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®
を搭載しています。
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
製造現場の制御システムでは、従来方式では対応しきれない課題が明確になりつつあります。
1. PID制御の限界
・むだ時間（遅延）を含むプロセスで性能が低下
・多変数制御で相互干渉が発生し、不安定化しやすい
・非線形システムでは調整が困難
2. 制御調整にかかる負担
・1プロセスあたりの調整に長時間を要する
・最適化が熟練エンジニアの経験に依存
・環境変化のたびに再調整が必要
3. 先進制御導入のハードル
・強化学習は学習データと計算資源の確保が課題
・従来MPCは専用システムが高額で、専門知識も必要
・産業用PCやサーバーを設置するスペースの確保が困難
E-Smart MPCは、これらの課題を現場レベルで解消するために設計されています。
・わずか数エピソードで最適制御を学習
・制御盤にそのまま収まる省スペース設計
・環境変化に自動適応するオンライン学習によりメンテナンスの手間を削減
現場環境に最適化された次世代の制御アプローチとして活用いただけます。
製品仕様
製品仕様は以下の通りです。
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：MCプロトコル 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
Grafana連携のUI
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。
多入力多出力温調システムによる実証実験
こちらはE-Smart MPCによる3入力3出力系のデモ動画です。
相互干渉しあうほど近い距離に置かれた3つのヒーターと3つの温度計を見ながら最適な制御を実現しております。
制御対象の外観
