開発システム事例

複合システム開発「自動計量システム、YEWMACリプレースの紹介」

1. システム構成

当社では本システムのリプレースを担当させていただきました。本紹介ではシステムそのものの紹介よりも本システムのリプレースに焦点を当ててご紹介いたします。
年月の流れと共にシステムを構成する機器が廃品種となりやむを得ずリプレースを行うとき、様々な問題が浮かび上がってきます。
ここで紹介する自動計量システムにおいて既存システムはYEWMACを使って構築されていました。
しかし、YEWMACは販売停止となっており、保守サービスも2007年5月末に停止となっています。これをWindowsおよびSQL Serverを搭載したPCにリプレースを行いました。
その過程で以下のような問題点に遭遇しています。

①: システム全体を詳細まで把握している担当者がいない。
②: 度重なる変更によりドキュメントが最新版なのか確証がない。
③: ドキュメント自体が存在しない機能もある。

④⑤: 既存システムのYEWMACやFA500、さらにMLバスなど古い機器や古い規格などを熟知しているエンジニアが少ない。

⑥: 新システムと既存システムのどちらの不適合かの切り分けが難しい。
⑦: 工場の稼働を優先して新システムへの切り替えを短期間で行う必要がある。
⑧: 同様に、新システムの現地での動作確認期間も短くする必要がある。
⑨: 現地調整以前に実際の上位や下位システムを利用してテストすることが困難。
⑩: 予算は限られていて出来るだけ費用を抑える必要がある。
⑪: システムが複雑でリプレースが大規模になる。

こうした問題を抱えながらどのように対応していったのか、ご紹介したいと思います。

図1. リプレース前と後の構成図

2. 既存システムの仕様が不明でも解析して把握

最初に遭遇した問題は、既存システムの仕様が不明という重大な問題でした。
既存システムは開発されてから15年も経っているので全体を詳細まで把握する担当者がいませんでした。
そして、度重なる変更で複数のバージョンのドキュメントが存在し、最新と思われるドキュメントも本当に最新かどうかは実機で確認する必要がありました。
さらに、ドキュメント自体が紛失している機能もありました。
その上、既存のMLバスやFA500ラダー開発ツール、FA500BASICプログラム作成ツールなどを使いこなせるエンジニアが必要ですが、若手の作業担当レベルにはいません。

図2. 既存プログラムの徹底的な解析が必要

対策として以下のことを実施しています。

2-1. 既存プログラムの徹底的な解析を実施。

既存プログラムのドキュメントがある部分はそれを利用して解析を行いました。

2-2. さらに、現地での実機確認を通じて仕様を完全に把握。

ドキュメントに細かな変更が反映されていなかったり、間違っていたりすることもあって、現地の実機との照合は欠かせませんでした。

2-3. 熟練エンジニアが参入。

既存システムに使われているYEWMAやFA500に関連する機器やツールあるいはソフトについて熟知するエンジニアは希有です。当社では若手の作業担当レベルにはおりませんでした。しかし、幸いにしてプロジェクトの推進や管理を担うレベルの担当者にはそうした人材に恵まれ、参入させることが出来ました。既存システムの仕様を完全に把握するためには熟知する人材の参入あるいはサポートが不可欠です。

2-4. 弊社独自の解析方法によってYM-BASICの解析を高効率化。

コモン領域、SIGNAL、ファイル、フィールド定義、などを基準に使用箇所や方法などを解析する上での手順と書式を決め、効率よく解析を実施しました。

以上のように実際に現場で稼働しているコードの確認と既存ソフトウエアのドキュメントの解析を行って、製作に取りかかる前に仕様を完全に把握することで後の工程での手戻りを無くし効率よく作業することが出来ました。

図3. YM-BASIC解析画面例

以上によって以下の4つの問題を克服しました。

①: システム全体を詳細まで把握している担当者がいない。
②: 度重なる変更によりドキュメントが最新版なのか確証がない。
③: ドキュメント自体が存在しない機能もある。
④: 既存システムのYEWMACやFA500、さらにMLバスなど古い機器や古い規格などを熟知しているエンジニアが少ない。

3. 工場の停止期間を短縮する

実際に旧システムを新システムに入れ替えを行うときには生産工場を停止する必要があります。
しかし、当然ですが生産工場を止める期間はできるだけ短くしたいというのがお客様の希望です。
それに添うためには、新システムの立ち上げに際して発生する問題も迅速に解決する必要があります。
こうしたことを実現するためにソフテックは以下のことを実施しました。

社内で現地環境に近づけた図4のようなシステムを構築。
このシステムで試験を実施し、現地でのシステム稼働以前に新システムの十分な品質を確保。上位は上位コンピュータシミュレータを設置して実際のホストコンピュータの代わりに通信させ、下位はFA-M3に情報を書き込むことでFA500とのやり取りを擬似的に実現して動作確認を行いました。

現地でのシステム稼働以前に新システムの十分な品質を確保することは、同時に現地でFA500を接続して稼働することで発見される既存システムの不適合をスムーズに解決できる環境を作ることにもなりました。
既存インターフェース接続テストを早期に実施。
現地での新システムの動作確認をスムーズに効率よく進めるために、早い段階で接続確認をきちんと行い、接続間違いなどは新システムの動作確認を行う以前に修正を完了させておきました。
そのことによって接続確認もせずに通電して機器を破損するような事態、また、動作確認を開始しても新システムの不適合による問題なのか、単純な配線間違いの問題なのかわからずに混乱するような事態、を回避しました。
当たり前のことをちゃんとやることで生産ライン停止期間を短縮しました。
現地立ち上げにおいて社内から応援を実施。
現地で新システム立ち上げ時に問題が発見されたとき現場の環境では確認に手間取る場合もあります。
そういうケースでは待機していたエンジニアが社内に立ち上げたシステムで迅速に確認し現地に情報をフィードバックしました。
こうすることで新システムの不適合を確認し、既存システムの不適合との切り分けがスムーズに行えました。
万が一の場合を考えて既存システムに戻しやすい構成を提案し、手法を実施。
リプレースする部位の上位や下位に当たる部分については安易なプログラム変更は行いませんでした。
基本的には上位システムおよび下位システムのインターフェース仕様は従来通りとしました。
もちろん、既存システムの不適合を発見したときには下位システムのプログラムにも修正を加えました。ただし、既存システムにも新システムにも問題の無いように修正しました。
こうして修正した既存システムの不適合は11件にもおよびます。
お客様から「時々おかしかった、直って良かった」との声がありました。
さらに、既存システムから新システムに切り替える期間中は既存システムのYEWMACを撤去せずに置いておき、いざとなったら既存システムに戻して稼働させられるようにして進めました。

図4. 社内に構築したシステムの構成

こうして、さらに以下の4項目を克服しました。

⑤: 新システムと既存システムのどちらの不適合かの切り分けが難しい。
⑥: 工場の稼働を優先して新システムへの切り替えを短期間で行う必要がある。
⑦: 同様に、新システムの現地での動作確認期間も短くする必要がある。
⑧: 現地調整以前に実際の上位や下位システムを利用してテストすることが困難。

4. 費用対効果を考慮して提案を実施

4-1. 段階を踏んだリプレースの提案を実施。

既存システムの故障したら復旧できない、あるいは故障率の高いところからのリプレースを提案しました。
お引き合いの段階では上位システムを除いて下位システムを含んだYEWMAC以下の全システムのリプレースがご希望でした。
しかし、全体の規模が大きいので1年間の予算の中から全ての費用を捻出することは無理があるようでした。
お話を頂いた時点でYEWMACは既に販売はもちろん保守も停止している状態でしたが、FA500はまだ保守サービスが継続されていました。
そうしたことから、まずはYEWMACのリプレースを行い、その後に時期を改めて下位システムのリプレースを検討するという案を提示しました。
もちろん、最終的な全システムのリプレースにいたるまでの各段階におけるシステム構成のご提案もさせていただきました。それが採用となり本リプレースの実施となりました。
ちなみに、FA500の保守サービスは2010年5月末で打ちきりになりました。
2～3年計画の提案（費用の期間分散）をおこないました。
前項で規模が大きいと書きましたが、既存システムは複数ライン存在しました。ほぼ同じ機能を持つ製造ラインがAライン、Bライン、Cライン、Dライン・・・とありました。それを踏まえ、まずはAラインのリプレースを実施。
次にそのときに得た技術的な情報や作成したソフトを出来るだけ有効に使ってBラインのリプレースを実施。当然、費用はAラインよりも少なくて済みます。
こうしてラインごとに区切ってリプレースを実施することで費用を抑え、さらに前項で触れた提案と合わせて数年間にまたがらせることでお客様の負担が少しでも軽くなるように提案させて頂きました。

4-2. 要求仕様を満たしつつ、より良いシステムの提案

リプレースを機会に、既存システムの問題点を改善
SQLサーバーの利用の提案などより良いシステムとするためにいくつかの提案をさせていただきました。
より良いユーザインタフェースの提案
当社ではSCADAを含む数多くのWindowsアプリケーションを開発した経験に基づいてより良いユーザインタフェースを提案させて頂きました。
徹底したプログラム解析により、既存不適合の発見と修正
すでに前述いたしましたがリプレースを通じて11件もの既存システムの不適合を発見いたしました。いずれも、発生したり、しなかったり、あるいは発生しても原因がわからないという状況だったようです。システムのリプレースを行う過程で当社のシステムに対する理解度が進み解析が可能となって解明することが出来ました。

以上によって、以下の残り2項目を解消いたしました。

⑨: 予算は限られていて出来るだけ費用を抑える必要がある。
⑩: システムが複雑でリプレースが大規模になる

5. まとめ

本件ではPCアプリケーション開発、SQLデーターベース開発、およびPLCソフトウエア開発、くわえてYEWMAC、FA500などの旧機種やその周辺の機器やソフトウエアツールなども熟知しているエンジニアが必要でした。
これらの技術は複数の分野にまたがっており、これらすべての技術を習得しているエンジニアは稀有です。
さらにこれだけの技術を要する仕事は大きなプロジェクトになることが多く、プロジェクト管理能力も要求されます。
こうしたニーズに答えられるエンジニアが多数在籍します。

図5. 複数の分野に対応可能なエンジニアたち

当社は以下のような複数の分野、あるいは複数のメーカーに対応可能です。

SCADA、PLC、マイコン、PCアプリケーションなど複数の分野を組み合わせた総合的な提案が可能
複数の分野に対応可能なエンジニアでチームを組み、大規模なリプレースに対応可能
あらゆるメーカーのPLC、SCADA、周辺機器が含まれていても対応可能

社内では1人1人のエンジニアについても複数の分野の技術を習得することを推奨してマルチスキル化を推進しています。具体的には2010年4月現在で38名のエンジニアが在籍しますが、そのうち23名が複数の分野の技術を習得しています。こうしたことが本件のようなリプレース案件を成功させるために大切なことであると考えています。

（K．S．）