シミュレーターフレームワーク

概要

市場のダイナミックなニーズを満たすために運用されている異種システムとコンポーネントにより、産業のランドスケープはますます複雑になっています。典型的なプラントフロアは、いくつかの制約とシナリオが課されていますが、これらのシステムが構築されているラボでは、そのほとんどを夢見ることさえできません。この傾向はすぐには減速しません。Utthungaは、シミュレーターフレームワークであるuSimulateにより、工業製品とソリューションのビルダーを支援することができます。uSimulateを利用することで、製品とソリューションのテストと検証を支援する、カスタムシミュレーションシステムの開発を加速できます。

当社のシミュレータフレームワークが提供するビジネス価値は、お客様のニーズに応じた高度なカスタマイズだけでなく、製品の市場投入までの時間を短縮することです。工場やプロセスの自動化システムを深く理解しているため、フレームワークを継続的に拡張して、追加の産業用プロトコル、デバイス、ネットワークをシミュレートできます。

UtthungaのuSimulateフレームワーク

uSimulateフレームワークは、通信プロトコル、フィールドデバイス、制御機器、プロセスフロー、ネットワークトラフィックをシミュレートするための、すぐに使用できるフレームワークです。完全なシミュレーションソリューションを提供するためにゼロから構築されたフレームワークは、最先端のシミュレーションツールとデジタルツインを作成するための複雑さや、開発とテストの労力を軽減します。

このフレームワークには、プロトコルハンドラー、シミュレーションエンジン、デバイスモデルなどのプラグ可能なソフトウェアモジュールが付属しています。これらのモジュールに加えて、個々のプロトコルとデバイスのカスタマイズや、シミュレーションロジックの実装により、ニーズを満たす完全なシミュレーションソリューションを作成できます。

この使いやすく直感的なフレームワークには、次のものが含まれます。

• カスタムビジネスロジックの実装
• 包括的な構成ツール
• シミュレーター自体をテストするためのテストアプリケーション

uSimulateフレームワークを使用して、次の2つのフレーバーのシミュレーターを開発できます。それは「PCベース」と「組み込み」です。

PCベースシミュレーター

このフレーバーのシミュレーターでは、フレームワークは.NET 4.5 SP1の上に構築されており、標準のWindows 7以降のPC上でデバイスをシミュレートできます。複数のシミュレーターインスタンスを使用して、同じPC上で複数のデバイスをシミュレートできます。インスタンスの数は、ハードウェア、メモリー、使用可能な通信ポートによって異なります。

図：アーキテクチャの図

テクノロジー

• プロトコルサポート：TCP/非TCP、シリアル、バスベース
• シミュレーションアルゴリズム
• より高速なUI設計のための、カスタマイズされたWPFスマートコントロール
• プラグアンドプレイスケジューラー、DataSource、チャンネル、DBモデルモジュール
• 構成を保存するためのSQLiteまたはXML
• アプリケーションの状態、エラーなどを含むデータロギング用にカスタマイズされたLog4Net。
• ローカライズサポート

組み込みシミュレーター

Utthungaは、組み込みバージョンのシミュレーターを提供しています。これには、シリアル通信機能を備えたハードウェアに組み込まれるシミュレーションソフトウェアが含まれます。このシミュレーターは、さまざまなプロトコルやデバイスのシミュレーションに使用できます。カスタムソリューションを構築するための設計、開発、およびテストサービスを提供します。これには、TCPポート経由で組み込みシミュレーターと通信する構成および診断ツールが含まれます。

図：HARTデバイスシミュレーターのリファレンス>

テクノロジー

• プロトコルサポート：HART、Profibus、DeviceNet、Ethernet/IP、PROFINET、FF
• シリアル通信用のTCPポート
• PCベースの構成および診断ツール
• 複数のデバイスのシミュレーション
• 構成および診断ツールのカスタムソリューション

Utthungaを選ぶ理由

Utthungaは、産業プロトコルと産業ドメインに関する深い知識を持っています。その知識とソフトウェアおよびハードウェアの優れた技術的能力を併せ持つUtthungaは、お客様に最適なシミュレーターソリューションを構築できます。当社と連携してシミュレーターソリューションを開発したり、実績のある既存の製品/ソリューションを選択したりすることには、次のような利点があります。

より早い市場投入：uSimulateは、70%の準備が整ったシミュレータフレームワークです。新しいソリューション向けの特定のカスタマイズは、プロジェクトのスケジュールに従って開発、テスト、提供できます。uSimulateフレームワークは（新しいソリューション要件の流れを前提に）継続的にアップグレードされているため、すでにあるコードベースからお客様のニーズに対応できることがよくあります。

カスタマイズ：フレームワークのモジュラー型アーキテクチャを前提に、お客様に固有のカスタマイズを簡単に行うことができるため、納期が短縮され、テストの労力が削減されます（約50%）。特定のお客様のカスタマイズが他のお客様にも有益であると見なされると、変更がフレームワークレイヤーで行われるため、新しいお客様も既存のお客様も継続的にアップグレードされる製品の利点を活かすことができます。

産業用デバイス、プロトコル、通信、ネットワークのすべてのレイヤーに関する専門知識。業界標準に関する当社の深い知識により、フィールドテスト済みのアクセラレーターとフレームワークを使用して、成熟した安全な開発プロセスに従うことができます。

プロセス、電力、ディスクリート産業を含むさまざまな分野の理解。当社は複数展開のシナリオやネットワーク構成などのさまざまな異なる要素をソリューションに取り入れることを支援できます。

展開：当社の専門家エンジニアは、計画されたテスト/展開シナリオにシミュレーターが確実に適合するように、すべての段階でお客様を手引きします。 過去の経験が不足している場合は、お客様との緊密な共同開発モードで作業するか、サードパーティのコンサルタントに依頼してドメインの専門知識を取り入れることができます。

シミュレーターフレームワークアプリケーション

シミュレーターは、工業製品およびソリューションの設計と開発の不可欠な部分として受け入れられています。UtthungaのuSimulateアクセラレーターは、カスタマイズされたシミュレーションツールの開発に役立ちます。uSimulateの実際のユースケースまたはアプリケーションには次のものがあります。

産業アセットの仮想テストと検証

シミュレーションモデルでは、制御ループ、安全機能、アラームとイベントの通知、障害応答などのさまざまなパラメーターについて、通常と極端の両方の動作条件下でホストシステムを検証および妥当性検査します。これらは、製品エンジニアリングおよびシステムエンジニアリング中に、ホストシステムのパフォーマンス、スケーラビリティ、応答時間などを検証するために使用できます。

• 制御システム、AMSシステム、コンフィギュレーター、キャリブレーター、診断/テストおよび測定機器を検証します
• さまざまなバージョン、型、モデル、デバイスタイプ間の相互運用性を検証します

仮想試運転

シミュレーターアプリケーションは、ラボ内での、フィールドデバイスの実際のアドレスを使用したシステムの仮想試運転に使用できます。これは、プラントでの試運転時間を最小限に抑えるのに役立ちます。これは、お客様が試運転段階で確信を持つための事前FATに使用できます。

サービスとサポート

このアプリケーションを使用して、現場での問題を引き起こしている状態を再現できます。これにより、サポートやサービス時にお客様にソリューションを迅速に納品することができます。

トレーニングと教育

運用トレーニングおよび状況に応じた準備活動の一環として、トレーニングやデモンストレーションの資料、ビデオの作成時に使用できます。

デモンストレーション

これらのアプリケーションは、ホストシステムの製品機能のライブデモンストレーションや、ウェビナー、エクスペリエンスセンター、展示会での診断機器で使用できます。

よくある質問

1つのPC上でプロトコルまたはデバイスシミュレーターの個別のインスタンスをいくつ実行できますか？

これは、PCの構成によって異なります。共有モジュールが存在しないため、シミュレーターに制限はありません。

2. それぞれに10個のパラメーターがある2000のModbus（TCP）スレーブをシミュレートする必要があります。実現可能ですか？

はい。可能です。

3. カスタムデータシミュレーションアルゴリズムを追加できますか？

はい。フレームワークには、固定値のシミュレーション、データの切り替え、正弦値とランダム値のサポートが事前に組み込まれていますが、シミュレーション用のカスタムアルゴリズムも柔軟に追加できます。

4. シミュレーションが必要な独自のプロトコルを持っています。UtthungaのuSimulateを使用してカスタムシミュレーターアプリケーションを開発するには、どのような詳細情報が必要ですか。また、どのくらいの時間がかかりますか。

uSimulateでは、カスタムシミュレーターを開発できます。シミュレーターを構築するには、プロトコルの仕様とターゲット環境の詳細が必要です。当社のエンジニアは、お客様と緊密に協力してお客様の要件を正確に把握し、考えられるソリューションの詳細をスケジュールとともに提示します。