制御系システムの基礎知識とおすすめ開発会社5選

1.　制御システムの基礎知識

制御システムの外注を検討する場合は制御システムの基礎知識について理解しておくと、さらに外注の際のイメージがしやすくなるでしょう。そこでここからは下記の2つの視点で制御システムの基礎知識をご紹介します。

• 制御システムとは
• 制御システムが使われているもの

制御システムの概要と制御システムが実際に使用されている実例もご紹介するので、制御システムへの理解度を高める際のご参考にしてください。

制御システムとは

制御システムとは、他の機器やシステムを管理し制御するための機器、あるいは機器群のことを指します。IT（Information Technology）と比較して、OT（Operational Technology）とも呼ばれることもあるのが特徴的です。

制御系の代表例で身近なものとしては、駅の自動改札機や切符の自動販売機等が挙げられます。これらは機械の制御を行うための情報システムであり、ソフトウェアで機器の動きを制御しようとするものです。危機をより安全かつ効率的に管理できることから導入されることが非常に多くなっています。

この制御システムは、電子レンジや電器炊飯器にも入っています。制御系に適したプログラム言語は、アセンブリ言語、JAVAなどがあります。アセンブリ言語とJAVAには下記のような特徴があるのがポイントです。

● アセンブリ言語

人間に理解しやすい文字列や記号となっているプログラミング言語となっている。CPUの種類に応じて記述の仕方や文法が違うので、少し扱い難い場合があるが、一つのCPUに特化した仕様なため速度は早い。

● JAVA

OSに依存しないことから、どんな環境でも開発が可能になっているので制御システムの開発に用いられることも多い。処理速度も早いので、開発効率を高める際にもおすすめのプログラミング言語。

また、最近では様々なデバイスな機器などに制御系システムが組み込まれることが多いことから、セキュリティ面が徹底されているのもポイントです。そのため、外注する際には外注先にセキュリティ面の対応を聞くことも重要となっています。

制御システムが使われているもの

制御システムの代表例としてまず挙げられるものとしては、車の例が挙げられるでしょう。走行性やスムーズな運転を可能にするために、制御システムが導入されているのがポイントです。車両の走行が不安定だったり、スピードが出過ぎてしまったりする場合にエンジンやブレーキを調整してくれるので非常に便利です。横滑り防止やスリップ防止なども期待できるのでより安全な走行性が期待できるでしょう。

また、夏場に使うことの多いエアコンも例として挙げることができます。複数の人が部屋の中にいても、温度を一定に保つようにして、電気代をより抑えるために最適な作動を行ってくれます。このように利用者の快適性に繋がるため、エアコンにおいては制御系システムが組み込まれることが標準となっています。人間が細かく調整する必要がないので、より気楽にエアコンを使うことが可能となっているのです。

これらの例のように、日常用品の中にも多く制御系システムが組み込まれているのが理解できるでしょう。IoT化の波でさらに注目が集まるようになり、人がより快適に暮らすために必須なシステムとなっています。

制御システム開発の対応が可能な会社を探すならリカイゼンにお任せください！
リカイゼンでは、熟練のマッチングスタッフが、希望条件に応じて適した会社候補を選定し、無料紹介いたします。
まずはご相談からでもお気軽にご連絡ください。

2.　制御システム開発の流れを解説

この制御系システムを開発する大まかな流れとしては、「要件定義・外部設計→内部設計→実装作業・コーディング→テスト→運用・保守」というのが主流です。多くの企業で用いられる開発方法なので、あらかじめ理解しておくことが重要となります。

それぞれの流れを細かく把握することで、制御系システムの外注を行う際のイメージや注意が把握しやすくなります。ここからはそれぞれの流れについて詳しく解説していくので、1つ1つ確認していきましょう。

制御システム開発の流れ【要件定義・外部設計】

要件定義・外部設計では、ユーザーが何を必要としているかを入力と結果によって見極めます。システム開発の範囲を決めるので、非常に重要な工程になっているのがポイントです。もし、要件定義の段階でズレが生じていると、システム開発の全体像がぼやけるので注意が必要となります。

まずは発注者側と受注者側でしっかりと話し合うことから要件定義が始まります。そこで発注者側は受注者側に下記の項目を必ず伝えるようにしましょう。

発注者が伝えるべき項目

• どんなシステムを開発したいのか
• システムを開発してどういったゴールを目指したいのか
• 細かい機能としてはどんなものが欲しいのか
• どのような流れで開発したシステムを導入するのか

これらのことを受注者側に伝えておくとお互いでズレが発生することなく、制御システム開発の全体像が決められます。そして要件定義が済んだ後は、外部設計の段階に進んでいきましょう。

外部設計とは要件定義で決めた内容を元にユーザーが直接見える部分や、操作方法、画面などを設定していきます。要件定義の内容がブレていると、この段階で修正する必要があるので十分に注意しましょう。

操作方法や画面はユーザビリティに関する部分であり、顧客の満足度に繋がる点なので気を抜かないように開発を進めることが求められます。

制御システム開発の流れ【内部設計】

内部設計では、ユーザーの要求をどのようにして実現するかを考えます。データ処理など制御システム内部の部分の設計となり、実装作業やコーディングに直結する部分となるので、細かく設計する必要があります。

内部設計が詰められていないと、実装作業やコーディング作業が上手くいかなくなるので十分な注意が必要です。実際に内部設計は「機能分割」「物理データ設計」「入出力の詳細設計」の段階に分けて設計するのが通常の流れです。具体的には下記のような設計を施します。

● 機能分割

システムを機能ごとに分類し、実装する内容や機能間でのデータ処理のフローを設定する。機能分割の作業をしっかりとすることでコーディングやメンテナンスがやりやすくなる。

● 物理データ設計

システム内部でのファイルやデータ処理の部分を設計。データの流れをイメージしながら行っていく。

● 入出力の詳細設計

外部設計で設計したインターフェース部分の詳細部分を確認。初期値の定義や表示メッセージ、入力データのチェック方法などを調整する。

制御システム開発の流れ【実装作業・コーディング】

実装作業・コーディングでは、設計にしたがってコーディングを行います。内部設計の詳細に従い、プログラミング言語を用いてシステムを構築していく流れです。プログラムの作成を行うので非常に重要度の高いフェーズとなっています。

制御システムに実行させる指示を記述し、細かく設定を行います。ここでポイントなのが、初めから完璧さを求めず、一定の品質を確保してコーディングをすることです。問題点があれば随時解決を図り、徐々に完成に持っていきます。

システム開発には納期があるので、あまりに完璧さを求めてしまうとスケジュール通りに進まなくなってしまう恐れがあります。そのため、クオリティとスケジュールのバランスを保ちながら実装作業を行うことが大切です。

実際にはこの工程はプログラマーが行う工程となっています。ただそのまま任せるのではなく、進捗やスケジュール管理なども様子を見ることが大切です。スケジュール通りにシステム開発を進めるためにも管理をするのも非常に重要な作業となります。

制御システム開発の流れ【テスト】

テストでは、設計通りに動くかをテストし、想定外の動作をしないかを確認します。バグや不具合がある場合はこの段階で修正し、さらなる完成を目指すことが重要です。基本的には全体ですぐテストを行うのではなく単体のプログラムで単体テストを行います。単体テストを事前に行うことで、作業のやり直しを最小限に食い止められるでしょう。

そして、1つ1つのプログラムに問題が無ければ繋げて、全体テストを行う流れになります。プログラムを連結させて異常がないかどうか確認し最終チェックを図ることが目的です。この2重工程で進めることによってさらに細かいテストが可能になり、効率的な検証を行うことが可能となります。

最後に運用・保守ではユーザーの改善要求や不具合などに対応し、改修や機能追加を行います。ここで、要件定義の時と同じように発注者側と受注者側で十分に打ち合わせることが重要となります。最終的なシステムの改善に当たる部分になるので、お互いでズレのないように意思確認を行いましょう。

また改修や機能追加を施し次第、再度テストを行い確認します。改修や機能追加に対して問題が無ければ受注側が発注者側の導入フォローを行い、そのまま納品となるのが一般的な流れです。

制御システム開発の流れ【モデルベース開発】

制御系システム開発をもっと詳しく見てみると、モデルベース開発というプロセスが存在します。制御対象をモデリングし、制御コントローラを設計・解析します。そしてシュミレーションなどでコントローラを検証し、実装および実地テストを行います。これは制御系システム開発ならではの開発方法です。

モデルベース開発は、モデルを実際に見ながら動かして効果検証やテストを行うことが可能です。細かくスムーズにチェックを行うことのできる画期的な開発方法となるので、より開発効率を高める場合に導入することがおすすめです。

モデルやシュミレーションを通して、実際のハードウェアでは測定しづらい検証も行えるのでさらに完成度にこだわれるのも大きなメリットとなります。開発速度だけではなく、完成度の向上にも繋がるので制御システムを開発する際に恩恵が大きいです。

ただ、モデルベース開発にはメリットだけではなくデメリットも存在するのが注意点となります。デメリットとしては開発対象のモデルとは別に、制御対象となるモデルを作る必要があることが挙げられます。

さらにシミュレーション結果に不具合があるたびに修正を行う必要があるので、結果的に工程が増えてしまう場合もあります。そのため、全ての場合でスムーズにいくとは限らないのが注意点と言えるでしょう。

また、モデルを開発するためには受注企業のスキルの高さも必要となります。したがって、モデルベース開発を行いたい場合は、モデルベース開発に慣れており、実績が十分にある企業に依頼することが大切です。

3.　制御システムの外注先の選び方

制御システムの外注先を選ぶ際にはポイントが存在します。もし、そのポイントを抑えられていないと外注に失敗する危険性もあるので注意が必要です。そのため、ここからは下記の2つの視点で制御システムの外注先の選び方をご紹介します。

• 制御システムで必要なスキル・言語
• ハード面・組み込み系への理解があるか

ここからはそれぞれのポイントについて詳しくご紹介するので、1つずつ確認していきましょう。

制御システムで必要なスキル・言語

制御システムはいわゆるWEB系とは異なる言語を中心にしているので、制御系の実績のある会社を探す必要があります。よく確認せずに制御システムの実績がない企業に外注をしてしまうと、満足度のシステム開発に繋がりません。

そのため、制御システムを開発できる企業かどうかホームページや問い合わせで確認することがおすすめです。どのような企業のどのようなシステムを開発しているのか細かく確認し、十分な実績があれば依頼をしても問題はないでしょう。

制御システムの開発を行う際にはハードウェアなどの知識も求められおり、制御システムを開発できるエンジニアや会社は限られているのが現状です。そのため、外注を行う際には制御システムで必要なスキル、言語、実績を持っているか必ず確認しましょう。

ハード面・組み込み系への理解があるか

制御システムの多くは、ハードと関わりが深くなっています。そのためハード連携や組み込み系などの知見がある会社を選ぶ方がスムーズです。ハード面・組み込み系への理解がない企業だと制御システムの開発は難しくなります。

そのため、実際に打ち合わせの段階などでハード連携や組み込み系などの知見がどのくらいあるか確認しましょう。できれば個人のエンジニアのスキルまで確認できるとより確実です。

もし、モデルベース開発などより高度な開発を希望する場合は、打ち合わせの段階で確認しておくと良いでしょう。

制御システム開発の外注先を探すならリカイゼンにお任せください！
リカイゼンでは、制御系や組み込み系などの開発実績を持つ開発会社候補を選定し、無料紹介いたします。
まずはご相談からでもお気軽にご連絡ください。

4. 制御系開発が得意な開発会社4選

ここでは、制御系開発が得意なシステム開発会社を4社紹介いたします。

株式会社システム総合研究所

株式会社システム総合研究所は東京都杉並区に本社を置くシステム開発会社です。

事業内容は制御系・組み込み系開発、ソフトウェア・業務システム開発、Excelマクロ・VBA開発などをしています。

特に制御系開発では、メーカー新商品のソフトウェア開発を設計から組み込み制御と幅広い技術力で対応し、製品の設計・開発、、試験評価までをトータルでサポートしています。

株式会社アヴァンザ

株式会社アヴァンザは東京都渋谷区にあるシステム開発会社です。

自社ソリューションであるTAGMATCH（タグマッチ）、CABIMATCH（キャビマッチ）を含め、webシステム、制御系システムの設計から開発まで一気通貫でソリューションを提供しております。

大手SI企業と協力なパートナーシップを結んだ上で、企画から開発、運用まで様々なプロジェクトに関わってきた経験があるため、実績は十分です。

アイスペック・ビジネスブレイン株式会社

ナインアルファ合同会社は神奈川県横浜市に本社を置くシステム開発会社です。

ソフトウェアや組み込み系の受託開発と、製品かライフサイクルの上流から下流までをサポートしています。

大手の電気会社で培った技術を基に、コンサルティング、開発、デザインなどで多くのニーズに応えることができます。

ナインアルファ合同会社

ナインアルファ合同会社は神奈川県横浜市に本社を置くシステム開発会社です。

ソフトウェアや組み込み系の受託開発と、製品かライフサイクルの上流から下流までをサポートしています。

大手の電気会社で培った技術を基に、コンサルティング、開発、デザインなどで多くのニーズに応えることができます。

もっと制御システム開発の外注先候補を見たい場合リカイゼンにお任せください！
リカイゼンでは、制御や組み込み系などの開発実績を持つ開発会社候補を選定し、無料紹介いたします。
まずはご相談からでもお気軽にご連絡ください。

5.　制御システムのまとめ

制御システムの基本から、開発の流れ、外注会社の選び方を見てきました。
制御システムは私達の身近なところに使われています。IoTなどの領域も広がり、ますます制御システムが使われる場面も増えていくでしょう。