これからのモノづくり、デジタルで考えて、動かす時代へ
産業装置やモビリティの性能を左右する「制御アルゴリズム」。それは、モーターやセンサーといったハードウェアをどう動かすかを決める頭脳です。本ブースでは、制御アルゴリズムの開発効率と品質を向上させる最先端の「モデルベースデザイン（MBD）」ソリューションをご紹介します。
設計の初期段階から、モーターやインバータなどの動きをパソコン上で仮想的に再現し、制御アルゴリズムの性能をシミュレーションで事前に評価。試作や実験の手間を削減し、手戻りや開発コストの低減に貢献します。
さらに、作成したアルゴリズムは自動でプログラムコード（C/C++、HDL、ST）に変換され、マイコン、FPGA、PLCなど実機ハードウェアにそのまま展開可能です。専門的なプログラミング知識がなくても、アイデアをそのまま制御として実行できる時代が始まっています。
・シミュレーションとAIで挑むスマートモーター制御の高度化
・自動コード生成による高度なアルゴリズム開発の効率化
本ブースでは、シミュレーション、自動コード生成、AI活用事例まで、制御開発の新たなスタンダードとなるMBDの活用方法をわかりやすくご紹介します。ぜひお気軽にお立ち寄りください。
出展製品
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1_スマートモーター制御設計 - 1D-CAEで実現する高度な制御アルゴリズム
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ターゲット
モーター制御アルゴリズム開発者、モーター駆動システムの開発者
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利用シーン
手戻りの多い実機ベースの開発作業を効率化するために、複合物理領域にまたがるモーター駆動装置全体の振る舞いを物理式やマップなどで表現した1Dモデルと、PID制御や条件分岐処理などの制御ロジックのモデルを組み合わせたシミュレーションを活用します。これにより、考案した制御アルゴリズムの妥当性検討や、制御仕様を満たす制御性能の評価をフロントローディングすることで、実機による実験回数を削減して、開発工数・コストの低減を図ります。
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製品の特徴
モーターの動作は制御アルゴリズムによって大きく変化します。さらにAIの活用によりこれまでにない付加価値を生み出すことが可能です。Simulink、Motor Control Blockset、Deep Learning Toolboxを活用することで、制御や予知保全アルゴリズムの開発を効率的に進めることができます。シミュレーションを通じて性能や効果を即座に確認できるため、開発プロセスをスムーズに進めることが可能です。
MATLAB、Simulinkは、航空宇宙、自動車、家電、産業ロボット等幅広い業界で、制御設計のための業界標準のシミュレーションツールとしてご利用いただいています。スマートモーターの制御設計において、以下のソリューションを提供しています。
・電気・機械・熱・制御の各要素が複雑に関わるモーター、インバーター、機械的負荷等のシステムをSimscapeやSimscape ElectricalによりPC上で1Dモデルとして模擬
・ベクトル制御やセンサレス制御など、スマートモーターで多用される高度な制御アルゴリズムを、Motor Control Blockset を使ってモデル化・検証
・AIを活用したモーターの故障診断等の予知保全アルゴリズムを、教師データをもとに Deep Learning Toolbox でニューラルネットワークモデルを学習させて実現
・構築したスマートモーター制御関連のアルゴリズムは、Embedded Coder によるモデルからの自動コード生成技術を用いることで、マイコンなどのターゲット環境へシームレスに実装可能
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ターゲット
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2_エッジデバイス向けソフト開発に役立つモデルベースデザイン
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ターゲット
マイコン/プロセッサ向けソフトウェア開発者
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利用シーン
PC上で検証したモータ制御系や信号処理、画像処理アルゴリズムをC/C++プログラムとしてマイコンやプロセッサに実装する
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製品の特徴
モデルベースデザインやモデルベース開発（MBD）で利用されるMATLABプログラムやSimulinkモデルから、高速かつコンパクトで可読性に優れた C および C++ コードを生成できます。生成されたコードは様々なマイコンやプロセッサ等のエッジデバイスに実装できます。特定のハードウェアに対しては高度な最適化とデバイス ドライバーを含むサポート パッケージを提供しており、制御、信号処理、画像処理、機械学習、深層学習など幅広いアプリの開発に対応しています。また、IEC 61508、ISO 26262、AUTOSAR、MISRA-Cなどのソフトウェア関連規格をサポートしています。
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ターゲット
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3_次世代の制御開発(PLC/産業用PC)を加速するプラットフォーム
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ターゲット
次世代アルゴリズムの導入を加速したい方、産業用コントローラの制御開発の効率を改善したい方
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利用シーン
高性能なアルゴリズムを仮想環境で検証しつつ実機のプロトタイプを加速する
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製品の特徴
制御アルゴリズムの開発プロセスは今まさに、変革の時を迎えています。国内での労働人口の減少が叫ばれる中、コード量は増加し、アルゴリズム開発には海外勢を中心に、生成AIの活用にも注目が集まっています。しかしながら、同時にプログラムの品質の担保は産業用のシステムには不可欠な要素でもあります。
これらの進化と安全性を効率的に両立するのが、MATLAB/Simulinkの提供するシミュレーション環境から実装までを一気通貫でサポートする開発環境です。
MATLAB/SimulinkはAI開発にも使われる、高度なアルゴリズム開発環境であると同時に、シミュレーション環境として活用することで、その動作の安全性を担保するための検証環境としても利用されます。
開発したアルゴリズムは、産業用プロトコルを介して実機と接続することで早期にプロトタイプ試験が実現できるだけでなく、CコードやSTコードへの変換機能を活用することで、直接PLCや産業用PCにアルゴリズムを実装することも可能となります。
シミュレーション活用は一概に簡単とは言えませんが、MathWorksが提供する豊富なトレーニングがその導入を強力にバックアップします。
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ターゲット
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4_FPGAで高速化：スマートモーター制御やリアルタイムシミュレーション
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ターゲット
モーター、インバータ制御やリアルタイムシミュレーション（HIL）を高速化したい方
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製品の特徴
FPGAを用いたモーター制御およびモデルベースデザインによる実装のメリット
・高速性：FPGAの並列処理により、モーターのリアルタイム制御が可能
・多軸制御の一体化：複数のモータ制御を1チップで完結、システムをコンパクト化できる
・柔軟な論理回路構成により、設計要件に応じたカスタム制御が可能
・マイコンやDSP、GPUとの違いとして、タイミング制御や低レイテンシ性能に優れる
・自動コード生成：モデルからHDLコードを生成し、FPGA実装までをスムーズに接続
・段階的検証プロセス：設計→シミュレーション→実機検証の一貫したワークフローにより、バグの早期発見と修正が可能
・次世代パワーデバイスの活用や高精度制御により、今後の高付加価値モータ制御システムに貢献
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ターゲット