の回路図を二度と描き直す必要はもうありません

チームは、ファームウェアを記述する前に、制御コンセプトの妥当性を検証する必要があります。開ループスイープ、過渡応答、トポロジのトレードオフなどです。多くのチームは、別途オフラインツールを用いてモデルを作成しますが、そのモデルは結局捨てられてしまうことがほとんどです。

• TyphoonSim: 完全に柔軟な可変ステップのオフラインシミュレータ。リアルタイムの制約がなく、開ループシミュレーション、過渡解析、周波数領域解析に対応しています。
• 同じ回路図から、そのままリアルタイムHILへ移行できます。再描画は不要です。

オフラインシミュレーションとリアルタイムシミュレーション間のモデル変換を排除することで、モデリングエラーや手戻りの主な原因を取り除くことができます。1つのツールチェーン、1つのモデル、1つの信頼できる情報源。

制御コンセプトはシミュレーションで検証済みです。次のステップは、実際のハードウェアを用いてループを閉じることでありますが、制御ボードはまだ存在していません。

• Typhoon HIL 制御プロトタイピング・プラットフォームでは、同じHILデバイス上で、リアルタイムのパワーステージ・モデルに対してアルゴリズムを実行します。
• あるいは、コード生成を利用するか、HILをプラントとして使用するサードパーティ製のRCPプラットフォーム（ベンダー製またはカスタムメイドを問わず）を活用することもできます。

数週間から数日に短縮。ラピッド・コントロール・プロトタイピングにより、アルゴリズムの構想から閉ループによるハードウェア検証までの期間が、数週間から数日に短縮されます。より多くの問題を早期に発見できるため、ハードウェアプロトタイプの反復回数が削減されます。

ファームウェアは制御ハードウェアに書き込まれ、展開されます。実験室の設備は共有されており、テスト環境も限られているため、最も重要な故障シナリオを実際の電源環境下で安全に実行することは不可能です。

• Typhoon HILが誇る独自の閉ループHIL：実際の制御ハードウェア、実際の制御ファームウェア、リアルタイムのパワーステージモデル。コントローラにはその違いが判別できません。
• モデル内部のシグナルへの完全なアクセス。物理的なハードウェアでは得られない可視性。

電力ではなく、ソフトウェアを用いてソフトウェアをテストします。物理ハードウェアでは現実的でない、あるいは安全でない障害やエッジケースのシナリオも検証可能です。再現性があり、24時間365日稼働します。

製品グレードの制御ハードウェアおよびファームウェアは、検証の準備が整っています。電源試験室での数点の動作条件だけでは、網羅性とは言えず、あくまでサンプルに過ぎません。ここでの結果によって、何をどの程度の確信度でリリースするかが決まります。

• 完全なC-HIL：ハードウェア、ファームウェア、入出力、通信を実際に制御し、高忠実度のナノ秒単位のリアルタイムモデルに接続されたシステム。
• スイッチングの挙動が正確に再現されています。テスト結果と、実際の現場で製品が検知する状況が一致します。

制御された再現性のある仮想プラントを用いた、体系的な動作点の網羅性確保、ストレステスト、および回帰テスト。電力実験室でのテストと比較して、半分の時間で、動作点あたりのコストを大幅に抑えながら、同等のテスト網羅性を実現します。

グリッド障害、シュートスルー、過電流事象、センサーの故障。実機でのテストは危険で、コストもかかり、現実的ではありません。多くのチームは、危険なシナリオを完全に省略するか、本番環境のハードウェアで一度だけ再現し、その結果が再現可能であることを期待するかのどちらかです。

• プログラム可能な障害注入：任意のシナリオを定義し、正確なタイミングでトリガーし、繰り返し実行できます。
• 完全な安全性：障害はシミュレーション内にのみ導入され、実際の電力設備には導入されません。

パワーラボと比較して、1回のテスト実行あたりのコストが低い。実機での故障によるコストは、制御されたHIL環境で同じ不具合を発見する場合に比べて、桁違いに高くなる。

手動テストには本質的な限界があります。ファームウェアのビルドが行われるたびに、回帰テストの実施が義務付けられます。自動化が行われない場合、その義務はリリースの妨げとなるか、あるいは黙って見過ごされてしまいます。その結果、欠陥が実環境に流出することになります。

• TyphoonTest: 汎用ツールを流用したものではなく、パワーエレクトロニクスのHIL専用に設計されたPythonベースのテスト自動化フレームワーク。
• 構造化されたレポート作成と結果のログ記録により、規制対象市場におけるトレーサビリティとCI/CD統合が実現されます。

同人数で、桁違いに高いテストカバレッジを実現。自動化されたテストシーケンスにより、一晩の稼働で数百もの動作点、故障状態、およびエッジケースを網羅します。

製品はリリースされましたが、ファームウェアの更新、新機能の追加、現場での不具合などにより、テスト作業は決して終わることがありません。適切に維持管理されたHILベースラインがなければ、更新のたびに余分な負担が生じ、回帰リスクが蓄積されていきます。

• Typhoon Test Hub：製品バージョン横断で、テストキャンペーン、結果、ベースラインを一元管理。継続的な検証カバレッジを実現し、手動でのスケジューリングは不要です。
• 開発段階で使用されたのと同じHILモデルが、恒久的な回帰検証の基準として機能します。

テスト自動化IPに追加された各行は、数え切れないほど繰り返し活用されます。HILのライフサイクル保守にかかるコストは、同等の電力実験室の維持費のほんの一部に過ぎません。モデルは製品とともに移動します。

実際の環境下で、主要製品の実際の動作を、いつでもどこでも実演できます。展示会、見込み客との商談、パートナー向けイベントなど、あらゆる場面で活用可能です。

• HIL Compatible 製品デモ機。実際の製品を、コンパクトで持ち運びやすく、安全な「卓上型」デジタルツインとして再現します。
• 見込み客は、あらかじめ録画されたデモではなく、製品の実際のインターフェースを操作し、実際の動的な動作を目の当たりにします。

ビジネス目標への貢献を実現します。見込み客は、自身のアプリケーション環境において、コンバーターの実際の動作を確認できます。販売サイクルが短縮されます。HILはコストセンターから利益センターへと転換します。

「当社の用途で機能することを証明できますか？」見込み客はプロジェクトを計画中であり、購入を決定する前に、御社の製品が自社の具体的な負荷プロファイル、系統状況、および性能要件に適合しているかどうかを確認したいと考えています。

• HIL Compatible モデルは、お客様の具体的なプロジェクトを御社の実際の製品モデルで再現し、信頼性の高い結果を提供します。
• さらに、見込み客、学術関係者、認証機関、アドバイザーと、SILおよびリアルタイムSILモデルを交換しましょう。条件は貴社のご都合に合わせて。

顧客体験。顧客は、自社の具体的な用途において、御社の製品が実証されているのを目の当たりにします。販売サイクルが数週間から数日に短縮されます。1人のエンジニアがより多くの顧客をサポートできるようになります。

御社のアプリケーションエンジニアリングチームは、それぞれ独自の要件を持つ顧客固有の設計を、ますます多くサポートしています。時間はボトルネックとなっています。このモデルにより、スケーラビリティが実現されます。

• アプリケーションに特化したパラメータ調整について

  HIL Compatible 検証済みのアプリケーション設計のための高精度プラットフォーム。

• その結果、検証済みのアプリケーション設計からなる再利用可能なライブラリが構築され、将来的に同様のプロジェクトに取り組む際の時間を短縮できます。

より多くの顧客を、より迅速にサポートします。アプリケーションエンジニアリングは、顧客や市場を問わず再利用可能な、拡張性の高い知識資産となります。

ある顧客から、特定の使用条件下でコンバータの動作に予期せぬ現象が見られるとの報告がありました。この現象を再現するには、現場へ赴くか、ハードウェアを返送する必要があります。また、診断にはデータログに基づく長期間にわたるやり取りが必要となります。

現場の問題解決に要する時間が、数週間から数時間に短縮されました。期待を上回る顧客体験に加え、オンサイトサポートの訪問や配送にかかる諸経費の削減という目に見えるコスト削減効果も実現しました。

システム統合の問題を発見するのに最もコストがかかるのは、現場です。だからこそ、そこで問題が発生しないように対策を講じる必要があります。

• 当該モデルを用いてFATおよびSATを実施した。制御された環境下で、グリッド故障時の応答、保護協調、およびディスパッチ動作の検証を行った。
• HIL Compatible: 実際の製品コントローラをループに組み込み、プラント全体のモデルに対して行うシステムレベルの検証。

プロジェクトの開始から終了まで。システムレベルの問題は、コストのかかる現場での試運転の段階ではなく、デジタルで検出・解決されます。

受注したプロジェクトで1時間遅れるごとに、実際のステークホルダーには実質的な金銭的損失が生じます。万全の準備を整えて臨むようにしましょう。

試運転により時間を計測。準備作業を削減し、予期せぬ事態への対応を検証し、対象範囲を拡大した。数千ものシナリオをデジタル上で完了させた。

証人テストは重要な関門です。この段階で失敗すると、プロジェクト全体の中で最も大きなコストがかかります。

• この HIL Compatible プラットフォーム上でFATおよび実機試験が実施されました。本システムはすでにデジタル検証を完了しています。
• 故障時耐過渡性能、保護トリップ、および系統障害への応答。モデル上で、実際のファームウェアと実際のインターフェースを用いたコンバータの実動作を実証。

モデルの検証が完了した引き渡し時。モデルに対する立会試験を行うことで、重大な分岐点が単なる形式的な手続きへと変わる。

プラントのオペレーターは、通常時、故障時、および異常な運転モード時におけるシステムの実際の挙動を理解する必要があります。稼働中の設備を用いた訓練は費用がかさむ上、リスクも伴います。

稼働中のシステムの挙動に関するオペレーター研修。十分な研修を受けたオペレーターは、ミスが少なく、異常事態への対応が迅速であり、予期せぬ停止も少なくなります。

製品はインストールされ、正常に動作しています。質問は絶えることはありませんが、その内容は変わっていきます。

• この HIL Compatible 顧客先での運用モデルにより、ライフサイクル全体を通じて顧客との密接な関係を確保します。
• モデルのメンテナンスは、単発の成果物ではなく、継続的な収益を生み出すサービスとなります。

モデル保守サービスによる収益。モデルは、お客様の製品が市場に投入されるまでの全工程にわたり活用されます。導入の各段階において、商業的価値が生まれます。