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2019 年度 実績報告書

しなやかなシステムを実現するマルチビュー実行時モデルフレームワーク

研究課題

研究課題/領域番号 17H00732
研究機関早稲田大学

研究代表者

本位田 真一  早稲田大学, 理工学術院, 教授(任期付) (70332153)

研究分担者 吉岡 信和  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (20390601)
鄭 顕志  早稲田大学, 理工学術院, 准教授(任期付) (40434295)
石川 冬樹  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (50455193)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード自己適応システム / 実行時モデル / 協調プランニング
研究実績の概要

2019年度は,前年度の実験結果を踏まえたフレームワークの改良を行った.また,改良したフレームワークを用いた評価実験を行った.具体的には,3つ以上の品質を扱う自動運用ソフトウェアを開発し,アタッカーによる攻撃や,サーバの故障などセキュリティや頑健性に関連する様々な実行変化を想定した実験を行い,再構成プランの導出時間や,自動運用化による品質改善の観点から評価を行った.その結果を要素技術とフレームワークにフィードバックし,フレームワークの改良を行った.
[実施項目 3]マルチビュー実行時モデルフレームワークの開発(担当:本位田,吉岡) 実施項目 1,2の成果を統合したマルチビュー実行時モデルフレームワークを設計,開発した. 具体的には,Monitor-Analyze-Plan-Execute (MAPE)ループアーキテクチャパターンに基づき,既存の個別エンジンの最適化エンジンを組み込めるように設計した.
[実施項目 4] 実証実験,成果公開(担当:本位田) 本フレームワークの有効性と汎用性を評価する実証実験を行った.有用性を評価するため,評価用のシステムを開発,運用し,セキュリティアタック,ハードウェア故障,利用の劇的な集中といった環境変化に対する品位維持能力や適応時間を評価した.
[実施項目 1] マルチビュー実行時モデルによるシステム管理技術の確立(担当: 石川) 実験結果を踏まえて技術の洗練化を行った.
[実施項目 2] マルチビュー協調プランニング技術(担当:鄭) 実験結果を踏まえて技術の洗練化を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2019年10月,自己適応ソフトウェア工学分野の権威であるBashar Nuseibeh教授と議論を行った.その結果,提案手法の評家実験に関してトップ国際会議SEAMSで報告されているExamplarとの比較が重要であると指摘を受けたことにより追加実験を行う必要性が判明した.研究遂行上、追加実験が不可欠なため、評価実験を3ヶ月延長して実施する必要が生じ,当初の2020年3月より延長し,2020年6月まで行うこととした.計画は変更となったが,計画変更により提案手法の評価という当初の大きな目標は達成できており,概ね順調に研究は進展している.

今後の研究の推進方策

2020年度は実証実験を行う.2020年度の実証実験では,2019年度に行われた評価実験の結果を踏まえ改良したフレームワークをIoTシステムドメインに適用する.実験では実システムの開発・運用状況を模擬し,実用性の観点で評価を行う.開発したフレームワークを用いて,実践的な規模のIoTシステムを開発し,物理環境の変化やセキュリティアタックに対する実行時の品質維持能力,適応速度,開発効率について評価する.また,その結果に基づき要素技術であるマルチビュー実行時モデル管理技術,マルチビュー協調プランニング技術の改善や,開発フレームワークのさらなる洗練化を行う.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 10件)

  • [国際共同研究] Buenos Aires University(アルゼンチン)

    • 国名
      アルゼンチン
    • 外国機関名
      Buenos Aires University
  • [国際共同研究] Lero(アイルランド)

    • 国名
      アイルランド
    • 外国機関名
      Lero
  • [国際共同研究] Open University/Imperial College London(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Open University/Imperial College London
  • [雑誌論文] 自己適応システムのための環境モデル実行時更新手法2019

    • 著者名/発表者名
      田邉 萌香, 鄭 顕志, 本位田 真一
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 60 (10) ページ: 1617~1630

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Change Impact Analysis for Refinement-Based Formal Specification2019

    • 著者名/発表者名
      SARUWATARI Shinnosuke、ISHIKAWA Fuyuki、KOBAYASHI Tsutomu、HONIDEN Shinichi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E102.D ページ: 1462~1477

    • DOI

      10.1587/transinf.2018FOP0006

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 環境変化時に保証可能な安全性を特定するためのゲーム分析アルゴリズム2019

    • 著者名/発表者名
      相澤 和也, 鄭 顕志, 本位田 真一
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 60 (4) ページ: 1025~1039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 業務プロセスの伝票不整合リスクの改善手法2019

    • 著者名/発表者名
      河本高文, 二木厚吉, 吉岡 信和
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 60 (9) ページ: 1500~1508

    • 査読あり
  • [学会発表] A Robust and Flexible Operating System Compatibility Architecture2020

    • 著者名/発表者名
      Takaya Saeki, Yuichi Nishiwaki, Takahiro Shinagawa, Shinichi Honiden
    • 学会等名
      The 16th ACM SIGPLAN/SIGOPS International Conference on Virtual Execution Environments (VEE’20)
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis space reduction with state merging for ensuring safety properties of self-adaptive systems2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Aizawa, Kenji Tei, Shinichi Honiden
    • 学会等名
      The 16th IEEE Int’l Conf. on Advanced and Trusted Computing (ATC 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Modelling and Analysing Resilient Cyber-Physical Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Amel Bennaceur, Carlo Ghezzi, Kenji Tei, and et.al.,
    • 学会等名
      the 14th Symposium on Software Engineering for Adaptive and Self-Managing Systems (SEAMS2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Runtime Monitoring Framework to Enforce Invariants on Reinforcement Learning Agents Exploring Complex Environments2019

    • 著者名/発表者名
      Piergiuseppe Mallozzi, Ezequiel Gustavo Castellano, Patrizio Pelliccione, Gerardo Schneider and Kenji Tei
    • 学会等名
      2nd International Workshop on Robotics Software Engineering (RoSE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Minimising Makespan of Discrete Controllers: A Qualitative Approach2019

    • 著者名/発表者名
      Ezequiel Castellano, Victor Braberman, Nicolas D’Ippolito, Sebastian Uchitel, Kenji Tei
    • 学会等名
      58th IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward identifying safety properties guaranteed simultaneously with a liveness property at runtime2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Aizawa, Kenji Tei, Shinichi Honiden
    • 学会等名
      The 8th Asian Workshop on Advanced Software Engineering (AWASE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis Space Reduction Method with Decomposing Control Problem2019

    • 著者名/発表者名
      Takuto Yamauchi, Kenji Tei, Shinichi Honiden
    • 学会等名
      The 8th Asian Workshop on Advanced Software Engineering (AWASE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] An Algorithm for Discrete Controller Synthesis at Runtime based on Difference Information of Changed Environment2019

    • 著者名/発表者名
      Takanori Hirano, Kazuya Aizawa, Kenji Tei, Shinichi Honiden
    • 学会等名
      The 8th Asian Workshop on Advanced Software Engineering (AWASE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of changed game space for ensuring safety properties at runtime2019

    • 著者名/発表者名
      Jialong Li, Kazuya Aizawa, Kenji Tei, Shinichi Honiden
    • 学会等名
      The 8th Asian Workshop on Advanced Software Engineering (AWASE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] How do Engineers Perceive Difficulties in Engineering of Machine-Learning Systems? - Questionnaire Survey2019

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ishikawa, Nobukazu Yoshioka
    • 学会等名
      Joint International Workshop on Conducting Empirical Studies in Industry and 6th International Workshop on Software Engineering Research and Industrial Practice (CESSER-IP 2019)
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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