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アルトナーエンジニア

HILS/MILSシステムで次世代向けガソリンエンジン車のECU開発。最先端プロジェクトに必要なのは「考える力」です。

近年、自動車のエンジンを設計開発するために主流となっているHILS/MILSシステム。これらは実際の自動車のエンジンや挙動などをリアルタイムに模擬できる、コンピュータ上に構築された「プラントモデル」と呼ばれるシミュレータと、それを制御する車載ECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)をメインに構成されたシステムです。

アルトナーのハイバリューグループに所属するY.Hさん(以下:Yさん)は現在、次世代向けガソリンエンジン車に使用されるECUや、このシステムそのものの開発、エンジンの新たな制御機能においてのHILS/MILSのデバッグから、ソフトウェアアーキテクチャ見直しの検討提案まで行っています。

その仕事には、学生時代に専攻していた応用物理学や、アルトナーで培ってきた、多彩な経験の積み上げ・蓄積が活かされています。
(取材・記事執筆:アルトナー取材班)

Profile

ハイバリューグループ
ソフトウェア エキスパート Y.H

応用物理学専攻
2010年新卒入社 30代
〈役職・年齢・業務内容等は取材時のものとなります。〉

“夢のエネルギー”に惹きつけられて学んだ量子力学は、
ソフトウェアエンジニアとしての道に繋がりました。

高校生の時に知った“反物質”の存在。それを、もし上手く利用した時には、かつてないほどのエネルギーが得られると知ったYさんは、量子力学を学んでいこうと考えました。そうして大学で学んでいたのは応用物理学の中でも、物質の表面で原子と分子がどのような振る舞いをするのかを知る“表面物性”と言われる分野です。「燃料電池ならば、プラス極とマイナス極の電極の表面で化学反応が起こって、電気が発生するわけですが、それをもっとミクロな視点で、電極表面での原子、分子、電子がどんな反応、動きが起きているかと言う部分にあたります。」とYさんは教えてくれました。

後にYさんは、研究室に残る他、そのまま量子力学を研究していくという道を、基本的なイメージとして考えていましたが、就職活動の時期が来て、どうしようかと再び考えていくうちに、それらを活かしたような物づくりに携わるのも面白そうだと、電気メーカー、自動車メーカーなどを候補に就職活動を始めるのです。候補の一つにはアルトナーがあり、会社説明会に参加し、採用担当の方と話をしていく中で、段々とその魅力を理解し、就職することになったのです。「もともと好奇心旺盛なタイプで、アルトナーという会社に正社員で所属し、エンジニアとして様々な業界に配属されて、様々な仕事に取り組めるというのはとても魅力的でした。」

設計開発から遠そうな配属先が、
実は、キャリア形成に欠かせない重要な要素でした。

1社目の配属先では、交通信号機、鉄道信号機の品質保証業務を行います。通常ではありえない負荷を機器に与えて検証していきます。振動試験を行ったり、大電流を流し誤動作などが起きないかなど、設計業務ではありませんが、様々な物づくりに携わるエンジニアとしては、分野を問わず、こういった検証や改善、フェイルセーフの考え方をしっかり身につけておくのには非常に有効だったと、Yさんは振り返っています。また、そういった検証の立場として、設計や開発の人たちとコミュニケーションを取るということも、この時ならではの体験となっているはずです。

次の配属先は、自動車メーカー。製品としての自動車を海外で販売するために、各国の法規に合致しているという認証・認可などを取得する業務を行います。書類を英語で書いて整備したり、各国とのやり取りを全て英語で行う業務です。Yさんの持っていた語学力を活かすことができ、この先に待っているかもしれないグローバルな開発プロジェクトに参画するのには、申し分ない経歴となりました。

一方でYさんは、この業務に携わっている間も、設計や開発への意欲は衰えること無く、パソコンでソフトウェアの勉強を1年ほど積極的に進め、会社へソフト分野への配属希望を伝えます。元々アルトナーは、エンジニアの希望する業務や、キャリア形成を大切に扱っている会社。ここまでの業務実績やスキル、積み上げた経験値を鑑みてのことでしょう、それに応えて用意された3社目となる配属先では、いよいよ希望していた、設計業務が待っているのでした。

物理的なモノの考え方ができること。
それは、Yさんのソフトウェア設計での
アドバンテージの一つになっています。

待っていたのは、複雑で微細に集積された電子回路パターンを、シリコン板に焼き付ける「半導体露光装置」のソフトウェア設計でした。「やはり、ものを作るということ自体が純粋に楽しかったです。ソフトウエアですけど、作っているという実感がありました。」ソフトウェアの設計を始めた、その時のYさんの感想です。量産開発の現場のことを考えて、他の人が見ても解りやすく、メンテナンス性に優れた構造を取りながら、ソフトウェアのアルゴリズムや動作を考える。まるでパズルを解くような感覚も、楽しい部分の一つだそうです。

半導体露光装置

フォトマスクと呼ばれるガラス板に描かれた、複雑で細かな電子回路パターンを、高精度なレンズで極限まで縮小し、シリコンウェハに焼き付ける装置のことです。半導体の回路パターンは複雑なので、一般的には複数枚のフォトマスクを差し替えて、寸分の狂いもなく1つのシリコンウェハに焼き付けられることが求められる、最先端のハイテク機器です。

細かな電子回路のパターンを焼き付ける半導体露光装置には、非常に高精度な技術が求められます。それに実装されるソフトウェアもしかりです。例えば、ほんのわずかな温度変化に応じて自動的にパラメータを変化させるなど、本当に細かな物理現象に対しても、それぞれ補正して問題なく動作するようにします。大学時代に応用物理学を学んでいた、Yさんにとってその物理的現象を理解し、想像しながらソフトウェアの設計開発を行うのは、ごく自然なこと。何かを制御するソフトウェアなり、プログラムのアウトプットの先にある機器では、必ず物理的な現象が発生する訳ですから、これは大きなアドバンテージと言えるでしょう。

現在のYさんは、プラントモデルとECUを中心にした、
エンジンの制御ソフトウェアの開発を行っています。

現在のYさんは、アルトナーのハイバリューグループに所属していますが、その中でもエキスパートという役職に就いています。新たな配属先となった自動車メーカーで、2名の補佐を含めて、17名のソフトウェア関連のスタッフを率い、自動車のエンジンや挙動などをリアルタイムにシミュレートできるバーチャルマシン「プラントモデル」と、それを制御する車載ECUで構成されたHILS(Hardware In the Loop Simulation)/MILS(Model In the Loop Simulation)システムで、次世代向けガソリンエンジン車のECUや、このシステムそのもの、エンジンの新たな制御機能の開発などを行っています。

HILS/MILSシステムでの、制御ソフトウェア開発のプログラミングでは、コードは書かずにモデリングを行います。動作・制御を、視覚的にブロック化された図を接続していきます。これは「モデルベース開発」と言われる開発手法で、仕様検討、設計段階で、各スタッフは可視化されたモデルをベースにコミュニケーションを取ることが出来ます。また、出来上がったモデルから、自動的にC言語のソースコードを生成するので、各スタッフのコーディングスキルの差異を吸収し、シンタックスエラーなどを含むバグも排除できます。そうすることで安定した品質のソフトウェアを、低工数で開発することが出来るのです。

その制御ソフトウェアの検証では、実際のエンジンの代わりにプラントモデルを制御させて検証することで、制御対象を壊してしまうこともなく、開発を進めていくことができます。

巨大化していくソフトウェアが抱える課題をクリアし、
ソフトウェアアーキテクチャを突き詰めてゆく。

HILS/MILSシステムでのシステム開発は、非常に効率が高いのですが、Yさんは、それを更に洗練させ、メンテナンス性にも優れたアーキテクチャにしていくプロジェクトにも取り組んでいます。時間の経過とともに、車載ECUに実装されるソフトウェアも巨大化していきます。様々な人の手によるプログラムの塊は、次第に複雑になり、メンテナンス性も開発効率も悪くなってゆきます。

Yさんは、そういった課題をクリアしていくプロジェクトにも取り組んでいて、それぞれ動作の異なるソフトウェアを接続する際のインターフェースを統一していき、差し替えや、変更などを容易にしていったり、システム全体を俯瞰から見て、ルール決めも含めてアーキテクチャを見直していくのです。そうすることで、さらにシステム開発の効率も上がり、次の開発の精度も上がっていくという訳です。

ハイバリューグループでのエキスパート職では、
異なる数社での経験値と、コミュニケーション力を活かしてます。

何社かを渡り歩いてきた経験値。Yさんのキャリアには、それらが何一つ無駄なく活かされていることがわかります。だからこそ、最先端のテクノロジー、プロジェクトに携わるハイバリューグループに所属し、より報酬の高いエキスパート職に就いているということも。エキスパート職になると、仲間や後輩達の現状を見ながら、これからのキャリアについて、あるいはスキルアップについてなど、彼らに様々な指針を与えたりサポートしていくのも仕事の一つになります。Yさんは、エキスパート職においては、技術力だけではなく、人間力やコミュニケーション能力が一番大事な部分だと考えています。

所属するハイバリューグループの仲間や後輩たちは、そもそも基本的なスキルは高いので、Yさんは、細かな事はもちろんですが、それよりももう少し大きな視点での指針やアドバイスを心がけているそうです。例えば、配属1社目の若いメンバーには、どうしても現在の業界、業務のことで頭が一杯になりがちなので、もっと広い視点を持ってもらうよう、今の業務に必要なかったとしても獲得しておきたいスキルをアドバイスするなど。経験してきた様々な業務やスキルが、今の業務に必要なかったとしても、それが何時か役に立つことを体感しているYさんだからこそ、説得力ある指針やアドバイスが出来るのです。

そして、様々な会社での経験値は、配属先の社員の方たちにも活かされています。それは、ずっとその会社にいる社員の方たちとは、異なる目線や見方を、経験に基づいて提供して、うまくサポートしてあげることです。

最先端プロジェクトに必要なのは「考える力」。

例えば、プログラミング能力に長けていて、最先端プロジェクトでオーダー通りのプログラミングが出来ていたとしても、そのままで満足して終わっていると、将来にわたって最先端プロジェクトに携わり続けるのは難しいと、Yさんは考えています。やはりそこには深い考察、『考える力』が必要だと。

制御プログラムを書くにあたっては、その制御対象の物理現象まで想像し、より優れた制御方法を模索することであるとか、その要件を満たすためには、そもそもどういう仕組が最適なのだろうか?などを考えられる力です。“最先端”のプロジェクトですから、そこは上流の、そもそもの部分を考えていくことで、携わり続けられるという訳です。そのためにも一つの分野にとらわれずに、幅広い知識を身に付けていき、それを考える力に活かしていけるエンジニアでありたい。それはYさんの目標でもあります。

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