教授 樋上 喜信

特任講師 稲元 勉

信頼性工学研究室

2020年3月12日1

研究室の概要⚫担当教員: 樋上喜信教授，稲元勉特任講師

⚫学生室の場所: 5号館10階10-1

⚫配属学生数:7名

⚫研究テーマ

➢信頼性工学に関連する分野

22020年3月12日

信頼性工学とは

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⚫「もの」が正しく動かないと・・・

➢人命・財産を失う恐れ

➢仕事が進まなくてイライラ

⚫なぜ「もの」は正しく動くのですか？

➢正しく動くように作る

➢正しく動くことを確認する

⚫実際の現場では・・・

➢作成したプログラムが動かない

➢作るよりもテストの方が大変

➢商品が返品されてきた

「もの」が正しく動くためには工夫（技術）が必要です2020年3月12日

具体的にどんな研究なの？⚫故障がある場所を探す

➢1億個の素子の中から故障しているものを短時間で見つけ出すには？

⚫システムの動作中に故障を検出する

➢通常の動作の邪魔をしないようにするには？

⚫故障を検出するためのテストパターンをつくる

➢入力がｎ本ある回路の入力の組み合わせは？

➢膨大な組み合わせの中からできるだけ少ないパターンを高速に見つけるには？

⚫問題設定や発見方法を工夫する

➢最適な結果を短時間で得るには？

➢そもそも「最適な結果」とは？42020年3月12日

研究テーマ⚫ 2019年度卒論

➢分類問題のためのルールベースの構築・圧縮に関する研究

➢集合被覆問題を用いたアダプティブ故障診断手続きの高速化に関する研究

➢ルールベースによるアダプティブ故障診断に関する研究

➢複数時刻でのトリガー条件を持つトロイ回路の検出に関する研究

➢ニューラルネットワークを用いたフィールド故障診断に関する研究

➢辞書サイズ縮小のためのテストパターン印加順序決定に関する研究

52020年3月12日

故障診断

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⚫前提：どこかに故障がある

⚫どこにあるか推定する

➢１つ１つ見ていくことはできない✓素子数が膨大

➢入力と出力の関係から推測する

⚫要求

➢高速に計算する方法

➢正確に推測する方法

➢入力パターンを生成する方法

０１１１０

１１１００

AとBが疑わしい

１１０１０

００１００

BとCが疑わしい

2020年3月12日

トロイ回路の検出

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⚫トロイ回路とは

➢悪意のある外部の設計者・製造者により意図しない動作をするように埋め込まれた回路

⚫効率よくトロイ回路を検出する手法が必要

０１０・・・１１０・・・００１・・・・・・・ トロイ回路

１１０・・・０１０・・・０１１・・・・・・・

多くの入力に対しては正しい出力が得られる

０００１１１０１１・・・

１０００００００１・・・

特定の入力に対しては不正な出力が得られる

機密データが盗まれるなどの被害機密データが盗まれるなどの被害

2020年3月12日

ニューラルネットワークを用いた故障診断

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⚫ AIチップを利用して故障診断を高速化

メモリ

ユーザ回路

CPU

AI

故障診断

ニューラルネットワーク

入力パターン 故障時の出力応答

学習フェーズ

ニューラルネットワーク

入力パターン

候補故障

診断フェーズ

実回路の出力応答

将来の先端システム

2020年3月12日

テストパターン印加順序の計画

9

⚫周期的に LSI の故障をチェック

0101011

1011010

01001

11011

印加するテストパターン

検査対象の LSI

LSI からの出力

正しい出力

01001

01011

テストパターンの印加順番

1010101 11110 11110

最悪で

2期間

故障を検出できない

1011000 11001 11011

0101011 01001 01001

1011010 11011 01011

1011000 11001 110112020年3月12日

現実的制御／計画問題の実質的解決に関する研究

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⚫身の回りには決定問題があふれている➢2点間の最短移動経路を決定➢テストパターン印加順序を決定➢望ましい研究室を決定

⚫ただ決めるだけならランダムでよい．何らかの点で有効となるよう定めたい… 最適化

➢決定問題を分析し，どの点で有効となるよう，何を決めるのかを設計

➢問題に適した解法を構築・適用✓分枝限定法，整数線形計画法，動的計画法，遺伝的アルゴリズム，遺伝的機械学習，強化学習，ルール・ベース，人工神経回路網 (ANN)，…

2020年3月12日

どこに就職できるの？（指導学生実績）

⚫ 研究と関連する，大手電機メーカ・関連会社➢ NEC

➢ 富士通➢ 三菱電機➢ NECシステムテクノロジー➢ 三菱マイコン機器➢ 日立超LSIシステムズ

⚫ 学科と関連する，情報システム・IT関連➢ SCSK

➢ NTTデータSMS

➢ 東京海上日動システムズ➢ 三菱電機インフォメーションシステムズ➢ デジタルインフォメーションテクノロジー

⚫ 地元の企業➢ 三浦工業➢ 伊予銀行➢ 公務員

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※大手企業では大学院卒の学生しか採用しない情報技術者を目指す場合は大学院進学がおススメ

2020年3月12日

研究室での生活はどんなもの？⚫知識や技能の習得と，研究➢情報関連（ハード・ソフト）の知識➢道具としてのプログラミング能力➢研究（業務）遂行能力✓文書作成，コミュニケーション，英語，自己管理

✓現状や課題を説明し，相談し，対策を理解，発案する

⚫小規模な集団生活

⚫ゼミ➢研究ゼミ，英語ゼミ，プログラミングゼミ etc.

⚫当面のコアタイムは 10:00～17:00

➢就活には配慮します

122020年3月12日

研究って何するの？⚫問題を理解，整理する➢社会にはどんな問題が存在するのか➢何が，どんな理由から求められているのか

⚫方法・アルゴリズムを考える➢要するにどのポイントを押さえれば上手くいくか➢上手くいくであろう手順をどう明文化するか

⚫プログラムを作る➢自分の考えた方法をコンピュータ上で試す

⚫既存の方法を勉強する➢基本アルゴリズム➢他の研究者の方法

132020年3月12日

研究と勉強はどう違うの？⚫研究では自分がパイオニアとなる

⚫社会活動も研究の一種といえる

➢会社が儲かるにはどうすればよいか，考える

➢社会がよくなるにはどうすればよいか，考える

勉強 研究

対象問題 不変なものが与えられる • 自分で設定する• 既存の問題設定を変える

問題の重要性 不明 自ら位置づける

方法 存在しているものを発見 自分で開発，改良

解答 • 存在する• 必ず古い

• 存在しないかもしれない• 世界で最新となりうる

142020年3月12日

求める学生像⚫価値を求め，価値を見出す➢「やりました・できました」では満足しない➢様々な事柄に，自分にとっての価値を見出す

⚫自発性を有する➢自発的に目的・目標を設定できる➢自発的に問題点を発見し，解決のため行動できる

⚫将来―楽をするために，今―苦労できる➢「今も将来も楽をできる」などと考えない

⚫進学希望➢自分の力を伸ばしたい，自分の力を試してみたい，他人にできない研究を行ってみたい

152020年3月12日