モデルベース開発におけるSILSとは

モデルベース開発におけるSILSとは

SILS（Software In the Loop Simulation）は、モデルベース開発における重要なプロセスの一つです。MILSで設計された制御モデルを元に、プログラミング言語（例: C言語）で記述されたコードを検証する環境を提供します。

このプロセスでは、制御対象としてMILSと同様のプラントモデルを使用し、MILSから生成された制御ロジックのソースコードをホストコンピュータ上で実行します。これにより、制御モデルと生成コードの動作の一致を確認し、不具合を早期に発見することが可能です。

SILSを活用するメリット

SILSを利用することで、開発プロセスに多くのメリットをもたらします。主な利点は以下の通りです。

コードの早期検証

MILSで設計した制御モデルをコード化した段階で、不具合の検出が可能です。これにより、製品開発の中盤でバグ修正が行えるため、後工程での手戻りを減らします。

ハードウェア制約の排除

開発用コンピュータ上で実行できるため、実機の準備が不要です。このため、ハードウェアの納期やコストの影響を受けることなく、開発スピードを向上させることができます。

コスト削減

ハードウェア環境の構築や実機テストにかかるコストを削減できます。また、早期にバグを修正することで、開発全体のコストを抑える効果も期待できます。

テストの柔軟性

反復的なシナリオ検証や動作確認を効率的に行うことが可能です。特に、自動テスト環境を構築することで、テスト作業の効率化を図れます。

SILSと自動車開発

自動車開発において、SILSは、制御システムの信頼性を確保し、効率的な開発を進めるために欠かせないプロセスです。特に、ECU（電子制御ユニット）の開発では、生成された制御コードが正しく動作しているかを確認するために重要な役割を果たします。SILSは、モデルから生成されたコードに誤りやバグがないかを検証し、状態遷移が適切に設計されているかを確認することで、安全性と信頼性を高めます。

また、SILSでは、MILSで作成されたプラントモデルをそのまま活用することが多く、これにより物理モデルを基にした制御動作の確認が効率的に行えます。これにより、設計段階でのモデルと実際のコードの動作が一致しているかを確認でき、より現実的な動作検証が可能になります。さらに、SILSは多様なシナリオに対する反復的なテストにも対応しており、例えば加速や減速、路面の変化といったさまざまな状況を想定した検証を繰り返し行うことで、実車テストの前に潜在的な課題を発見し、解決することができます。

モデルベース開発エンジニアという職業の魅力

モデルベース開発エンジニアは、シミュレーション技術を活用して製品開発を効率化し、品質向上を実現する専門家です。この職業には以下のような魅力があります。

• 技術革新の最前線で活躍：最先端の技術を活用し、新しい製品の開発に直接貢献できます。
• 幅広い分野での活躍：自動車産業だけでなく、航空宇宙、エネルギー、医療機器など、さまざまな分野でのキャリアが築けます。
• 自己成長の機会：継続的な学習とスキルアップを求められるため、技術者としての成長を実感できます。
• 高い市場価値：MBDのスキルは多くの業界で需要が高く、高い市場価値を持つ専門職として評価されます。

モデルベース開発エンジニアを目指すには、物理モデリング、制御理論、プログラミングなどの専門知識が必要です。しかし、研修制度の充実した企業では未経験者でも学びながらスキルを身につけることが可能です。

モデルベース開発エンジニアに求められるスキルとは？

モデルベース開発（MBD）エンジニアとして活躍するためには、以下の専門的なスキルが求められます。

• プログラミングスキルとツールの習熟：MATLAB/Simulinkなどのツールを使用するため、これらのスクリプト言語やプログラミング言語を理解し、コーディングできる能力が必要です。
• 数学と数値解析の知識：微分方程式、制御理論、信号処理、統計学などの理解と応用力が求められます。
• モデリングとシミュレーションの能力：複雑なシステムのモデルを作成し、シミュレーションを実施するスキルが必要です。
• 制御システム設計の知識：PID制御・状態空間モデル・最適制御といった制御理論を理解。また、アプリケーションに適用して、実践に活かせるスキルが必要です。
• 物理システムの理解：モデルが現実のシステムを正確に反映するために、対象となるモデルの具体的な技術や特定装置の特性を理解することが重要です。

これらのスキルを習得することで、モデルベース開発エンジニアとしての専門性を高め、さまざまなプロジェクトで活躍することが可能となります。

まとめ

モデルベース開発におけるSILSは、開発プロセスを効率化し、品質を向上させる強力なツールです。特に、自動車業界をはじめとする多くの分野での活用が進んでおり、その重要性は増しています。

SILSやMBDを活用した開発手法は、今後さらに進化し、多様な分野での技術革新を支えていくことでしょう。モデルベース開発エンジニアとして活躍することは、技術革新の最前線での貢献を意味し、大きなやりがいをもたらすキャリアだと言えるでしょう。