エンベデッドシステムスペシャリスト 2018年 春期 午後IIの問題文6問です。図・表・別冊資料と正解は掲載していませんので、出典の公表資料またはアプリでご確認ください。
共通の文章
缶飲料を製造するスマート工場に関する次の記述を読んで,設問13に答えよ。
D社は,様々な原料と砂糖などの添加物を組み合わせて,各種の缶飲料を製造して
WS,社では,従来.,ベルトコンベア(以下,コンベアという)を使用して,HR
料を製造していた。しかし,現在開発中のスマート工場では,コントローラがLAN
経由で各種装置を制御して向飲料を製造し,無人搬送車(AGV:Automatic Guided
Vehicle)が装置間の物品搬送を行うことによって,缶飲料の製造工程変更における
装置の増設,装置の配置変更に対して柔軟に対応できるようにしている。
向飲料を製造するスマート工場(以下,缶工場という)では,コーヒー豆,RE
などの原料から飲料を抽出し,必要に応じて砂糖などを添加して缶に詰め,REL,
MASS,コントローラ,装置及び無線通信用のアクセスポイント(以下,APとい
う)はLANに接続されている。装置には搬送用のステーションが設置されていて,
ステーションにはAPが設置されている。
向工場の構成を図1に示す。
[SX seーキーー
cor回i AA検査装置。梱包装置 Fa lpんyl yl aye
ee,&るロリae!コンベア .コンベアーーっ
にい、シミ2ジョンCHAT Mr/
しトラックCc-TC |eye ieee ya een
ーーAGVデージョu
トラックヤードステーション®:流量計 @:aP。-----:AGVの移動経路の例
図1缶工場の構成
ーゥーー
AGVは,無線通信でAPと通信している。通常はコントローラが直接,装置と
AGVとを制御して製造と搬送を行っているが,装置とAGVは自律的にも動作できる。
例えば,原料などが不足した装置は,前工程の装置又はAGVに自動的に補給要求を
送信し,コントローラからの指示がなくても装置同士が連携して原料などを補給す
ることができる。
梱包された和缶飲料は,AGVでトラックヤードステーションに搬送される。
向工場の主な構成要素の概要を表1に示す。
表1和缶工場の主な構成要素の概要
構成
原料格納装置・AGVが原料ステーションに搬送した原料を格納する。格納されている原料の量
を測定するレベルメータを備える。抽出装置への配管に流量計を備える。
・原料から飲料を抽出し,抽出ステーションのコンテナに送る。温度センサ,圧
si HSカセンサなどを備える。コンテナへの配管に流量計を備える。AGVが,添加物
~の有無及び種類に応じて,抽出物のコンテナを添加ステーション又は缶詰ステ
iーションに搬送する。
・抽出装置によって作られた飲料に砂糖などを添加する。添加後の飲料は,添加
添加装置ステーションのコンテナに送られる。コンテナへの配管に流量計を備える。
AGVが,添加後の飲料のコンテナを和缶詰ステーションに搬送する。
・デザイン,品名などを印刷した缶に飲料を封入する。和缶を識別する画像セン
缶詰装置サ,近接センサ,接触センサを複数備える。AGVが,封入された和缶飲料を検査
ステーションに搬送する。
・封入された和缶飲料の外観を検査する。画像センサを備える。良品は,コンベア
検査装置で梱包装置に搬送される。AGVが,不良品を検査ステーションから府棄品回収
ステーションに搬送する。
ie・検査済みの缶飲料を出荷用の荷姿に梱包する。複数のアクチュエータを備え
いる。梱包された和缶飲料は,コンベアで一時貯蔵ステーションに搬送される。
コンペア・検査装置と梱包装置間,及び梱包装置と一時貯蔵ステーション間で向飲料を搬
送する。モータ,ロータリエンコーダを備える。
・缶工場内の装置,AGVを,LAN経由で制御する。
・装置,AP,コントローラが通信を行う有線ネットワークである。
・APは,AGVを含む全てのIoTノード(説明は後述)と通信可能である。
AP・AGVが送信するビーコン用電波を受信し,その受信強度を用いて,APから
AGVまでの距離を測定する。
3ニー
[コントローラ〕
コントローラとLANの構成を図2に,コントローラの構成要素の機能を表2に,
それぞれ示す。
eS
||
!CPUバス!
||
ee LAN
原料格納装置||抽出装置|…|梱包装置…
図2コントローラとLANの構成
表2コントローラの構成要素の機能
缶工場内の装置及びAPを制御する。
実行用の制御アログラム及び制御用のデータを記憎する。
ブートプログラム,及びRAMに転送する制御アログラムを記憶する。
生産管理用のデータ,ログなどを記録する。
LAN YE CPUと装置との伝送。及びCPUとAPとの伝送を行う。伝送速度は,10 Gビッ トノ秘である。
コントローラでは,リアルタイムOSを使用する。コントローラは,LAN経由で
装置と定期的に通信するほか,AP経由でAGVなどのIoTノードとも通信し,必要
な処理を行う。例えば,抽出ステーションに飲料のコンテナが準備されたことを検
出した場合は,適切なAGVを選択して,AP経由で搬送指示を送信する。
コントローラが実行する主なタスクの一覧を表3に示す。
mt 4こっ
表3コントローラが実行する主なタスクの一覧
AGy通信|ASVと通信し,演算処理後に,指示をAGV|起動周期:10ミリ秒1
=に送信する。処理時間:50マイクロ秒
装置をポーリングし,その状態を確認す
波置通信る。演算処理後に,指示を装置に送信した|起動周期:500ミリ秒
_り,AGV,各センサなどの情報を装置に送|処理時間:100マイクロ秒
信したりする。
応答速度が遅くてもよい温度センサなどを
nae is_、起動周期:1秒
行う。
SE”Prはタスクの優先度を示し,値が小さいほど高い。
[IoTノード〕]
向工場で使用されている流量計,温度センサなどの各センサ,アクチュエータ,
モータ,ロータリエンコーダ,及びAGVは,将来.インターネットに直接接続する
ことを考慮し,IoTノードとして動作するように設計されている。和缶工場では,最大
1,024台のIoTノードが使用される。TIoTノードは,固有のID CAF,ノードTDDと
いう)をもち,IoTノードの内部では10桁の2進数で管理している。
IoTノードの構成を図3に,IoTノードの構成要素の機能を表4に,それぞれ示す。
EUPA
!|
(MCUバス
VO(センサ,アクチュエータなど)
3 IoTノードの構成
aa 5 a
表4 lolノードの構成要素の機能
無線IFを介してAPと通信し,コントローラにYOの状態を送信する。1Oとして接
続されているセンサ,アクチュエータなどとデータをやり取りする。センサ,アクチ
MCUュエータの状態を管理する。また,センサに異常が発生した場合,ロータリエンコー
ダで測定されたモータの積算回転数が寿命に近づいた場合などには,コントローラに
対して自律的にアラームを送信する。
無線I/F APを経由してコントローラと伝送を行う。
センサ,アクチュエータなどを含んでおり,外部情報を入力したり,外部機器を駆動
YO したりする。
MCUなどに電力を供給する。
(loTノードで用いる通信方式]
IoTノードで用いる通信方式を表5に示す。
ーー6 my
表5 IoTノードで用いる通信方式
tas
・他のIoTノードが送信中でないことを確認してから,APに送信要求を送信する。
・送信要求に対してAPから承認信号(ACK)を受信できた場合は,データを送信する。
・送信の重複などが原因で,自ノードへのACKを受信できなかった場合は,ノードIDに比例した時間だ
け待機してから送信要求を再送する。
KRG送信要求
|i ACK!
AP i 4|1 i
iT1IT2IT8!T4i T5 1
・APからIoTノードに対して,送信データがあるかどうかをノードTD順に問い合わせる。
・送信データがあるIoTノードは,ポーリングから一定時間以内に送信を開始する。
ーッン|年[|[a][2]fs]=fa][seats
DAKにリュリトトリしにリーコー1コ
FR EE eee
(TL,12;TL}T2;TL;T2;Tht i TL T3}T4 LT5iT1!
・IoTノードをノードIDによって2分割し,前半,後半のグループに分け,APは各グループに対して送
|信要求があるかどうかを問い合わせる。
I・IoTノードは送信要求があった場合,ノードIDを含んだACKを返信する。APは,問い合わせたグルー
プから複数のACKの返信があった場合,そのグループを更に2分割して送信要求があるかどうかを間
い合わせる。これを,ACKを返信するIoTノードが1台になるまで繰り返す。
・ACKの返信が1台の場合は,送信許可が送信され,送信許可を受けたToTノードはデータを送信する。
バイナ・ACKの返信がなかった場合は,他のグループに送信要求があるかどうかを問い合わせる。
リツリポーリング(J—K IDA~1023の場合の一例)
一方式0て511 0て255 nを含むグループ nに対する送信許可
1!複数からの!!複数からの||1 4
wre FET]tt ee に|ACK|}!ACK!!ACK!!
TL;12;3;T4i TL;T2;T3}1 TL}T2,T3174;TLi 12}T5
・コントローラ,APを経由せず,IoTノード同士が自律的に近距離通信によって互いの情報を共有する。
・他のIoTノードが送信中でないことを確認後,ステータスの問合せを送信する。
・ステータスの問合せが重複した場合は,ノードIDに比例した時間だけ待機してからステータスの問合
せを再送する。
1対1 5・ステータスの問合せを受信したIoTノードは,データを送信する。
通信方ステータスの問合せ
A[orca fT 1]|
woe PLE a|| (TL;T2;T1;73}T4 175;Tl}73}T4 1
注記表中の時間を表すT1~T5は,通信方式によって異なる。
—_7 os
[AGV]
(1)AGVの動作
①AGVには,缶工場内の各ステーションの位置があらかじめ設定されている。
②缶工場内には,レーザ光を利用した距離測定器(以下,レーザ距離計という)
からのレーザ光を反射する装置(以下,ミラーマーカという)が複数箇所に設
置されている。AGVは,レーザ嘘離計を装備しており,ミラーマーカの位置を
記憶している。その位置を基に,自車から複数のミラーマーカまでの距離と方
向を測定することによって,缶工場内での自車の位置を10センチメートル以内
の誤差で算出できる。この算出結果によって自車の位置を判断しながら,ステ
ーション間を自由に移動できる。
③AGVが送信したビーコン用電波を受信したAPは,その受信強度を用いて,
APからAGVまでの距離を1メートル単位で算出できる。
④AGVは,充電池で駆動し,1日数回充電する。電池残量が規定値以下になる
と自律的に充電ステーションに移動し,充電が完了するまで搬送動作を停止す
る。
®AGVは,コントローラから物品の搬送指示を受信すると,指定されたステー
ションに移動して物品を受け取り,目的のステーションに搬送する。ステーシ
ョン間の移動経路は任意であるが,最短距離の移動経路を自律的に決定する。
©AGV同士は近接センサによって,一定の距離に近づいたことを互いに検出で
きる。15メートル以内の範囲にあるAGV同士は1対1通信方式での近距離通信
が可能であり,互いに衝突を回避できる。決定した移動経路上で,他のAGVと
衝突する可能性がある距離まで接近した場合には,次のルールで衝突を回避す
る。
・一方のAGVが空茶の場合BHO AGYはすぐに移動を停止し,物品を搬送
中のAGVは移動を停止したAGVを避けて通過する。
・両AGVがともに物品を搬送中又はともに空荷で移動中のときは,ノードID
の大きなAGVがすぐに移動を停止し,ノードIDの小さなAGVはノードID
の大きなAGVを避けて通過する。
2)AGVとコントローラの関係
①コントローラは,AGVと通信することによって,AGVの現在の稼働状況と位
ーag一
置を把握できる。
②コントローラは,物品の搬送が発生した場合に,AGVの現在の稼働状況と位
置から最適なAGVを選択して,指定するステーションに移動させる。
(3)AGVと装置の関係
①装置は,近くのAGVと通信することによって,AGVに搬送を要求できる。
②装置は,物品の搬送が必要になった場合に,その装置のステーションの近く
にいるAGVに搬送を要求す'ることによって,コントローラからの指示がなくて
も自律的に物品を搬送できる。
③缶工場で装置の配置などを変えた場合,AGVに設定されているステーション
の位置を変更する。
問問1 設問1
設問1向飲料の製造工程,及びIoTノードで用いる通信方式について,①)~て④に答
えよ。
①)抽出装置,添加装置,缶詰装置はそれぞれの間をコンベアではなく,
AGVによって搬送する。その理由として考えられることを25字以内で述べよ。
(2)故障などが原因で梱包装置の処理能力が大幅に下がると,コントローラか
らの指示がなくても,缶詰装置の総生産量も下がると考えられる。その理由
を25字以内で述べよ。
(3)複数のIoTノードがデータを送信しようとしている。承認方式と順次ポー
リング方式を比較した場合に,ACKを受信するまでの時間に着目して,順次
ポーリング方式の方が優れていると考えられることを40字以内で述べよ。
(4)IoTノード数を1.024 BEL,1 AO IoTノードだけがデータを送信しよう
としている。この場合に,順次ポーリング方式とバイナリツリーー方式につい
て,送信を開始するまでのポーリング回数の最小値と最大値をそれぞれ求め
よ。
出典:平成30年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午後Ⅱ 問1 設問1
問問1 設問2
設問2装置とAPの動作,伝送時間,及び工程変更について,(1)て(3③)に答えよ。
(1)ある抽出装置で飲料の抽出が完了し,抽出した飲料を全て抽出ステーショ
ンのコンテナに送った。抽出装置からコントローラに,飲料のコンテナの準
備ができたことを送信する。(④),⑪)に答えよ。
(る)表3に示す動作を実行する場合,抽出装置が要求してから,コントロー
ー9一
ラがAGVへの搬送指示を完了するまでに最大何ミリ秒掛かるか。答えは小
数点以下を切り上げて,整数で求めよ。
(b)APが順次ポーリング方式でIoTノードと通信する場合,APが最初のポ
ーリングを開始してから,10 GAO loTノードの情報の読込みを完了する
までに最大何マイクロ秒掛かるか。答えは小数第2位を四捨五入して,小
数第1位まで求めよ。ここで,表5において,T1=0.1マイクロ秒,T2=
0.1マイクロ秒,T3=0.05マイクロ秒,T4=08マイクロ秒,T5=0.1マイ
クロ秒とする。
(2②)ある装置から物品の搬送が発生した場合,その装置のステーションのAPが
搬送要求を送信する。搬送に複数台のAGVが必要である場合の搬送要求と搬
送指示の通信方法の例を,図4に示す。次の方法1と方法2のメリットを,
それぞれ45字以内で述べよ。
方法1コントロージ方法2
Car)Car)Car D<P
ーー:搬送要求—>:搬送指示
図4搬送要求と搬送指示の通信方法の例
方法1:APがコントローラに搬送要求を送信し,コントローラが該当するス
テーションの近くに存在する待機中のAGVを選択して搬送指示を送
信する。
方法2:APがビーコン用電波を利用して,APの最も近くに存在するAGVを
選択して搬送要求を送信する。搬送要求を受信したAGVは,自車だ
けで搬送できない場合に,自車近くのAGVに対して搬送指示を送信
し,必要な台数のAGVが確保されるまで搬送指示を送信する。
(3)缶飲料に景品を付与するキャンペーンを実施することになった。景品は2
種類あり,缶のデザインは景品の種類に合わせたものに変更する。向飲料に
ー10一
取り付ける景品と缶のデザインを図5に示す。
BD)ma{= CDささみ
向のデザイン
図5缶飲料に取り付ける景品と缶のデザイン
景品を缶飲料に取り付ける景品取付装置を缶工場に増設し,景品取付ステ
ーションとAPを設置する。また,封入された和缶飲料を搬送する経路を変更し,
向詰ステーションの次が景品取付ステーション,その次が検査ステーション
とする。和缶の形状及び飲料への添加物は変更しない。(⑧),(b)に答えよ。.
(4)キャンペーンに対応した缶飲料を製造する前に,AGVに行う設定を25+
以内で述べよ。
⑪)景品の種類及び缶のデザインの種類を登録すべき装置名を,表1 HO
成要素名で全て答えよ。ここで,コントローラ,景品取付装置及び梱包装
置は除くものとする。
出典:平成30年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午後Ⅱ 問1 設問2
問問1 設問3
設問3和缶工場の予防保守について,(1),②)に答えよ。
|Q①)コンベアに使用されているモータの性能劣化を予測したい。モータの性能
劣化と,時間ごとのモータ温度の積算値・モータの回転数の積算値との間に
は,相関があることが判明している。IoTノードからコントローラにモータ温
度,モータの回転数を伝送する方法として,次の二つについて検討した。
定期的送信:モータ温度,モータの回転数の瞬時値を定期的に送信す
る。
積算値超過時送信:IoTノード内でモータ温度,モータの回転数を積算し,そ
の積算値が一定の値を超えた場合にだけ送信する。
二つの方法のうち,積算値超過時送信のメリットについて,コントローラ
を視点に30字以内で述べよ。
(2)AGVの故障を予測し,故障発生前に点検することを検討した。この検討で
は,缶工場内のセンサ,装置などから得られる膨大なデータであるビッグデ
ータを蓄積し,そのビッグデータと機械学習を活用し,AGVの走行に使用す
る構成要素(以下,ユニットという)の故障を予測する方法を考える。故障
が予測されたユニットは,1か月ごとの定期点検で故障発生前でもユニットご
と交換する予定である。
コントローラのSSDに保存されているログのうち,10秒周期でAGV OR
働状況を記録したデータから,故障の予測に適するデータを選定することを
検討した。検討には,次の二つに該当するデータを使用した。
故障前データ:ユニットが故障したAGVから,故障発生前の2か月間に取得
したデータタ
正常データ :故障が発生していないAGVから取得したデータ
これらのデータの一部を可視化した。充電完了後のAGVの稼働開始から
200秒間のデータの散布図を,図6に示す。(3)て(c)に答えよ。
ー12一
(〇)
90 OOOOGRIRIRILIRIRIRIRELIR INI
=ごoe Oo:10個以上の正常データが集まった点 ッ60 ait xX:10個以上の故障前データが集まった点
O es)gm:上記の“o"RO“x”が重なっている状態
度39|°
20*
稼働時間(秒)
(%)(%)
100.0sksssoO 100.0--3&—O-0-O-8H8+-O18-O
99.9|>>8KKIOOOOOOO 99.9 O Bi St BSB
99.8 xo CODDOOONNOO:99.8 Bw
m 2-7 OK CO000 a 99-7に1
99.6>oooooぐ<O 99.6に
0 50 100 150 200 20 30 40 50&70 8%9
稼働時間(秒)ユニット温度(C)
(メートルンノ秒)(メートルノ秒)(メートルノ秒)
6|kaOOO>GSE45KXOOO 6 CO0OOCORR 6 x oO oO&O
走走走 5|geO(xOe ew xO 5 O OO BXRR 5 x 8 O 8 O
行4|goo oox O xO行4 O OR OR行4 ZのO O玖 3 BIO COCR OX Bd 3 O RR B OOR 3 i Oに|ce
BE 2 lg x xo Co BE 9 O xo xo度2 o f&釣
1|IoooOXoOR o Ow 1 oo Oo OOK 1 x 8&B&B O
(0 ROO 4aiaIRIRDOOOCOSISION!0 Us O—O OARS 0 ss Ri私ee 52
稼働時間(秒)ユニット温度(で)電池残量(%)
図6 AGVの稼働開始から200秒間のデータの散布図
(a)6において,故障の前兆と推測できる二つの特徴を,6中の字和旬を
用いてそれぞれ20字以内で述べよ。
(b)6において,ユニット温度は一定の温度に収束している。収束前の温
度変化をより正確に測定するために,分解能の高い温度センサに交換する
以外に考えられる方法を,25字以内で述べよ。
(c)散布図に描画するデータを,充電完了後のAGVの稼働開始から150秒間
のデータに変更しても,6のユニット温度と走行速度の散布図から大き
な変化はなかった。変化がなかった原因として推測できることを,30 FL
内で述べよ。
出典:平成30年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午後Ⅱ 問1 設問3
共通の文章
卸売市場の自動競りシステムに関する次の記述を読んで,設問1ー3に答えよ。
E社は,卸売市場で切り花などの花の競りに使用する自動競りシステム(以下,競 せ
りシステムという)を開発している。競りシステムは,競りの開始以降,価格を下
げていく,競り下げ方式を採用している。競り会場の様子を図1に示す。
~o4fe IL ILIC BES 1 2 3 4 競り台
|||||1 Ate
At)Ot ae)
人
レン if_
図1競り会場の様子
競りに掛けられる商品(以下,商品という)は,競りで販売する単位を1口とし
て,口単位ごとに梱包逢に入れちられている。例えば,バラの切り花が100本の場合,
1口を20本としたときは5口になる。一つの商品の口数は,最大50口である。商品
の梱包箱には,商品名,商品番号,HESS,及び商品の口数と番号(以下,口数
No.という)を印刷した入荷ラベルが貼り付けられる。例えば,5口の場合,口数No.
は1/5~5/5 CH),5個の梱包箱にそれぞれ貼り付けられる。競りを行って商品
を販売する人を競り人といい,競りに参加して商品を購入する人を買参人という。
競りは,異なる商品を最大4台の競り台で同時に並行して行うことができる。
買参人は,買参人の識別コード(以下,買参人番号という)が記憶されたIDカー
ド(以下,IDカードという)を,買参人端末のカードリーダに挿入することによっ
て競りに参加することができ,そのIDカードを抜き取ることによって競りへの参加
を終了することができる。任意の買参人端末のカードリーダにIDカードを再度挿入
SHE,引き続き競りに参加できる。皿参人端末の台数は,最大で128台である。
[競りの概要〕
1)1口だけで構成される商品の場合はその商品を,2口以上のn口で構成される商
品の場合は口数No.が1/nの商品だけを,競り台に載せる。競り人は,BD Alc
載せられた商品を買参人に見せながら台端末を操作し,1口当たりの競り開始時の
価格(以下,競り開始価格という)を競り価格としてスクリーンに表示させ,競
りを開始する。このとき,スクリーンの表示は,“休止中”から“BED rH”に変わ
る。
(2)買参人は,スクリーンに表示された内容を見て商品を購入する場合,競りが行
われている人台番号と購入を希望する口数を買参人端末から入力して,購入を申請
する。
3)スクリーンに表示された販売可能な口数以下で,購入を最初に申請した買参人
だけの取引が成立する。このときの競り価格が1口当たりの販売価格になる。
(4)販売価格が決定した商品に,売れ残りの口数がある場合は,その口数及び“マ
YR”をスクリーンに表示させ,決定した販売価格での販売(以下,マリ販売と
いう)が行われる。買参人が,マリ販売の商品を購入する場合は,台番号と購入
を希望する口数を買参人端末から入力して,購入を申請する。このとき,(3)と同
じ条件で取引が成立する。マリ販売での取引が成立した後に売れ残りの口数があ
るときは,その口数を表示させ,マリ販売を継続する。
(5)スクリーンに表示された競り価格で取引が成立しない場合,又はマリ販売で売
れ残りの口数がある場合は,競り人が台端末を操作して競り価格を下げ,競りを
継続する。
(6)競り価格を下げても売れ残りの口数があり,競り人がその競りを終了させた場
合,又は一つの商品の全ての口数が売れた場合は,次の商品の競りを開始する。
[競りシステムを構成する装置とその機能]
競りシステムの構成を図2に,各装置の概要を表1に,スクリーン・台端末の表
示部の表示内容を図3に,それぞれ示す。
oe 9 aa
LAN1 ie we)Lae Ty]|カッ
制御装置RBA
LAN2|…」|=
M2競りシステムの構成
表1各装置の概要
管理サー|・買参人に関する情報,商品の入荷に関する情報,競りを行う商品の順番,競り開始価格などの競
バりに関する情報,競りの結果に関する情報及び商品の出荷に関する情報を管理する。
・競り台ごとに設置される1.920X1.080ピクセルのLCD CH),表示された内容が,買参人席か
スクリー|確認可能な大型のスクリーンである。
ン・表示座標と表示データを受信した分だけ更新して,表示する機能がある。 .競り開始前は,管理サーバから受信した情報を表示する。競り開始後は制御装置から受信した情
報を図3に示すように表示する。
制御装置|・管理サーバ,台端末及び買参人端末からの情報を基に,競りシステムを制御する。
・競り人が操作する端末であり,競り台ごとに設置される。
_確定キー,終了キー,休止キー,競り価格を変更するテンキーと訂正キーがある操作部,及び表 ー示部で構成される。表示部は図3のような表示内容で表示する。テンキーで入力して表示した内
Mk,確定キー,終了キー,休止キー又は訂正キーが押されると消去される。
・買参人が使用する端末であり,買参人席に設置される。
・購入キー,全口購入キー,口数入力用のテンキーと訂正キー,四つの台番号キー,履歴キーがあ
eTる操作部,表示部,及びカードリーダで構成される。
~~・表示部には,制御装置からの指示で表示する領域。及び台番号キー,テンキーで入力した内容を 表示する領域がある。台番号キー,テンキーで入力して表示した内容は,購入キー,全口購入キ
ー,又は訂正キーが押されると消去され,カードリーダからIDカードが抜き取られると,表示
している全ての内容が消去される。
・商品の入荷ラベル,又は出荷ラベルの印刷用プリンタである。
競り価格又はマリ販売時のーーーーー販売可能な口数の表示領域
販売価格の表示領域|650円プロ|30
競り中,マリ中,又は休止中の
次に競りが予定されている商品競り中運用状態の表示領域 ea oe
DRE SAO RAR ner商品名,RS,生産者名 1口当たりの本数の表示領域
注記網掛け部分は。スクリーン,台端末のいずれかによって表示が異なる。スクリーンでは,表示領域
が600 x 500ピクセルであり,商品の静止画の表示領域である。台端末では,競り開始価格,テンキー
で入力した数値などの表示領域である。
図3スクリーン・台端末の表示部の表示内容
[制御装置における処理の概要)〕
装置間の主な通信メッセージを表2に示し,制御装置における処理の概要を説明
する。
表2装置間の主な通信メッセージ
・商品番号,商品名。口数,1口当たりの本数,生産者名,競
ーー|raeり開始価格,及び商品の静止画のデータ(以下,商品情報と
競り実行計画|管理サーバ|制御装置いう)を,競り台ごとに競りを行う順番で並べて,その並べ
た情報が送信される。
・ーつの商品の競りが終了すると,商品番号,購入した買参人
競り結果制御装置|管理サーバ|の所参人番号,販売価格,販売した口数などの競りの結果が
送信される。
bs買参deh cee’ ・買参人端末のカードリーダにIDカードを挿入したときに,ID
sil mine A—KPSRANOLNSAB SOMES NS
終As oe? ・買参人端末のカードリーダに挿入したIDカードが抜き取られ
ord awk RRB,文字の大きさ,文字コードなどをテキストデータ his制御装置||スクリーン|で指示し,商品の静止画の表示をビットマップデータで指示
示指示 する。
台端末表示指|.RR,文字の大きさ,文字コードなどをテキストデータ
制御装置で,台端末の表示部への表示を指志する。
・休止申において,確定キーが押されたときに送信される。
Ls aa .確定キーを押す前にテンキーで入力された値が付加される。
競り開始.|RR leeテンキーで入力された値がなければ,付加される値は0であ
る。
ena auc CE OP.HLA ・競!リり中において,ーが押されたときに送信
ance accおいて,終了キーが押されたときに送人 <t 1こおいuaーが押さたときに送信
・騰入キー又は全口騰入キーが押されたときに送信される。
購入キー又は全品購入キーを押す前に,台番号キーで入力し
as oe た台番号とテンキーで入力した購入を希望する口数,及び買
sil Kesaee|HAE参人番号が付加される。付加された口数の値が99の場合は
スクリーンに表示された販売可能な口数全ての購入を示す全
口購入キーが押されたことを示す。
RERHEE woe|mean|XSMPRORRINE,MATEONR,MARNE OR 示指示示を指示する。 参・買参示部に,Fの結未,F IE
制御装置・履歴キーが押されたときに送信される。
(1)競りの開催前に,管理サーバから競り実行計画メツセージを受信すると,受信
した情報を記憶し,買参人ごとの購入履歴などを初期化する。
2)買参人端末から使用開始メッセージを受信すると,買参人番号を記憶する。制
御装置は,競り実行計画メツセージの受信後であればいつでも使用開始メッセー
ジを受信できる。
(3)ある競り台における一つの商品の競りを行う場合の処理内容を次に示す。
①商品情報を基に,スクリーンに休止中,及び競り価格を空白として図3のよ
うな表示内容で表示する。
②商品情報の競り開始価格の値を,競り価格に設定する。
@商品情報を基に,台端末に図3のような表示内容で表示する。
④競り開始メッセージを受信すると,スクリーンと人台端末に競り中,及び競り
価格から競り開始メツッセージに付加された値を引いた価格を新たな競り価格と
して表示する。
©購入メッセージを受信すると,購入を希望する口数が販売可能な口数以下の
ARC,最初に受信した一つの購入メッセージだけの取引を成立させ,販売価
格を決定する。
⑥取引を成立させ,販売価格を決定すると,次に示す処理を行う。
Gi)スクリーンと台端末に休止中,及び新たな販売可能な口数を表示する。
G)取引が成立した買参人の購入履歴を更新し,取引が成立した買参人端末に
取引が成立したことを表示する。
Gi)購入メッセージの受信を一定時間待った後に,取引が成立しなかった全て
の買参人端末に,取引が成立しなかったことを表示する。
(iv)売れ残りの口数が1口以上であれば,スクリーンと人台端末にマリ中を表示
してマリ販売を行う。売れ残りの口数が0口であれば,一つの商品の競りを
終了する。
⑦マリ中のときに購入メッセージを受信すると,購入を希望する口数が販売可
能な口数以下の内容で,最初に受信した一つの購入メッセージだけの取引を成
立させ,⑥の処理から繰り返す。
⑧競り中又はマリ中のときに,競り休止メッセージを受信すると,スクリーン
と台端末に休止中,及び競り価格を空白として表示し,④の処理から繰り返す。
|1g一
©競り中又はマリ中のときに,競り終了メッセージを受信すると,スクリーン
と台端末に休止中を表示し,一つの商品の競りを終了する。
⑩一つの商品の競りが終了すると,販売した口数分の出荷ラベルをプリンタで
印刷し,競り結果メッセージを管理サーバに送信する。出荷ラベルには,商品
名,商品番号,購入した買参人の買参人番号などを印刷する。
(4)全ての競り台で,全ての商品の競りが終了するまで,3)の処理を行う。
(5)履歴メツセージを受信すると,その買参人の購入履歴を,買参人端末に表示す
る。
制御装置のソフトウェア構造〕
制御装置では,リアルタイムOSを使用する。制御装置のタスク構造を図4に,fil
御装置のタスク処理概要を表3に,それぞれ示す。
Vv
a sn
(ex 1)(Comet)(owe
注記1実線の矢印は,メールボックスを使用したタスク間のメッセージ通信の方向を示す。
注記2破線の矢印は,不揮発性メモリへのデータの流れを示す。
図4制御装置のタスク構造
表3制御装置のタスク処理概要
aa
・管理サーバから競り実行計画メッセージを受信すると,購入履歴情報を初期化し,受信したメ
ッセージの内容(以下,実行計画という)を引数にして,実行計画に設定されている競り台の
ae台数分の競り制御タスクを生成して起動する。
・買参人端末から使用開始メッセージを受信すると,買参人番号を引数にして買参人タスクを生
成して起動する。買参人端末から使用終了メッセージを受信すると,該当する買参人タスクを
削除する。
・起動すると,引数で指定された買参人番号を記憶し,|。|する。
・買参人端末から購入メッセージを受信すると,競り制御タスクに購入要求を通知する。また,
買参人履歴メッセージを受信すると,該当する買参人の購入履歴を買参人端末表示指示メツセージで
買参人端末に送信する。
・購入応答を受けると,|b|LAB,取引が成立していれば購入履歴情報に登録する。
・起動すると,引数で指定された実行計画を基に,商品情報が記憶された競り待ちテーブルを作
MLK,競り台に対応する競り台タスク,情報表示タスクを生成して起動し。次の①て⑤を
行う。
①競り待ちテーブルの先頭の商品情報,及び先頭に続く最大四つの商品の商品名を,情報
表示要求で情報表示タスクに通知し,先頭の商品情報の競り開始価格を競り価格に設定す
る。
Q競り開始要求を受けると,競り価格を算出し,情報表示タスクに情報表示要求を通知し
た後,競りを開始する。
©競り開始後,買参人タスクから購入要求を受け,取引の成立又は不成立によって,次の
処理を行う。|
⑪取引が成立した場合
競り制御-(ア)情報表示タスクに人情報表示要求を通知する。
-取引が成立したことを,購入応答で買参人タスクに通知する。
-一定時間経過後に,売れ残りの口数があれば,情報表示タスクに情報表示要求を通知し
た後,マリ販売を開始する。売れ残りの口数がある間は,マリ販売を継続する。
Gi)取引が成立しなかった場合
-取引が成立しなかったことを,購入応答で買参人タスクに通知する。
@競り中又はマリ中に競り休止要求を受けると,情報表示タスクに情報表示要求を通知
し,競り又はマリ販売を休止する。その後,②から処理を繰り返す。
©一つの商品の全ての口数が売れた場合,又は競り終了要求を受けた場合,商品の出荷が
あれば,プリンタタスクに出荷ラベル印刷要求を通知する。さらに,管理サーバに競り結
果メッセージを送信した後,競り待ちテーブルの次の商品情報を先頭にして,①から処理
EAVES.
Benes・台端末のキー入力に応じて,競り開始要求,競り休止要求,競り終了要求を該当する競り制御
aタスクに通知する。
情報表示・情報表示要求を受けると,表示内容に従って,スクリーン表示指示メツッセージ,台端末表示指
ーー示メッセージ,又はその両方のメッセージを送信する。
-出荷ラベル印刷要求を受けると,プリンタで印刷する。
LAN通信|要求されたメツセージをTAN1に送信する。 "|・LAN1から受信したメッセージを対応するタスクに振り分ける。
AN通信|'圧求されたメッセージをTAN2に送信する。 "|・LAN2から受信したメッセージを対応するタスクに振り分ける。
〔購入履歴情報の説明」
購入履歴情報を構成するレコードのフィールドを図5に示す。各レコードは,購
入履歴情報の先頭のレコードから何番目かを示す情報(AE,レコード番号という)
で識別される。
図5購入履歴情報を構成するレコードのフィールド
・買参人タスクは,取引が成立したとき,新たなレコードを購入履歴情報に追加す
る。さらに,前回,取引が成立したときに書き込んだレコードのレコード番号
(以下,前回レコード番号という)を追加したレコードのリンクに書き込み,追
加したレコードのレコード番号を,前回レコード番号として記憶する。該当する
買参人が初めて取引を成立させた場合には,リンクにー1を書き込む。
・買参人タスクは,買参人端末から履歴メツセージを受信すると,前回レコード番
号で示されるレコードから,リンクを順次参照しながら,買参人端末に購入履歴
を表示する。
ー21一
問問2 設問1
設問1競りシステムの仕様について,①)て(3⑬)に答えよ。
(1)競りの開催中における装置間の通信シーケンスの一部を図6に示す。(⑧~
(c)に答えよ。
競り結果
er Po
= Po
|se- po
競り結果et|__|i ae oof|=
注記図中に示す購入メッセージに付加された口数の値は,99であった。
図6競りの開催由における装置間の通信シーケンスの一部
@図6において,競りが行われた商品の口数,及び販売した口数は,MO
か。それぞれ整数で答えよ。
>)図6中の|cc|で示す通信を,表2中のメッセージ名で管えよ。
(<)図6中の|d|で示す通信内容を,表2中のメッセージ名を用いて
50字以内で述べよ。
(2)競り人が台端末のテンキーを押さずに,確定キーだけを押す場合がある。
どのような場合か。20字以内で述べよ。
3)1回のスクリーン表示指示メッセージで商品情報を1台のスクリーンに表示
するとき,LAN 1における通信時間は何ミリ秒掛かるか。答えは小数第1位を
四捨五入して,整数で求めよ。ここで,商品の静止画の表示領域は:,1ピクセ
ル当たり3バイトを必要とし,商品の静止画の表示領域以外は,テキストデ
ー9一
ータで4kバイトを必要とする。データは非圧縮で送受信し,LAN 1の実効通
信速度を,規格値1Gビットノ秒の25%とする。また,1kバイト=テ10バイト,
1Gビットノ秒三10?ビットノ秒とする。
出典:平成30年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午後Ⅱ 問2 設問1
問問2 設問2
設問2制御装置のタスク設計について,①~(③)に答えよ。
(1)競り制御タスクの設計について,(@),⑪)に答えよ。
(a2)表3中の下線(ア)で通知される情報の内容を,35字以内で述べよ。
(b)競り開始後,競り中又はマリ中において,ある時点からある時点までの
間に,買参人タスクから購入要求を受けた場合,取引が成立しなかったと
判定するときがある。その期間を,35字以内で述べよ。
2)買参人タスクの設計について,@),⑪)に答えよ。
(2)買参人タスクが通知する購入要求に含まれるべき情報を,二つ答えよ。
6)表3中の|b|に入れる適切な処理を,35字以内で述べよ。
(3買参人タスクの購入履歴情報の処理について,(a),(⑪)に答えよ。ここで,
買参人タスクが記憶する買参人番号に対するレコードは,購入履歴情報の中
に一つ以上存在するものとする。
@表8中の| 』|に入れる,購入履歴を全て表示するための処理を,
55字以内で述べよ。
(b+)買参人端末に表示される購入履歴は,購入日時が新しいレコードから順
に表示される。これとは逆に,購入日時が古い順に表示されるように買参
人タスクの処理を変更する。RRR,取引が成立し,新たなレコードを追
加したとき,買参人タスクは,どのレコードのリンクにどのような書込み
を行うか。レコード及び書き込む内容を,65字以内で述べよ。
出典:平成30年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午後Ⅱ 問2 設問2
問問2 設問3
設問3競りシステムの設計変更について,①~(3)に答えよ。
競りシステムの評価において,競り台ごとに競りの進行状況が上異なり,全て
の商品の競り完了までの時間に大きな開きが出てしまった。また,新たに入荷
した商品を,開催中の競りに追加したいという要望も出たを。これらに対して,
台端末に,新たに“完了"キーを設け,次の対応Aと対応Bで示す対応を実施
することにした。
ー93一
対応A:競り台ごとに進行状況が大きく異なる問題への対応
・制御装置で,競り台ごとの進行状況を監視し,大きく遅れている競り台があ
れば,進んでいる競り台に商品を移動する指示を,遅れている競り台の人台端
末に表示する。
・競り会場の作業者は指示に従い,遅れている競り台の一部の商品を,進んで
いる競り台の未尾に移動する。
・移動が完了すると,移動元の競り台の台端末の完了キーを押して制御装置に
知らせる。商品の移動中も,競りを継続することができる。
対応B:新たに商品を追加したいという要望への対応
・競り台への商品追加を示す商品追加メツセージを追加し,管理サーバから,
制御装置に送信する。
・制御装置は,商品を追加する指示を,該当する競り台の台端末に表示する。
・競り会場の作業者は指示に従い,指示が表示された競り台の末尾に,商品を
追加する。
・追加が完了すると,指示が表示された競り台の台端末の完了キーを押して制
御装置に知らせる。商品の追加中も,競りを継続することができる。
[制御装置のタスク変更概要〕
制御装置のタスク変更概要を表4に示す。ここで,進行監視タスクは,新規
に作成するタスクである。
ー24一
表4制御装置のタスク変更概要
SE
・競り制御タスクを生成して起動した後,進行監視タスクを起動する。
メイン・管理サーバから商品追加メッセージを受信すると,該当する競り制御タスクに商品追加指示を
通知する。
・起動すると,“通常状態”を状態として設定し,5分ごとに,次の移動処理を行う。
①各上競り制御タスクの,競り待ちテーブルの商品情報の残り数をチェックする。商品の移動
が必要と判断した場合,移動元の競り台,移動先の競り台,及び移動する商品数を決定す
る。商品の移動が必要でないり場合,移動処理を終了する。
ーー©移動元の競り制御タスクに商品移動指示を通知し,状態を“商品移動状態”にする。
進行監視⑬移動元の競り制御タスクから,商品移動完了を受けると,状態を“通常状態"”にする。
・競り制御タスクから商品追加要求を受けると,状態に応じて次の処理を行う。
-状態が"通常状態"OBA,要求元の競り制御タスクに商品追加許可を通知する。また,要
求元の競り制御タスクから| 。|を受けるまで,は行わない。
-状態が“商品移動状態”の場合"通常状態"になるまで| g|の通知は保留する。
・完了キーが押されると,該当する競り制御タスクに完了通知を通知する。
・起動すると,“通常状態"を状態として設定する。
・商品移動指示を受けると,次の処理を行う。
①競り待ちテーブルの末尾から,移動する商品数分の商品を競りの対象から除外する。
②情報表示タスクに人情報表示要求を通知して,移動元の競り台の台端末に,商品を移動する
指示を表示し,状態を“商品移動状態"にする。状態が"商品移動状態”でも,競りの処理
は通常どおり行う。
@状態が"商品移動状態”で完了通知を受けると,移動先の競り制御タスクに,商品移動要
ee求を通知して,進行監視タスクに商品移動完了を通知し,状態を“通常状態”にする。
競り制御|.MERE SSL,指定された商品情報を競り待ちテーブルの末尾に追加する。
・商品追加指示を受けると,次の処理を行う。
①進行監視タスクに商品追加要求を通知する。
Q商品追加許可を受けるまで待ち,受けると,情報表示タスクに情報表示要求を通知した
後,状態を“商品追加状態”にする。状態が"商品追加状態”でも,競りの処理は通常どお
り行う。
@状態が“商品追加状態"で完了通知を受けると,Lith,WHEY ADI
商品追加完了を通知し,状態を"通常状態"にする。
①)対応A及び対応Bが同時に実行されないようにするために,表4中の
Loe|-[|sg Je ansmmeraeeac.
②)表4中の|hm|に入れる適切な処理を,30字以内で述べよ。
⑬競り制御タスクが,進行監視タスクに商品追加要求を通知してから商品追
加許可を受けるまでの間に,商品移動指示を受けた場合の処理に関する次の
記述中の|ij|~| Z|に入れる適切なタスク間メッセージを管
えよ。また,次の記述中の|m|に入れる適切な内容を35 HUNT
BRK Es
このようなケースが発生するのは,と| j|が同時に発生
した場合である。この場合進行監視タスクは,| k|を待つっ。もし,
競り制御タスクが商品移動指示の処理を保留し,を待つと,。
[om|という不具合が発生する。したがって,競り制御タスクは商品移
動指示の処理を,直ちに行わなければならない。
[メモ用紙〕
出典:平成30年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午後Ⅱ 問2 設問3