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20200629 スマートシティ 30 - SCI-Japan...2020/06/29  ·...

Date post: 28-Feb-2021
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スマートシティアーキテクチャ これからのスマートシティをデザインするためのアプローチ 慶應義塾⼤学⼤学院 システムデザイン・マネジメント研究科 教授 ⽩坂成功 [email protected]
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スマートシティアーキテクチャこれからのスマートシティをデザインするためのアプローチ

慶應義塾⼤学⼤学院システムデザイン・マネジメント研究科

教授 ⽩坂成功[email protected]

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“放射線技師の83%がゴリラを⾒逃した”By Trafton Drew, Harvard Medical School

⼈は無意識的に情報を選択している

出典:”The Invisible Gorilla Strikes Again:Sustained Inattentional Blindnessin Expert Observers”, TraftonDrew, Melissa L.-H. Võ, and Jeremy M. Wolfe, Harvard Medical School.

[email protected] 2

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「Moonwalking Bearに気づかない」「放射線技師の83%がゴリラを⾒逃した」

⼈は⾒たいモノしか⾒ない

p ⼈の認知には無意識にバイアス(認知バイアス)がかかっている。

p 特定の集団は特定のバイアスにかかってることが多い。(専⾨家バイアス)

p 全体俯瞰のためには、異なるバイアスを持つ多様な⼈々との協働が必要。

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<Previous>東京⼤学⼤学院⼯学系研究科航空宇宙⼯学専攻

慶應義塾⼤学⼤学院SDM研究科博⼠(システムエンジニアリング学)

三菱電機株式会社宇宙ステーション補給機(HTV)準天頂衛星システム(QZSS)途中、エアバス社にてMBSE⽴ち上げ

内閣府ImPACTプログラム プログラムマネジャ<Present>慶應義塾⼤学⼤学院 SDM研究科 教授

システムアーキテクチャ、“システムxデザイン”思考⽅法論研究

IPAデジタルアーキテクチャ・デザインセンター有識者会議座⻑

ISO JTC1/SC7 WG42「アーキテクチャ」国内主査Synspective inc.ファウンダー、取締役各種委員会委員

内閣府 宇宙政策委員会委員、内閣官房 デジタル市場競争会議委員国交省 スマートシティモデル事業等推進有識者委員会経産省 成⻑戦略部会委員、2030年モビリティビジョン検討会委員等「Society5.0における新たなガバナンスモデル検討会」

白坂成功[email protected]

[email protected] 4

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アーキテクチャの定義• その環境下におかれたシステムの基本的なコンセ

プトや特性であり、要素と要素間の関係性に具現化され、その設計や進化の原則となるもの。

(出典︓ISO/IEC/IEEE 42010-2010)要するに、• 全体がどのように⽬的を実現しているのかの基本

的なコンセプト/構想(実現の⽅向性)。そのコンセプトからシステム特性が⽅向付けられる。

- ビックピクチャーから考える- ⽬的を実現する仕組みをデザインする

• システムと外界との関係、システムを構成する要素、構成要素間の関係で決められ、表現される。

[email protected] 5

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アーキテクチャとはEx. 街というシステムのデザイン• ⽬的︓「住みやすい街」をデザイン–「住みやすい」=⾃由に移動できる

–「住みやすい」=⾃由に移動できる&安全(⾞とそれ以外を分ける)

「⾞とそれ以外を分ける」という⼤きな⽅向性は満たしているが、実際には使いやすさなどは⼤きく異なる。さらに、詳細をどうするかは⾃由である。

[email protected] 6

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アーキテクチャとはEx. 街というシステムのデザイン• ⽬的︓「住みやすい街」をデザイン–「住みやすい」=⾃由に移動できる

–「住みやすい」=⾃由に移動できる&安全(⾞とそれ以外を分ける)

この中のアーキテクチャもある[email protected] 7

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アーキテクチャの価値

単⼀ではなく、複数の”要素”を組み合わせることで「価値」が⽣まれる

何と何をどのように組み合わせるかが重要となる︕

何と何をどのように組み合わせるか(つなげるか)︖

アーキテクチャ

システムの価値を⽣み出せる⼈材は、各所で必要とされている。AI、IoT、ビッグデータなども、どのように組み合わせるかで価値が変わる。Ex. AI Systems Engineerなど

[email protected] 8

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アーキテクチャの役割① 全体構想をつくる– 構成要素と要素間の関係性を決める→どこを⾃動⾞道にするのか︖歩道にするのか︖→利害関係が絡む。多様な専⾨家が必要。

スマートシティを設計するときに、何をどのように考えればいいのか︖

出典:スマートシティリファレンスアーキテクチャホワイトペーパー[email protected] 9

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アーキテクチャの役割① 全体構想をつくる– 構成要素と要素間の関係性を決める→どこを⾃動⾞道にするのか︖歩道にするのか︖→利害関係が絡む。多様な専⾨家が必要。

② 相互運⽤性を⾼める– Society5.0︓これまでつながってなかったものがつながり、データを活⽤することで、⼈間中⼼の新たな価値の創出。

[email protected] 10

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Society 5.0サイバー空間(仮想空間)とフィジカル空間(現実空間)を⾼度に融合させたシステムにより、経済発展と社会的課題の解決を両⽴する、⼈間中⼼の社会(Society)

出典︓内閣府

つながる社会とデータ活⽤による、市⺠への新たな価値提供

[email protected] 11

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System of Systems

出典︓INCOSE Systems Engineering Handbook12

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System of Systems以下の5つの特徴をもったシステムをSystem of Systems (SoS)と呼んでいる。

1. 運⽤の独⽴性︓SoSの構成システムは、個別に運⽤。2. 管理の独⽴性︓構成システムは別々に調達され、インテグレ

ート。しかし、運⽤中の構成システムはそのまま運⽤。3. 進化的開発︓機能や⽬的が追加/削除されたり、途中で変更

されるなど、開発とシステムが進化的。4. 創発的振舞い︓構成システム単独では実現できない⽬的を、

SoSとして実現。5. 地理的な分散︓構成システムが離れており、構成システム間

では、質量やエネルギーの物理量ではなく、情報を交換。

SoSでないSystemを“Monolithic System”と呼ぶ。出典: “Architecting Principles for Systems-of-Systems”, Mark W. Maier (1998)

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System of Systems

世の中の動き︓つながりはじめたシステム

出典︓経済産業省資料より抜粋

出典︓テキサスインスツルメント資料より抜粋

出典︓「インダストリー4.0 実現戦略報告書」より抜粋

[email protected] 14

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出典︓「インダストリー4.0 実現戦略報告書」出典:Smart Grid Reference Architecture

Smart Grid Reference Architecture RAMI4.0

• 範囲を限定することによって、ArchitectureのReference

Modelをつくることができる

• 相互運⽤性を担保するための⽅針

SoSの相互運⽤性のためのリアレンスアーキテクチャ

[email protected] 15

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Society 5.0 リファレンスアーキテクチャモデル

“Data Free Flow with Trust”2019年1⽉ダボス会議 安倍⾸相提案

相互運⽤性のためのリファレンス

アーキテクチャ

出典:内閣府

[email protected] 16

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スマートシティリファレンスアーキテクチャで定義すべきこと

出典:スマートシティリファレンスアーキテクチャホワイトペーパー[email protected] 17

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Society 5.0リファレンスアーキテクチャとの関係性

出典:スマートシティリファレンスアーキテクチャホワイトペーパー[email protected] 18

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スマートシティリファレンスアーキテクチャ

出典:スマートシティリファレンスアーキテクチャホワイトペーパー[email protected] 19

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Society 5.0リファレンスアーキテクチャとの関係性

出典:スマートシティリファレンスアーキテクチャホワイトペーパー[email protected] 20

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スマートシティにおける相互運⽤性

出典︓加古川市Webサイト

[email protected] 21

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加古川市

出典︓Googleマップ

市の境界を超えてしまう

[email protected] 22

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加古川市

出典︓加古川市Webサイト

[email protected] 23

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Society 5.0リファレンスアーキテクチャとの関係性

出典:スマートシティリファレンスアーキテクチャホワイトペーパー[email protected] 24

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加古川市

出典︓加古川市Webサイト

出典︓会津若松市Webサイト[email protected] 25

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Society 5.0リファレンスアーキテクチャとの関係性

出典:スマートシティリファレンスアーキテクチャホワイトペーパー[email protected] 26

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Society 5.0リファレンスアーキテクチャとの関係性

出典:スマートシティリファレンスアーキテクチャホワイトペーパー[email protected] 27

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アーキテクチャの役割① 全体構想をつくる– 構成要素と要素間の関係性を決める→どこを⾃動⾞道にするのか︖歩道にするのか︖→利害関係が絡む。多様な専⾨家が必要。

② 相互運⽤性を⾼める– Society5.0︓これまでつながってなかったものがつながり、データを活⽤することで、⼈間中⼼の新たな価値の創出。

→そのためには、つながりやすくするためのリファレンスが役⽴つ。スマートグリッドリファンレスアーキテクチャやRAMI4.0など。(リファレンスアーキテクチャは多様な⽬的があるので注意が必要。)

[email protected] 28

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スマートシティリファレンスアーキテクチャ

出典:スマートシティリファレンスアーキテクチャホワイトペーパー

スマートシティの設計 相互運⽤性の項⽬[email protected] 29

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アーキテクチャの役割③ ⼈の⾏動を決める– アーキテクチャを決めることで、⼈の⾏動を律することができる(参考︓ハーバード⼤学 レッシグ教授)

• 「酒気帯び運転禁⽌」

アーキテクチャにより⼈を律すると、⼈の合意を経ることなく⾏動を制限させることが可能

出典:いらすとや 出典:TABI LABhttps://tabi-labo.com/147260/non-alcohol-car

[email protected] 30

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アーキテクチャの役割③ ⼈の⾏動を決める– アーキテクチャを決めることで、⼈の⾏動を律することができる(参考︓ハーバード⼤学 レッシグ教授)

④ 全体像の可視化– 特にデジタルの世界は、⽬に⾒えない。アーキテクチャの可視化により多様な利害関係者が議論可能となる。

– ⼤きな⽅向性を産官学で議論可能とする⼟台。

[email protected] 31

Page 32: 20200629 スマートシティ 30 - SCI-Japan...2020/06/29  · スマートシティアーキテクチャ これからのスマートシティをデザインするためのアプローチ

出典︓ISO/IEC/IEEE 42010 – Systems and software engineering –Architecture description

アーキテクチャの記述

出典:機械設計のための基礎製図https://www.nmri.go.jp/eng/khirata/mechdesign/ch04/ch04.html

[email protected] 32

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アーキテクチャの役割③ ⼈の⾏動を決める– アーキテクチャを決めることで、⼈の⾏動を促すことができる(参考︓ハーバード⼤学 レッシグ教授)Ex.壁をつくって渡れない道路にすれば、道路を渡ることはできない。

④ 全体像の可視化– 特にデジタルの世界は、⽬に⾒えない。アーキテクチャの可視化により利害関係者が議論可能となる。

– ⼤きな⽅向性を産官学で議論可能とする⼟台。⑤ ガバナンスの変⾰(ガバナンスイノベーション)

[email protected] 33

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リバイアサンモデルの崩壊

ガバナンスイノベーション

• 技術進化を含む環境変化の早さ• 全てを理解することは困難

出典:Wikipedia

出典:経済産業省[email protected] 34

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VUCAワールドVolatility:変動, Uncertainty:不確実Complexity:複雑, Ambiguity 曖昧

• これまでの常識・前提が通⽤しない• “⾃分が知っている”と思っているものが実際は知っていない [email protected] 35

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リバイアサンモデルの崩壊

ガバナンスイノベーション

• 技術進化を含む環境変化の早さ• 全てを理解することは困難

出典:Wikipedia

国(ルールを作る側)と民間(ルールに従う側)との役割分担の変更

出典:経済産業省[email protected] 36

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アーキテクト育成• ⾼い抽象度(全体感)と具体の両⽅のアーキ

テクチャを扱える⼈材が不⾜– ⼤きな構想と実際の実装経験– 多様な分野の経験

• 理論と実践の両輪が必要– ⾃分の専⾨分野において、実装に近いアーキテク

チャをデザインできる⼈はいる– 実践的にはできても、System of Systems、アー

キテクチャデザインに関する知識、考え⽅、アプローチ⽅法を知らず、応⽤ができない

– ⼀⽅、実践経験がないと、実⾏上の困難さなどの想像ができない。

• 多岐にわたる分野の統合が必要– ⾃分の専⾨以外の分野も統合– コミュニケーション&可視化スキル

[email protected] 37

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デジタルアーキテクチャ・デザインセンター(DADC)

Society 5.0を実現するために、新たな社会・産業の「アーキテクチャ」をデザインする

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まとめ

• アーキテクチャはビッグピクチャーからスタートする設計のアプローチ

• システムオブシステムズの相互運⽤性のためにリファレンスアーキテクチャを活⽤可能

• スマートシティリファレンスアーキテクチャは、スマートシティ設計と相互運⽤性をサポート

• アーキテクト育成は重要だが、簡単でない• IPAにデジタルアーキテクチャデザインセンター(DADC)がスタート

[email protected] 39

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Design the future!www.sdm.keio.ac.jp

日吉駅前 協生館


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