測定代行株式会社

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SPring-8(大型放射光施設)向け X線実験測定システム開発・機能追加実績

理化学研究所・研究機関納入実績

SPring-8(大型放射光施設)内 実験サイト
X線測定システム LabVIEW機能追加・装置制御インテグレーション

国内外の研究者がスムーズに利用できる、直感的GUIと複数計測器の高度同期制御の実現

兵庫県播磨科学公園都市にある世界最高性能の大型放射光施設「SPring-8(スプリングエイト)」。その研究施設内にあるX線実験サイト(ビームライン)において使われている測定プログラム(LabVIEWベース)の機能追加、および新設された最先端実験装置の統合制御システム構築を測定代行株式会社が担当いたしました。

<導入前の課題・ご要望>X線測定装置の3次元での測定用治具の変更に伴う制御が必要

既存の測定ソフトがあったものの、新しく導入する実験用光学ハードウェアや検出器を連動させるための機能追加が必要だった。また、世界中から集まる共同利用の研究者が限られたマシンタイム(実験時間)内に迷わず、確実に操作できる高度なユーザーインターフェース(GUI)が求められていた。

<測定代行の解決策>現地で研究者の方々と相談しながらLabVIEWのプログラミングを実施

元・横河電気のR&D出身者としての知見をフルに活かし、ドキュメントの乏しい既存レガシープログラムのソースコードを正確に解析。新設装置の通信プロトコル(GPIBとRS485)をLabVIEWへ組み込み、ノイズに強い安定した同期ロギング機能を実装。誰でも直感的に実験条件を設定・実行できる画面を作成した。

具体的な実施内容と技術的アプローチ

1. 既存レガシープログラムの解析と最適化

大学や公的研究所の実験システムで多く見られる「歴代の担当者や研究者が改修を重ねた結果、構造が複雑化(ブラックボックス化)してしまったLabVIEWプログラム」の構造を1から紐解きました。プログラムの安定性を損なうことなく、美しく拡張性の高いVI構造へとリファクタリングを行いました。

2. 新規実験装置・マルチベンダー計測器の統合制御

新しく実験サイトへ搬入された特殊ステージ、光学系アクチュエータ、センサー等のハードウェアをPCから一括集中制御するための通信ドライバーをLabVIEW上で作成。各計測器から吐き出される膨大なX線回折・散乱データをミリ秒単位で同期し、大容量データとして取りこぼしなく自動ロギングするロジックを組み込みました。

3. 研究者ファーストなGUI(操作画面)の構築

SPring-8を訪れる研究者の方々は、限られた数日間の「マシンタイム」の間に実験を成功させなければなりません。操作迷路による時間ロスや設定ミスを完全に防ぐため、試験条件の入力、リアルタイムのグラフ描画、エラー発生時の安全インターロック(自動停止)などを一目で把握できる、スマートで使いやすい画面設計を行いました。

研究開発現場を知り尽くしているからこそできる「並走型開発」
最先端の研究現場では、最初から完璧な仕様書(プロンプト)が存在しないことがほとんどです。「このようなX線照射パターンで、このセンサーの値を連動して録りたい」という研究者様の頭の中にあるイメージを、綿密なディスカッションを通じて測定代行が具体的な仕様へと具現化しました。

システム開発仕様

クライアント 公的研究所・大学共同利用実験サイト(SPring-8内)
開発言語/環境 LabVIEW(コアプログラム改修・新規VI作成)
制御・通信対象 X線検出器、高精度電動ステージ、各種光学ポジショナ、センサーコンソール
主な機能 マルチスレッド同期ロギング、実験プロファイル(スケジュール)自動運転、高速グラフ描画、CSV/バイナリ自動保存、安全インターロック回路連携

開発を終えて(お客様へのメッセージ)

今回のSPring-8をはじめ、JAXA(宇宙航空研究開発機構)「はやぶさ2」関連装置、理化学研究所(理研)、産業技術総合研究所(産総研)、そして数多くの大学研究室において、測定代行株式会社はLabVIEWシステムやオーダーメイド実験装置の作成代行を手掛けてまいりました。

納品したLabVIEWのソースコード(VIファイル)はお客様の財産としてすべて開示・完全譲渡いたします。将来的に研究内容が変わった際、先生方や学生の皆様がご自身の手でちょっとしたカスタマイズや機能追加を行えるため、「開発会社へのブラックボックス囲い込み」による高額な追加費用リスクがありません。

弊社の強み

元・横河電機のR&D出身者が直接設計する抜群の技術力

確かな実績

理研や産総研など、公的研究所や大学への豊富な納入実績

公費対応

コンペ・申請用の相見積もり・指定書類作成も大歓迎

計測器制御・大型研究設備の構築に関わるご相談

ご相談や概算のお見積もりはすべて無料で承っております。仕様書や設計図がなくても大歓迎です。実務経験豊富なエンジニアが、ヒアリングを通じて仕様を具現化します。

お電話での受付:平日 9:00~18:00

048-291-8807

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