E-Smart MPC
E-Smart MPC
E-Smart MPCとは
製造業の制御システムに革新をもたらす「E-Smart MPC（Edge・Embedded・Economical Smart MPC）」は、従来のPID制御の限界を突破し、強化学習の実装課題を解決する画期的なAI制御コントローラーです。
産業用Raspberry Pi 5をベースとした堅牢なハードウェアに、弊社独自のSmart MPC®技術を搭載。
制御盤に収納可能なコンパクトサイズで、製造現場への導入を容易にしました。
製造現場が直面する制御の課題
製造業の制御システムにおいて、以下のような課題が顕在化しています：
1. PID制御の限界
・むだ時間（遅延）を含むプロセスでの性能低下
・多変数制御での相互干渉による不安定化
・非線形システムへの対応困難
2. 制御調整の人的負担
・1プロセスあたり長時間の調整作業
・熟練エンジニアの経験に依存
・環境変化への再調整の必要性
3. 先進制御技術の導入障壁
・強化学習：大量の学習データと計算リソースが必要
・従来のMPC：高額な専用システムと専門知識が必須
・実装環境：産業用PCやサーバーの設置スペース確保
E-Smart MPCは、これらの課題を包括的に解決します：
・高速学習：わずか数エピソードで最適制御を習得
・省スペース：制御盤内への収納が可能
・メンテナンスフリー：環境変化に自動適応するオンライン学習
製品仕様
ハードウェア仕様
・プロセッサ：Cortex A76（4コア）
・メモリ：8GB RAM
・ストレージ：32GB（システム・学習データ保存用）
・筐体：制御盤収納対応（産業用規格準拠）
・電源：DC24V（産業標準）
・動作温度：0〜50℃
・ネットワーク：Gigabit Ethernet × 2ポート
・通信プロトコル：Modbus TCP対応
ソフトウェア仕様
Smart MPCエンジン：
・独自開発の高速MPC演算アルゴリズム
・リアルタイム学習・推論エンジン
・自動パラメータ調整機能
システム要件：
・各社主要PLCに対応
・Grafana連携による可視化・入力が可能
倒立振子による実証実験
E-Smart MPCの性能を実証するため、制御工学のベンチマークである倒立振子制御での検証を実施しました。
・学習効率：わずか数エピソードで安定制御を実現
・比較：従来の強化学習（DQN）では数百エピソード必要
・実証：複雑な非線形システムでの優位性を確認
この検証により、E-Smart MPCが少ない学習データで高度な制御を実現できることが実証されました。
製造現場の様々な制御課題にも同様のアプローチで対応可能です。
