導入
最近まで、パワーエレクトロニクスおよびマイクログリッドアプリケーション専用に開発されたハードウェア・イン・ザ・ループ (HIL) システムは市場にほとんど存在しませんでした。
つまり、鉄道や航空宇宙業界の大企業だけが、汎用 HIL システムに加えてパワー エレクトロニクス HIL 機能を追加できる余裕があったということです。
現在、汎用プロセッサの柔軟性と FPGA ファブリックの低レイテンシを組み合わせた強力なシステムオンチップ デバイスにより、多数の新しいベンダーがこの有望な市場での地位を競い合っています。
競合する製品やマーケティングメッセージの多様化は、選定プロセスを混乱させます。本稿では、次世代HILシステムを選択する際に考慮すべき6つの重要な基準を明確化します。
1.使いやすさと学習曲線
定義上、学生や研究者の入れ替わりが激しい学術界では、テクノロジーの使いやすさと採用率の速さが最も重要です。
システムの学習曲線が急峻な場合、学術的な投資収益率が低いため、学術界には適していません。使いやすいシステムであれば、研究者やスタッフの離職率は問題にならず、HILシステムはあらゆる世代の研究者や学生に価値を提供できます。
同様に、授業へのハードウェア・イン・ザ・ループ技術の導入を検討する際には、使いやすさが非常に重要です。その理由は明確です。ますます多くの教材を短時間でカバーしなければならないという要求は、ツールの習得に時間をかける余裕を奪いますし、そうあるべきではありません。優れたツールは機能し、使いやすく、論理的でわかりやすいものです。新しいツールを導入する際に、あなたにとって最も重要なことは何ですか？
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2.出版生産性
かつて、論文出版プロセスにおける大きなハードルの一つは、実験結果の提示が求められていたことです。検出力が高くなるほど、有意義な実験結果を示すことが難しくなります。
ハードウェア イン ザ ループ テクノロジのおかげで、十分に高い忠実度、豊富なコンポーネント ライブラリを備え、使いやすい HIL システムを選択すれば、高出力マイクログリッドとパワー エレクトロニクス コンバーターの制御開発とテストの分野が広がりました。
3.数値安定性
パワーエレクトロニクスシステムは、重要な時定数がナノ秒から数週間に及ぶという極めて広範囲にわたるため、モデリングにおいて大きな課題を伴います。この範囲をカバーできる汎用シミュレーションツールはほとんどなく、これがHIL技術が実設備のスケールモデルに徐々に取って代わっている主な理由の一つです。
ハードウェア・イン・ザ・ループへの投資が産業プロジェクトの誘致に役立つことを期待する場合、業界で実績があり、長期にわたる数値的安定性が実証されているシステムを探すことが非常に重要です。
4.技術サポート
HILシステムプロバイダーはどれも一流の技術サポートを謳っていますが、技術サポートの質について問い合わせても効果は限定的です。より優れた戦略は、提供されているHILシステムに必要なツールの数を調査することです。
異なるベンダーのツール間の互換性を維持するのは現実的ではないため、必要なソフトウェア（およびハードウェア）ツールは少ないほど良いでしょう。優れた技術サポートとユーザーエクスペリエンスを謳いながら、多数の「業界標準」のハードウェアおよびソフトウェアツールでシステムを構築しているHILベンダーには注意が必要です。
常に、統合されたソフトウェアとハードウェアを提供する HIL システムと、システム (ユーザー エクスペリエンス) レベルの責任を負う HIL ベンダーを探してください。
5.柔軟性の罠
柔軟性をセールスポイントとするシステムには注意が必要です。パワーエレクトロニクスやマイクログリッドHILシステムをお探しなら、信頼性が高く、再現性の高い結果を提供し、使いやすいシステムをお探しでしょう。
通常、柔軟性の主張の背後に隠れているのは、自分やハードウェア・イン・ザ・ループ・ベンダーの制御が及ばないサードパーティ製ツールの制限と格闘しながら、カスタマイズに数え切れないほどの時間を費やす必要があるプラットフォームです。
HILシステムのユースケースが不明な場合は、投資回収条件が不確かな投資に飛びつくよりも、事前に時間をかけてユースケースを明確にする方がはるかに賢明です。ユースケースが明確になれば、HILニーズを満たすツールを選択するのは通常、非常に簡単なプロセスになります。
6.学術的投資収益率
学術的な投資収益率（ROI）を測る良い方法は、HILシステムに費やした1ドルあたりの研究、産業界との連携、そして学習成果の量を測定することです。まさに「Bang for the Buck（投資対効果）」です。ポイント1～5を念頭に置いて選択されたHILシステムは、優れた学術的投資収益率（ROI）をもたらす可能性が非常に高いと言えます。
次世代のHILプラットフォームを評価する際には、考慮すべき点が数多くあります。パワーエレクトロニクスとマイクログリッドという急速に進化する分野では、市場における競合企業の増加に加え、パワーエレクトロニクスやマイクログリッドの研究者や学生にとってHILシステムの構築が魅力的なプロジェクトに見えていることもあって、HILシステムの導入はますます困難になっています。
このガイドが、お客様のニーズに最適な一流の HIL ソリューションによって学術機関の研究、産業連携、教育能力を向上させるための取り組みにおいて、大きな落とし穴を回避する一助となることを願っています。
クレジット
著者| ニコラ・フィッシャー・チェラノヴィッチ
ビジュアル| 台風HIL
編集者| デボラ・サント
