成果報告書詳細
管理番号20160000000763
タイトル平成27年度成果報告書 クリーンデバイス社会実装推進事業 組み込みシステム及び関連ソフトウェアに関する技術課題の検討
公開日2016/9/28
報告書年度2015 - 2015
委託先名株式会社三菱総合研究所
プロジェクト番号P14016
部署名IoT推進部
和文要約件名:平成27年度成果報告書 クリーンデバイス社会実装推進事業/組み込みシステム及び関連ソフトウェアに関する技術課題の検討

本調査では、IoTに係わる組込みシステムの市場動向及び技術動向について調査し、IoTの進展によるビジネスモデルの変化を考慮して、今後取り組むべき技術課題の抽出と研究開発の方向性についてまとめた。特に、今後、日本の電子情報産業を牽引し、国際競争力を高めるための技術について検討した。
我が国の組込みシステム関連産業の市場規模は、約106兆円 、輸出総額67兆円の約54%を占め、国全体の産業における付加価値の源泉となっている。我が国は、1980年代より情報家電、白物家電、自動車等の組込みシステム分野で高い信頼性に基づく国際競争力を誇ってきた。近年、新興国の台頭により、情報家電等のコモディティ化の早い分野において、国際競争力が低下している。一方、自動車、鉄道等の人命に係る高い安全性、セキュリティが求められる組込みシステムにおいては、現在も、高い国際競争力を維持している。
このような状況の下、IoTの進展により、新しいビジネスモデルやビジネス・エコシステムが生まれ、産業構造に大きな変革をもたらしつつある。IoTの導入は、IT産業が主導するケースが多いが、日本の強みとする組込みシステム産業への影響は計り知れない大きさであることから、本調査では、組込みシステム産業に焦点を当て技術課題を検討した。
市場調査においては、組込みシステム関係者へのアンケート調査から、IoTを活用したビジネスの企画・設計やビッグデータ、AI、ネットワーク等の活用に関する課題意識が大きいことが明らかとなった。また、市場統計調査から、IoTの進展は、特に、自動車、産業機械分野について堅調に進み、医療・ヘルスケア機器分野については、各国の医療機器は許認可制度の影響から、産業機械のような伸びは予測されていないことが確認された。
技術動向調査においては、日米欧の取組み動向から特徴の違いを把握した。日本においては、再構成可能デバイスのような新しいハードウェアを使いこなすソフトウェア技術の重視、欧州においては、産業界が抱える課題として、セーフティクリティカル、タイムクリティカルなど制約下の実現技術の重視、米国においては、形式手法等の理論研究からレジリエント・システムに関する障害特定・診断・復旧技術など産業応用に渡る幅広い分野において、政府研究開発プログラム・ディレクタの強いリーダーシップの下、スピードを重視した研究開発が行われている事が特徴である。
ビジネスモデルの調査においては、リアルタイムの需要と供給のマッチング、データに基づく全体最適化、シェアリングエコノミー、多面市場など、新たな付加価値の源泉と今後予想される影響等について整理した。
以上のような調査結果を踏まえて、日本の組込み産業において今後取組みが期待される技術課題についてまとめた。まず、「モノ」の制御を伴うエッジ・システムにおいて、セーフティおよびセキュリティの統合的な対策技術を最も重要な課題として挙げる。また、実用段階に入ってきたモデルベース開発や、形式手法を活用して、開発フェーズだけでなく、運用フェーズにおいてもモデルを活用することでシステムのパフォーマンス向上を実現することが挙げられる。また、ディープラーニング等のブレークスルーを達成した技術をエッジ・システムに導入することにより、ユーザに近いデバイスでリアルタイムのインテリジェンスを実現することが挙げられる。これらの課題は、IoT時代の変化の激しい分野において、継続的に見直していくことが不可欠であり、変化に対応して機動的に技術開発を進めて行くことが重要である。
英文要約Title: Clean Device Promotion Project,"Technology Issues on Embedded Systems and Software", (FY2015) Final Report

In this study, we have conducted a survey on market and technology trends of embedded systems associated with IoT and proposed directions of R&D which should be tackled in consideration of prospects of business model changes by the progress of IoT.
Industrial market size of embedded systems in Japan accounts for approximately 106 trillion yen, and approximately 54% of total exports 67 trillion yen from Japan. Therefore embedded system industry is core source of economic value in whole Japanese industries.
 Japan has been maintained global competitiveness in embedded system industries since 1980’. Recently, Japan is losing competitiveness in industries where commoditization is fast, such as home appliances, smart phones, however it maintains competitiveness in mobility industries such as automobiles, train systems, which requires safety and high reliability.
Under this circumstance, the progress of IoT created new business models, and business ecosystem, and therefore brings large change of industrial structure. Incorporation of IoT technologies are conducted under the leadership of IT industry. Since the impact of IoT to embedded system industry supposed to be tremendous, we focus our study on technology issues in terms of embedded system industry.
In the market trend study, we clarify from a questionnaire survey that embedded system industry people considers business planning and system design using IoT and usage of big data, AI, network technologies as important. We also found that market size of industries such as automobiles, manufacturing will increase steadily throughout year 2020, while medical appliance industry will not increase so much because of regulation system.
In the technology trend study, we summarized difference of R&D direction in Japan, US, and Europe. In Japan, one of the R&D focus is on software technologies which take advantage of new hardware’s such as reconfigurable devices. In Europe, issues from industries such as enabling technologies under resource-restricted such as time-critical or safety-critical systems are focused. In US, wide range of R&D from theoretical research such as formal methods through to applied research such as failure detection, diagnosis, recovery for resilient system are focused.
In business model study, we summarized the trends of source of value creation such as realtime demand-supply matching, global optimization using data, sharing economy, multi-sided market.
Based on this survey, we summarized directions of promising R&D subjects for embedded systems. Most pressing issue is the integrated approach of safety and security risk analysis for IoT systems. Another issue is utilization of model technology in operation phase instead of development phase. Another issue is utilizing intelligent processing such as deep learning in edge system instead of cloud side.
Since the technology environment evolves so fast in the age of IoT, continous study and investigation of R&D subjects are very important.
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