) Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED ◼ システム構成とインターフェースが明確になるように構成 ◼ システムに要求される非機能要件(ISO/IEC 25010)も明確化 品質特性 品質副特性 移植性 ・適応性 ・設置性 ・置換性 システム／ソフトウェア製品品質 信頼性 セキュリティ 保守性 ・機密性 ・インテグリティ ・否認防止性 ・責任追跡性 ・真正性 ・モジュール性 ・再利用性 ・解析性 ・修正性 ・試験性 ・成熟性 ・可用性 ・障害許容性 （耐故障性） ・回復性 機能適合性 性能効率性 互換性 使用性 ・機能完全性 ・機能正確性 ・機能適切性 ・時間効率性 ・資源効率性 ・容量満足性 ・共存性 ・相互運用性 ・適切度認識性 ・習得性 ・運用操作性 ・ユーザエラー防止性 ・ユーザインタフェース 快美性 ・アクセシビリティ 品質特性 品質副特性 有効性 ・有効性 効率性 ・効率性 満足性 ・実用性 ・信用性 ・快感性 ・快適性 リスク回避性 ・経済リスク緩和性 ・健康・安全リスク緩和性 ・環境リスク緩和性 利用状況網羅性 ・利用状況完全性 ・柔軟性 利用時の品質 出典：ISO/IEC 25010:2011 Systems and software engineering – Systems and software Quality Requirements and Evaluation (SQuaRE) – System and software quality models（JIS X 25010:2013 システム及びソフトウェア製品の品質要求及び評価（SQuaRE） － システム及びソフトウェア品質モデル） 10
- 12. 品質エクスペリエンス(Step2) Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED プロジェクトの特徴から重点すべき品質特性と過去の経験の洗い出しを実施 今回のプロジェクトの特徴 スマホ、ネットワーク、クラウド(連携)等、製品に占めるソフトウェア比率が増加 多品種 信頼性、セキュリティを重視 • 信頼性のポイント - クラウド利用のためサービスダウンによる影響範囲が計り知れない → 可用性の確保 • セキュリティのポイント - スマホ/クラウドを通じて不特定多数から手軽にアクセスができる → 利用者が安心して利用できるようなセキュリティ品質の確保 11
- 13. 信頼性の評価(システムテスト) Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED システム構成要素に基づいてシステムテスト項目を検討、実機評価を実施 項目は抜粋 品質特性 概要 信頼性 クラウドサーバの 可用性 クラウドサーバが最小構成台数以下になる ように、サーバを強制ダウン。 ダウン中にスマートフォンから操作を実施 ・クラウドサーバが最小構成台数になること ・最小構成台数に到達した時点からスマホから 操作できること 信頼性 エッジダウン時の 復旧時間 クラウドサーバと通信中にエッジ(エアコン)を 切断。復旧後、再度スマートフォンから 操作を実施 ・エアコンと通信できないメッセージが表示されること ・復旧後、直ちにスマートフォンから操作できること 信頼性 スケールアップ 最小台数構成において接続可能な台数 以上のエッジを用意して同時接続。 上記の状態でスマートフォンから操作を実施。 ・スケールアップされサーバ台数が増えること ・スケールアップ中に性能劣化が発生しないこと 使用性 UIの使いやすさ スマートフォンのUIからエアコンの操作シナリオ (※)を実施 (※)設定、エアコンの登録、温度変更の 一連の流れ ・ボタンや文字の配色/大きさが、操作や説明内容 に応じて設計されていること ・表示内容がユーザに誤解を与えない一意な文 になっていること 性能効率性 最大接続数に おける負荷 クラウドサーバ1台あたりの最大接続可能数 分のエッジを用意して同時に接続。 上記の状態でスマートフォンから操作を実施。 ・スマートフォンで操作時の応答性能が負荷が かかる前と同一であること 検証方法 検証項目 期待値 12
- 14. セキュリティの設計と評価 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED 表１ユーティリティーツリー ◼ セキュリティの項目を関心事から定量評価可能なシナリオでまとめたツリーを作成 ◼ 定量的な評価にすることで曖昧なものをなくす ◼ セキュリティのシナリオより要件リストを作成 セキュリティ ウィルス対策 アクセス制限 認証 関心事品質特性 品質特性シナリオ ログインパスワードで8文字以下を 設定できないこと インターネットから宅内機器にFWや 認証エラーなどによりアクセスできないこと 同時接続の上限値20万アクセスを 超えないこと ソフトやファームウェアのバージョンが 常に最新であること 不正ログイン DoS/DDoS なりすまし ウィルス感染 参考：石田裕三,ITアークテクト養成講座[第2回]要件定義 13
- 15. 我々の課題(自社開発と調達開発のV&Vの差) ◼ V&V の一般手法 ・品質特性シナリオと検証方法を記載し、仕様と設計での確認とテストでの確認 ◼ 調達開発だと設計での検証ができないー我々の課題 ◼ 自社開発と調達開発の２種をRISE ベンチマークで比較する Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED 基本設計 システムテスト 要件開発 受入テスト 詳細設計 機能設計 結合テスト 単体テスト コーディング クラウド develop環境で確認 検証できないものは仕様、 設計で確認する 自社開発 14
- 16. RISEメトリクスの活用 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED SQuaREシリーズ中のISO/IEC 25022, 25023に規定された測定をGQM法の適用により 実効性のある形で具体化した83個のメトリクス 今回は、システム/ソフトウェア製品品質に着目、66個のメトリクスの中から抽出 RISEメトリクスからIoT/AI 制御のエアコンシステムに必要なメトリクスを抽出 機能適合性 性能効率性 互換性 使用性 信頼性 セキュリティ 保守性 移植性 要求実装率 応答時間平均 他製品 共存試験 UI 満足度 運用試験有無 アクセス権対応率 コーディング規約 インストール 手段 深刻度「高」 不具合除去率 ターンアラウンド タイム平均 対応言語 運用実時間 暗号化対応率 シス不具合除去率 インストール オプション シス試験目標 件数対比 実際/目標 同時アクセス ユーザ数 ダウン平均時間 ログイン方式 単体不具合除去率 適切と感じている 度合い ターンアラウンド タイム平均 ダウン回復平均 時間 結合不具合除去率 抽出したメトリクス(一部抜粋) 15
- 17. 3. RISE メトリクスの測定結果 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED16
- 18. RISEメトリクス測定結果(製品品質) Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED ：調達開発 ：自社開発 機能適合性 性能効率性 互換性 使用性 信頼性 17 セキュリティ 保守性 移植性
- 19. RISEメトリクス測定結果(利用時品質) Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED 有効性 効率性 満足性 リスク回避性 利用状況網羅性 18 ：調達開発 ：自社開発
- 20. 総評 ◼ 調達開発 ◼ 製品品質の特に機能や性能、互換性について低く、今後の製 品展開を踏まえて改善すべきかどうか要検討。但し、利用時の 品質はおおむね良好であり、現時点での利用ターゲット向けに は完成されたものと評価できる。 ◼ 自社開発 ◼ 製品品質、利用時の品質のともに良好であり、特に、今後の保 守改訂を踏まえた品質作りこみがなされていると評価できる。 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED19
- 21. 4. 考察 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED20
- 22. RISEメトリクス測定結果(調達開発) Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED システム/ソフトウェア製品品質における、品質特性の優先度とスコアの関係 21 優先度 高 低 相対スコア 高 低 機能 適合性 性能 効率性 互換性 使用性 セキュリティ 信頼性 移植性 保守性 優先度 高 低 相対スコア 高 低 有効性 効率性 満足性 利用状況 網羅性 リスク 回避性 製品品質 利用時の品質 1. 重点施策とした信頼性、セキュリティにつき検証を強化し、システムテストの全体のバグ件数のうち 18％を検出しており、このポジションにある。 2. 性能効率性は、優先度を上げていたにもかかわらず、RISE測定で低スコアとなり、今後の課題 3. 互換性については、本機能の特性上、考慮不要として設計している。 4. 利用時の品質は、当プロジェクトとして成熟度が低いがスコアが高いものがおおく安心できた。 5. 満足性は、自社内アンケートを実施したため、厳しい評価となった。今後改善していく。
- 23. RISEメトリクス測定結果(自社開発) Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED システム/ソフトウェア製品品質における、品質特性の優先度とスコアの関係 22 優先度 高 低 相対スコア 高低 機能 適合性 性能 効率性 互換性 使用性 セキュリティ 信頼性 移植性 保守性 優先度 高 低 相対スコア 高低 有効性 効率性 満足性 利用状況 網羅性 リスク 回避性 製品品質 利用時の品質 1. 重点施策とした信頼性、セキュリティにつき重点的に設計しており、システムテストのバグ検出0で このポジションにある。保守性、性能効率性も同様である。 2. 利用時の品質は、当プロジェクトとして成熟度が低いがスコアが高くでて安心できた。 3. 満足性は、自社内アンケートを実施したため、厳しい評価となった。今後改善していく。 4. 利用状況網羅性は、本機能の特性上、考慮不要として設計している。
- 24. 5. 今後の課題 Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED23
- 25. 今後の課題 ◼ 満足性 ◼ 今回のユーザーアンケートを一般ユーザーにも展開してさらなる UX の向上を図る ◼ 利用時の品質の成熟度向上 ◼ 品質モデルのさらなる活用 ◼ 調達開発における品質評価 ◼ システム仕様書の改善 ⚫調達先に提供する仕様書の充実を図る。 テンプレートを作成して現在試行中 参考）https://www.ipa.go.jp/files/000045530.pdf ◼ 性能効率性の再確認 • 現状の運用では問題ないが、本評価結果をうけて改善をする Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED24 Air as a Service にむけて!!
- 26. Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED AI エアコン ノクリア X ◼ 2019.2.16 発売済 購入後も成長し進化し続けるエアコン https://www.fujitsu-general.com/jp/products/aircon/2019/lineup/nocria-x/ai-aircon.html 25
- 27. Copyright 2019 FUJITSU GENERAL LIMITED26