はじめに
最近まで、パワーエレクトロニクスとマイクログリッド・アプリケーションのために特別に開発されたHIL（Hardware-in-the-Loop）システムは、市場にはほとんどありませんでした。
このため、汎用HILシステムにパワーエレクトロニクスのHIL機能を追加できるのは、鉄道や航空宇宙分野の大企業だけだった。
現在では、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・デバイスが登場し、多数の新規ベンダーがこの有望市場でしのぎを削っている。
競合するオファーやマーケティングメッセージが多数あるため、選択プロセスに混乱が生じます。この文書では、次のHILシステムを選択する際に考慮すべき6つの重要な基準を指摘することで、明確化を図ります。
1.使いやすさと学習曲線
学生や研究者の入れ替わりが激しい学術界ほど、技術の使いやすさと迅速な導入が重要な場所はない。
システムの学習曲線が急な場合、学術的な投資収益率が低いため、学術機関には適していない。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る。
同様に、ハードウェア・イン・ザ・ループ技術の授業への導入を考える場合、使いやすさは非常に重要である。動機は明確だ。より多くの内容を、より短時間でカバーしなければならないため、ツールを学ぶ時間はない。優れたツールは機能し、使いやすく、論理的で説明しやすい。新しいツールを採用する際、あなたにとって最も重要なことは何ですか？
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2.出版物の生産性
かつては、論文発表の大きなハードルのひとつは、実験結果を示さなければならないことだった。出力が高ければ高いほど、意味のある実験結果を示すのは難しくなる。
HIL（Hardware in the Loop）技術のおかげで、ハイパワーマイクログリッドやパワーエレクトロニクスコンバータの制御開発とテストは、十分に忠実度が高く、豊富なコンポーネントのライブラリを持ち、使いやすいHILシステムを選択することができれば、現在では広く開かれた分野となっている。
3.数値的安定性
パワーエレクトロニクスシステムは、ナノ秒から数週間に及ぶ重要な時定数の極端な範囲のために、モデリングが非常に難しい。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、HIL技術が徐々に実際の設備のスケール・モデルに取って代わりつつある主な理由の1つとなっています。
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と期待する場合、業界で実績があり、長期的な数値安定性が証明されているシステムを探すことが非常に重要である。
4.技術サポート
どのHILシステムプロバイダも一流のテクニカルサポートを謳っているため、テクニカルサポートの品質について問い合わせても効果は限定的です。はるかに良い戦略は、提供されるHILシステムがいくつの異なるツールを必要としているかを調査することです。
異なるベンダーのツール間で互換性を維持するのは非現実的であるため、必要なソフトウェア（およびハードウェア）ツールは少なければ少ないほどよい。卓越したテクニカル・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」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するHILベンダーには注意が必要です。
ソフトウェアとハードウェアが統合されたHILシステム、およびシステム（ユーザー・エクスペリエンス）レベルの責任を引き受けるHILベンダーを常に探してください。
5.柔軟性の罠
柔軟性が売りのシステムは要注意です。パワーエレクトロニクスやマイクログリッドのHILシステムを購入する場合、信頼性が高く、再現性のある結果が得られ、使いやすいシステムを主に探しているはずです。
一般的に、柔軟性の謳い文句の陰に隠れているのは、数え切れないほどの時間を費やしてカスタマイズしなければならないプラットフォームであり、その一方で、あなたやハードウェア・イン・ザ・ループ・ベンダーのコントロールの及ばないサードパーティ製ツールの制限に四苦八苦することになる。
HILシステムのユースケースに確信が持てない場合は、投資回収の見通しが立たない投資に急ぐよりも、ユースケースを明確にするために前もって時間をかける方がはるかに良い戦略です。一旦ユースケースが明確になれば、HILの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です。
6.学術的投資利益率
学術的な投資対効果を測定する良い方法は、HILシステムに費やされた1ドル当たりの研究、産業界との協力、学習の達成量を測定することです。ポイント1～5を念頭に置いて選択されたHILシステムは、優れた学術的投資対効果をもたらす可能性が非常に高い。
次のHILプラットフォームを評価する際に考慮すべき点は数多くあります。動きの速いパワーエレクトロニクスとマイクログリッドの分野では、市場における競合他社が増加していることや、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セットアップの作成が素晴らしいプロジェクトに見えることもあり、このことがより大きな課題となっています。
このガイドが、あなたのニーズに最適な一流のHILソリューションで、学術機関の研究、産業連携、教育能力をアップグレードするための大きな落とし穴を避ける一助となれば幸いです。
クレジット
著者｜ニコラ・フィッシャー・セラノヴィッチ
ビジュアル ｜Typhoon HIL
編集｜デボラ・サント
