ダンフォス・ドライブズ スポットライト #3

マイケル・ラウセンは、デンマーク・グラーステンにあるダンフォス・ドライブズのデジタル製品部門ディレクターです。彼はシミュレーションイニシアチブに関するグローバルチームを率い、ハードウェア・イン・ザ・ループ(HIL)技術の採用を推進する中心人物の一人です。このブログインタビューでは、Typhoon の使用がチーム間の連携を効率化し、顧客対応時間を短縮する方法について語っています。 詳細は、上記の短い動画をご覧になるか、以下のインタビュー全文をお読みください。

ドライブ事業における純粋なプレイヤーであることの主な課題は何ですか?

当社はACドライブに注力しており、あらゆるサイズのあらゆるモータータイプをサポートすることを目標としています。純粋なプレイヤーである以上、顧客が使用する多種多様な機械タイプを容易に制御できる技術が求められます。

図1.マイケル・ラウセンが試験台の一つで作業している様子。

HILシステムを導入する前の製品開発プロセスはどのようなものでしたか?

HILシステムを導入する前は、必要な時期に早期テストを実施することが不可能でした。また、実験室ではあらゆる異なる構成をテストすることもできませんでした。なぜなら、それには膨大な時間を要したからです。HILとモデルベース設計の利用を開始する前は、ソフトウェア変更後に顧客からのフィードバックを開発者に直接伝えることができませんでした。 そのため検証作業の大半をリリース直前まで先送りせざるを得ませんでした。この段階でのエラー発見はソフトウェアと製品のリリース遅延を招くため、非常に困難な状況でした。

図2.ドライブとの相互作用。

品質保証プロセスのどの段階でHILを使用しますか?

C-HIL(コントローラHIL)システムは実環境で経験される実際の挙動を再現できるため、HIL上の当社モデルが顧客が実環境で目にするものと一致すると確信しています。機能開発時にはモデルベース設計を実施し、ソフトウェアのモデルを作成した上で、それらを基盤としたユニットテストを構築します。

統合テスト段階に入ると、HILが真価を発揮します。ここでハードウェアと開発したソフトウェアを統合するからです。 制御ソフトウェアを実際の制御カードと統合します。HILではエミュレートされた製品を使用するため、物理的な製品がなくてもテストを開始できます。実験室に実機を設置する必要はありません。ここではユニットテストレベルでは不可能なテストを行うと同時に、ソフトウェアとハードウェアの仕様に基づいた製品内のインターフェーステストも開始します。

リリース前には検証テストを実施します。検証テストの一部はハードウェア・イン・ザ・ループ(HIL)でも行われますが、主に実験室で行われます。そして、これらのテストに費やす時間を最小限に抑えたいと考えています。当社の品質保証には3段階のアプローチがあると言えます:完全なシミュレーションから始まり、実際のコントローラをHILテストで検証し、最終的なHILおよび実験室での検証に至る流れです。

図3.リアルタイムシミュレーション結果の読み取り。

モデルベースのHILシステムを活用することで、異なるDanfossチーム間の連携はどのように促進されますか?

自動化されたスクリプトとハードウェア・イン・ザ・ループシステムのおかげで、ハードウェアとソフトウェアをはるかに早い段階で統合でき、より多くの顧客テストを実施し、より多くの構成をテストできます。

フロントエンドのカスタマーサポートでは、HILシステムも活用しています。お客様に問題が発生した場合、使用しているドライブの種類、モータータイプ、モーターパラメータの設定情報を含む構成ファイルを当社に送信いただけます。その後、カスタマーサポートがHILシステムにその情報を投入し、ドライブとモーターが想定通りに連携していないことや、見落としがあった点を確認します。 このデータを全て直接R&Dに送ることができます。同じシステムを使用しているためです。その後、R&Dチームはデバッグを開始し、満たされていない要件がないかを確認します。

異なるチーム間で同じHILシステムをツールとして共有することで、データのやり取りが非常に容易になります。

図4. デンマーク、グラーステンにあるダンフォス・ドライブズの価値の壁。

具体的なユースケーススタディ、例えばFC302におけるベルギーの事例について掘り下げてみましょう。それについて詳しく教えていただけますか?

グローステンにフロントエンドカスタマーサポートのコンピテンスセンターを設置しています。当社ではアクティブなFC302製品を搭載したシステムを提供しました。このユースケースでは、顧客が特殊なモーターを使用しており、通常では見られないケースでした。 このドライブは起動時にモーター接続の有無を確認する必要があります。しかし、この特殊モーターのため、ドライブはモーター未接続と誤検知し、顧客から問題報告がありました。顧客から送付された設定データを当社がHILシステムにドライブと共に投入し、問題の特定を行いました。

このモータータイプの組み合わせでは警告が発生することが確認できました。その後、データを研究開発チームに送付し、検証してもらいました。彼らは調整を行い、この顧客に出荷する前にHIL環境で新ソフトウェアのテストを実施しました。顧客からは、更新されたドライブソフトウェアで全てが正常に動作しているとの報告が直ちに戻ってきました。このようにして、プロセスが非常にスムーズに進むことがお分かりいただけるでしょう。

出張費を節約し、自信を得ました。HILがあれば、エンジニアが現場に出向いてパラメータを確認する必要はありません。シミュレーションシステムがあれば、設定を完全に制御でき、顧客が実環境で目にする現象が当社のシステムでモデル化した内容と一致するか、あるいは故障や誤動作が発生するかを確認できます。

図5. デンマーク、グラーステンにあるダンフォス・ドライブ社におけるマイケル・ラウセンの一日の 仕事。

ここで強調すべき主なメッセージは何ですか?

HIL導入による最大の改善点は、顧客対応の迅速化でした。HILを活用すれば、顧客の特定モーターに対応するエミュレートドライブを、モーター設定ファイルのみで構成し、シミュレーション上で即座に動作確認が可能です。これにより、実験室に多数のモーターを常備することなく、特殊なモータータイプや顧客の特殊な用途への要望に迅速に対応できます。遠隔支援時においても、高品質なサポートと迅速な対応を保証します。

Typhoon 導入により、顧客対応時間が1~2週間から数時間に短縮されました。

テストの高速化は自社製品の開発・改善にも複数の利点をもたらします。より広範なテストを早期に実施し、スケールアップできます。夜間はHILシステムを稼働させ、あらゆるテストを自律的に実行できるため、24時間手動でテストを行う必要がなくなります。これにより、リリース前にほとんどのテストを完了させることが可能になります。

図6.デンマーク、グラーステンにあるダンフォス・ドライブの試験施設を歩くマイケル。

ダンフォス・ドライブにおけるHIL Tested 何をHIL Tested ?

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