ETロボコンにおける
STAMP/STPAの試⾏および
ウエブベースSTPAツー の
設計と開発
阿部惇朗 古川優也 松野裕
⽇本⼤学
岡本圭史
仙台⾼専
© 2016 阿部惇朗 古川優也 松野裕 岡本圭史
内容
• 研究背景: 複雑化 分析
• ET ン STAMP/STPA 試⾏
• 他 分析⼿法 ⽐較
• 試⾏ STAMP/STPA ー 設計
• ベー ー 開発 び
© 2016 阿部惇朗 古川優也 松野裕 岡本圭史
研究背景: 複雑化するシステムの スク分析
：閉 環境 ：複雑・ネ ワー 化 環境
→ ー ン
安全性 系全体 ュ 分析 重要
STAMP 注⽬
環境
© 2016 阿部惇朗 古川優也 松野裕 岡本圭史
ETロボコンにおけるSTAMP/STPAの試⾏
・ET ン
組込 分野 技術教育
ー 決 ⾛⾏体 指定 ー ⾃
律⾛⾏ 競技
同⼀ ー UML等 分析・設計
ソ 搭載 競う
ソ 優劣 競う ン
URL:hががp://くくく.eがおobo.jp/2016/
超⾳波 ン
ー ン
ン内蔵
尻尾駆動 ータ
タ チ ン
⾞輪 ータ
URL:hががp://くくく.eがおobo.jp/2016/
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ETロボコンにおけるSTAMP/STPAの試⾏
・ ー 分析対象
255mm ⾛⾏体 235mm
ー 難所 ⼀
235mm
ー
超⾳波 ン ー
検知 尻尾 出 傾斜 ⾛
ー 通過
hががp://neくか.mけnaぎi.jp/aおがicleか/2011/12/
22/eがおobocon2011_championかhip/
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・ ン ：喪失 Loかか 伴う 事故
・ ー ： ン 状態
・安全制約： 安全 保 必要 ー
ン ー 安全制約
ー 接触 ⾞体 適切 ⾓度 傾い い い ⾞体 傾 ⾛⾏
い い
ー ン ー い い EV3 常 ン ー
い
傾斜時 転倒 ー 速い ー 後 ⼀定 速度
い
表 ン ー 安全制約 識別
Sがep0 準備 ： ン ー 安全
制約 識別
初 STAMP/STPA参照
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Sがep0 準備 ： ン ー チ 構築
ン
超⾳波 ン ー ン
EV3
ン ー
ーター
⾞輪 尻尾
輝度 時間
⾛⾏指⽰ 減速指⽰
傾斜指⽰
⾊ 時間
回転回数
ー 通過 ン ー チ
ン ー ョン
ー い
？ ⼤丈夫
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Sがep1：安全 い ン ー ョン UCA
識別
ン ー ョン 与え い ー 与え ー 早 遅 誤順序 ー 早 停⽌ ⻑ 適⽤ ー
傾 超⾳波 ン EV3 測定結果 伝
わ い 傾 い
UCA1
超⾳波 ン EV3 誤 測定結
果 伝え 傾 い
UCA3
超⾳波 ン EV3 測定結果 遅
伝わ ー ぶ
UCA5
EV3 ーターへ ン ー ョン 早 停⽌ 適切
⾓度 傾 い UCA7
EV3 ーター 命令 伝わ い 傾 い
UCA2
EV3 ーター 誤 命令
わ 傾 い
UCA4
EV3 ーター 命令 遅 伝わ ー ぶ
UCA6
減速 ーター EV3 測定結果 伝わ
い 距離 測 減速 い
UCA8
ーター EV3 誤 測定結果 伝わ 任意 場所以外 減速 UCA9
ーター EV3 遅 測定結果 伝わ 任意 場所以外 減速 UCA10
⾛⾏ ー ン EV3 測定結果 伝
わ い ー
UCA11
ー ン EV3 誤 測定結
果 伝え ー
UCA13
ー ン EV3 測定結果 遅
伝わ ー
UCA15
⾛⾏命令 早 停⽌ ー
UCA17
EV3 ーター 命令 伝わ い UCA12 ー
EV3 ーター 誤 命令 伝え UCA14 ー
EV3 ーター 命令 遅 伝わ UCA16 ー
⾛⾏命令 ⻑ 適⽤ ー
UCA18
表 UCA 識別
ーター EV3 測定結果
伝わ い 距離
測 減速 い
UCA8
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Sがep ：Hazaおd Caきかal Facがoお 特定
ン
超⾳波 ン ー ン
EV3
ン ー
ーター
⾞輪 尻尾
輝度 時間
⾛⾏指⽰ 減速指⽰
傾斜指⽰
⾊ 時間
回転回数
ー 通過 ン ー チ
(1)未確認 範囲外 障害
(2)不正確 測定
(3)不適切 伝達
伝達 遅
(4)不適切 ン ー
(5)不適切
⽋ ン
ー ョン
(6)不適
切 伝達 伝達 遅
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Sがep ：Hazaおd Caきかal facがoお 特定
(1)未確認 範囲外 障害 (2)不正確 測定 (3)不適切 伝達 伝達 遅 (4)不適切 ン ー (５)不適切 ⽋ ン
ー ョン (6)不適切 伝達 伝達 遅
超⾳波 ン EV3 測 定結果 伝わ い 傾 い UCA1
超⾳波 ン EV3へ 伝達 不適切
EV3 ーター 命令
伝わ い 傾 い
UCA2 不適切
EV3 不適切 ン
ー ョン
超⾳波 ン EV3 誤 測定結果 伝え 傾 い UCA3
外部 要因 想定外
測定結果 伝わ 超⾳波 ン不正確 測定結果 超⾳波 ン不適切 伝達 EV3へ
EV3 ーター 誤
命令 伝え 傾
いUCA4
不適切 EV3ー 不適切ョン ン
超⾳波 ン EV3 測 定結果 遅 伝わ
ー ぶ UCA5
超⾳波 ン EV3へ 伝達 遅
EV3 ーター 命令
遅 伝わ ー
UCA6ぶ
不適切 EV3ョン 遅ン ー
EV3 ーターへ ン
ー ョン 早
停⽌ 適切 ⾓度 傾 い
UCA7
不適切 EV3ー 不適切ョン ン
表 HCF 特定
対処可能 範囲
⾚ 選
外部 要因 想定外 測
定結果 伝わ
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(1)外部 要因 想定外 測定結果 伝わ
対策： ー 通過 超⾳波 ン 測定結果 反映 い
UCA3:超⾳波 ン EV3 誤 測定結果 伝え 傾 い
(2) 超⾳波 ン 故障 誤 測定結果 伝わ
対策：想定外 値 測定結果 伝達 場合 距離 計測 傾 切
替え
対策
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ン ロー ア
ョン 与え い ハ ー 与え ハ ー 早順序 遅ハ ー 誤 早 適用停止ハ 長ー
傾
：超音波 ン 伝わ 測定結果いため
傾 い
：超音波 ン 誤 た測 定結果を伝えたため
傾 い
：超音波 ン 遅 伝わ測定結果ため
ー ぶ
： モー ターへの ン ロー ア ョン 早
停止 適切 角度ま 傾 い
： モー ター 命令 伝わ
いため 傾 い
： モー ター 誤 た命令
たわ ため 傾 い
： モー ター 命令 遅 伝わ ため ー
ぶ
減速
：モーター 測定結果 伝 わ いため 距離
測 減速 い
：モーター 誤 た測定結 果 伝わ ため 任 意の場所以外 減速
：モーター 遅 測定 結果 伝わ ため 任意の場所以外 減
速
走行
： ー ン 果 伝わ 測定結いため
ー アウ
： ー ン 誤 た 測定結果を伝えたた め ー アウ
： ー ン 果 遅 伝わ測定結た め ー アウ
：走行命令 早 停止
ー アウ
： モーター 命令 伝 わ いため ー
アウ
： モーター 誤 た命
令を伝えたため ー アウ
： モーター 命令 遅
伝わ ため ー アウ
：走行命令 長 適用
ー アウ
未確認 範囲外の障
害 不正確 測定 不適切の遅伝達 伝達 不適切ア ンムロー モーター 命
令 伝わ いため
ー アウ プロ ムムのア不適切
ー ン 誤 た測定結果を伝
えたため ー アウ 外乱光 ー想定外の測の状態 定結果 伝わ
ー ン の測定結
果 不正確 への不適切ー ン 伝達
の抽出
の特定
ッ アップ ー 近 超音波 ン 一定の距離を検知 し い プロ ムのア ム 不正確 ためモーター
命令 伝わ H1 起こ
飛行物体 想定外の測定結果 伝わ
超音波 ン の故障 誤 た測定結果 伝わ
ッ アップ ー 近 超音波 ン 一定の距離を検知 し い プロ ムのア ム 不正確 ためモーター 誤 た命令 い H1 起こ
ッ アップ ー 近 超音波 ン 一定の距離を検知 し い 不適切 ン ロー ア ム H1 起こ
ッ アップ ー 近 超音波 ン 一定の距離を検知 し い EV3 モーターへの遅 た ン ロー ア ョン
H1 起こ
超音波 ン 一定の距離を検知した後 不適切 ン ロー ア ム H1 起こ
ー を通過した モーター の測定結果 遅 伝わ H2 起こ
ー ン 検知し い プロ ムのア ム 不 正確 ためモーター 命令 伝わ H3 起こ
外乱光や ー の状態 ー ン の測定結果 誤 た結果 H3 起こ
ー ン 検知し い プロ ムのア ム 不 正確 ためモーター 誤 た命令 伝わ H3 起こ
ー ン 検知し い 不適切 ン ロー ア ム H3 起こ
ー ン 検知し い EV3 モーターへの遅 た ン ロー ア ョン H3 起こ
ー ン 検知した後走行命令 出さ 不適切 ン ロー ア ム H3 起こ
ー ン 検知した後走行命令 出さ 不適切 ン ロー ア ム H3 起こ
✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
OK！✔
現地調整！Step2-2:HCFの 対策
概要 分析 機能モ 構造モ 振 舞いモ
日大応用情報
※こ ⾏を 求めた 個 列を準備 選択した 個 ガイドワード した表 ⼀部 あ
シナ オと対策 ー 通過時 ー ン 図
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結果と原因
・東京⼤会 予選敗退
本番 ⽬標 完⾛ 達成
結果
原因
・EV3 タン 効 ( ー 故障)
ー ⼤丈夫 思い込 対策 怠 (予備 機体 買う)
・実際 ー ⾛⾏ ⼗分
研究室内 実際 運⽤状況 ⼤ 異 認
識 い
STAMP 分析 チ 項⽬ 有⽤ あ 思い込
活
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疑問点
・ ン ー チ 粒度 ⼤ 決定
・ ー い ？
・同 ワー ⼀ ン ー ー 複数回出 いい
・ ン ー チ ワー 対応 ワー 解釈
・UCA選択 基準
UCA ⾄ 適切 選択 ⾔え い
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FTAとの⽐較
・頂上事象 ー 通過 い 定 ー解
析 ⾏
ー 通過 い
⾛⾏不能 ー ー 接触
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中間事象 解析結果
⾛⾏不能
⾛⾏停⽌
EV3 故
転倒 障
ン 故障
ーター 不備
故障 ⼀定値以上
foくaおd
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中間事象 解析結果
ー
備 不
ーター 故障
ン ー 故
障
想定外 輝度値
ー ソ 外乱
外乱光
⽩ ⿊ 値
⼀定値以上
foくaおd 不適切 Tきおn値
網羅性 満 い ？
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ー 接触
傾斜 い ー
超⾳波 ン 故
障
ーター 故障
中間事象 解析結果
不備
中間事象 ー
へ 繋
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ー ソ 他
FTA ・ ン
・ ー ン
・超⾳波 ン
・ ーター
・EV3
・速度 設定
・曲 時 強
・輝度値 設定
・外乱光
STAMP ・ ン
・ ー ン
・超⾳波 ン
・ ーター
・EV3 ・ ー
・ 全体
・待機時間 ・外乱光
・ ー 関 STAMP 繋 ー 着⽬
・ソ 関 FTA 関数や ーター ベ 分析 STAMP
全体 ベ 分析
全体 STAMP 分析 細 い部分 FTA 分析
分析結果 ⽐較
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STAMPとFTAの⽐較
着眼点 粒度 網羅(MECE)
性
FTA ⽊構造
ー ン ーネン 単体 細 い 確信 持 い場合 あ
STAMP ン ー
ネ チ ワー
ン ーネン
ネン 間 流 ン ー
⼤ ン ー
描 チ
そ 範囲 網羅性
定義
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試⾏を とにしたSTAMP/STPAツー の設計
・STAMP/STPA Sがep ⼿順 わ 易い
・Sがep ⾏ 来 分析 い 表 巨⼤
・既存 ー XSTAMPP あ eclipかe ン あ
⼿軽 使え 少 い
わ や 保 機能 絞 かがep ⾏ 来 容易 あ
前⼿順 引 継 ⼿軽 使え くebベー ー
設計
© 2016 阿部惇朗 古川優也 松野裕 岡本圭史
STAMP/STPA ー
間 ⾏ 来 い 可能
© 2016 阿部惇朗 古川優也 松野裕 岡本圭史
ン ー ョン ワー 指定
後 引 継
© 2016 阿部惇朗 古川優也 松野裕 岡本圭史
© 2016 阿部惇朗 古川優也 松野裕 岡本圭史
© 2016 阿部惇朗 古川優也 松野裕 岡本圭史
© 2016 阿部惇朗 古川優也 松野裕 岡本圭史
まと
・STAMP/STPA ET ン 例 試⾏
⼤枠 捉え 分析 ⾏う
・FTA分析 ⽐較
ン ーネン 間 繋 着⽬
詳細 分析 FTA ⽅ 良い？
・Sがep ⾏ 来 容易 前⼿順 引 継 ー
設計 ベー 開発中
© 2016 阿部惇朗 古川優也 松野裕 岡本圭史
