INNOVÁCIÓS DÍJ
National Instruments virtuális laboratóriumi oktató eszközkészlet
Kelt:
2007. szeptember 7.
Pályázó:
National Instruments Europe Kft.
Innovációs Díj
Bevezetés A National Instruments Europe Kft. által gyártott és forgalmazott, NI ELVIS egy forradalmi, LabVIEW-alapú oktatási termék, amelyet arra terveztek, hogy emelje a mérés, a tervezés és a prototípuskészítés színvonalát a felsőoktatási laboratóriumokban. Az ELVIS rendszer valós elemekből, próbapanelen összeállított áramkörök virtuális műszerekkel történő tesztelését valósítja meg. A rendszer egyik oldalról költséghatékony elektronikai mérőlaboratórium kialakítását teszi lehetővé, mellyel 13 különböző, nagy értékű mérőműszer váltható ki. Másrészt a virtuális és valós világ látványos összekapcsolásával segíti a fiatalok érdeklődésének felkeltését a téma iránt. Az ELVIS rendszerhez kidolgozásra került egy, az elektronika oktatását és tanulását támogató rendszer, amely hardver, szoftver és oktatási segédletek együttes rendszerével biztosít könnyen megérthető, látványos, interaktív segítséget az elektronikát tanulni vágyók számára. Ezen belül egy tankönyv, mely elméleti és gyakorlati ismereteket ad az analóg és digitális elektronika területén, tematikus mérési gyakorlatokkal segíti nem csupán a diákok, hanem az oktatók munkáját is. A mérési gyakorlatok az NI ELVIS rendszer alkalmazásával mutatják be az áramkörök működését. Így a hallgatók teljes körű ismereteket szereznek a mérőrendszerek kialakításával kapcsolatban, melyet jól hasznosíthatnak a későbbiekben akár munkájuk során is. Eredmények
Világszerte 9854 db ELVIS került eladásra, melyből 75 db Magyarországra történt. A 9854 db eladásából származó árbevétel 3 mrd Ft, a magyarországi eladásokból származó árbevétel pedig meghaladta az 30 millió Ft-ot.
Az oktatási anyag minőségét a hallgatók elégedettsége tükrözi.
A folyamatos fejlesztés eredményeképp, meglévő vásárlóink bizalmát sikerült megőrizni, illetve növelni.
Az amerikai anyacég bizalom növekedésének eredményeképp, egyre több termék gyártását bízta a magyarországi gyárra.
Referenciák A következőkben felsorolt pontok a pályázat során kerülnek részletezésre.
Hazai egyetemek, szakközépiskolák, valamint külföldi cégek és oktatási intézmények
Cikkek (Észak-Magyarország, Helyi tükör)
Konferencián elhangzott előadás
2
Innovációs Díj
Bemutatkozás A mérés- és automatizálás technológia terén mára már piacvezető pozíciót betöltő National Instruments Corporationt (NIC) 1976-ban alapította, a műszaki képzésről méltán világhírű austini egyetemen végzett három teszteléssel és mérésekkel foglakozó mérnök, az amerikai Texas állam fővárosában, Austinban. A National Instruments Corporation, mint multinacionális vállalat, a csúcstechnológiai termékfejlesztés egyik kiemelkedő képviselője. Fejlődése során a vállalat vezető beszállítójává vált a számítógép műszerezésű hardver és szoftver termékeknek, amelyeket mérnökök, kutatók, fejlesztők alkalmaznak szerte a világon az ipari mérés és automatizálás, illetve az oktatás és kutatás területén. A cég felvevőpiaca kiterjedt és változatos, de termékeit elsősorban különféle ipari gyártási folyamatok paramétereinek mérésére, az előállított termékek tesztelésére, valamint ipari termelési folyamatok automatizálására használják. A vállalat különös hangsúlyt helyezett a rohamosan fejlődő számítógépes technológiára, az Internet alapú megoldások kifejlesztésére, a folyamatos szoftver fejlesztésre és a könnyen átalakítható, egymással kombinálható nagyteljesítményű hardver eszközök kialakítására is. A társaságnak jelenleg több mint 30 országban van értékesítési irodája, többek között az Egyesült Államokban és Németországban, ezek mellett Indiában és Kínában Kutató-fejlesztő központokat üzemeltet, két gyáregysége közül pedig az egyik az Egyesült Államokban, a másik Magyarországon található. A National Instruments Corporation 2000-ben határozta el, hogy létrehozza második gyártóbázisát, melyet a vevői igények gyorsabb kiszolgálása, az amerikai gyár kapacitásának korlátai, valamint a hatékonyabb költséggazdálkodás indokolt. A tőkebefektetésre több országot és helyszínt versenyeztettek meg egymással és a kiválasztási folyamat végén Magyarországra, azon belül pedig Debrecenre esett a választás, ahol KeletMagyarország egyik legjelentősebb – tizenhárom millió dollár értékű – zöldmezős beruházása indult el, a Debreceni Ipari Parkban. A vállalat 2001-ben kezdte meg a gyárépület és az infrastruktúra kialakítását, melynek finanszírozása teljes egészében tulajdonosi tőkeráfordítással történt.
3
Innovációs Díj
2001. októberére az ingatlan kivitelezése befejeződött, s a cég a vámszabadterületi státuszt is megkapta, így indulhatott az első gépsor telepítése és a próbagyártás, majd pedig ezt követően a sorozatgyártás. 2001. december 31-re 105 munkavállalót alkalmazott a cég, a gyártást pedig egy gyártósorral két műszakban végezte. Ma már több mint 800 embert foglalkoztat a cég és a bővülés folyamatos: évente körülbelül 100 fővel gyarapszik a vállalat munkavállalóinak száma. Termelés csak Austinban és Debrecenben folyik. Ma már a termelés legnagyobb hányada, közel 90%-a Debrecenben folyik. A debreceni gyárban a piacon ismert összes elektronikai szerelési technológiát alkalmazzuk, viszont mindezt nem tömegtermelési környezetben, hanem ún. „high mix-low volume” technológiát alkalmazva, azaz sokféle terméket, kis darabszámban gyártjuk. A Figyelő Top 200-as ranglistája szerint jelenleg a cég, 2005-ös árbevétele alapján Hajdú-Bihar megye 6. legnagyobb, országos szinten pedig a 181. legnagyobb vállalata. A vállalat különösen nagy hangsúlyt helyez a szakemberképzésre és utánpótlásra, ezt egyrészt belső, másrészt külső képzésekkel, tanfolyamokkal, egyetemek, főiskolák és középiskolák támogatásával és közös programokkal próbálja elérni. Fontos azonban annak a hangsúlyozása, hogy a tervek eredményes megvalósításának lényeges eleme az elektronikai téren jól képzett szakmunkások, valamint a magasan kvalifikált, jól képzett mérnöki és informatikai és logisztikai szaktudás rendelkezésre állása a térségben. A vállalat hosszú távú terveinek lényeges eleme a globális szolgáltatások kiépítése az informatika, technológiai fejlesztés, pénzügy és ellátási lánc területén. A fenti tevékenységek nagy hozzáadott értéket képviselő, magasan képzett munkaerőt foglalkoztató szolgáltatások. Az alapítás óta számos olyan tevékenység költözött át Debrecenbe, amely nem kapcsolható közvetlenül a gyártáshoz. Amikor a vállalatot létrehozták a fő profil a hardvergyártás volt, mivel Magyarország a korábbinál olcsóbb környezetet kínált ehhez. Ezen tevékenységeknek sikeres ellátásával az anyavállalat vezetése megismerhette a magyar munkaerő kvalitásait: szaktudását és nyelvtudását.
4
Innovációs Díj
A vállalat vezetősége a fő tevékenységén túl törekszik arra, hogy a gyár egyre nagyobb szerepet kapjon a régió, illetve Debrecen életében, és igyekszünk részt venni a város közéletében is. A National Instruments nagy hangsúlyt fektet a vállalati kultúra kiépítésére és fenntartására olyan légkör és feltételrendszer megteremtésével, amely áthatja a vállalat működését és mindennapjait.
Virtuális laboratóriumi oktató eszközkészlet A National Instruments Europe Kft. elhivatott amellett, hogy elősegítse a mérnöki és tudományos oktatást olyan szoftverek és hardverek által, amellyel tanárok és hallgatók egyaránt összeköthetik elméleti tanulmányaikat valós mérésekkel, alkalmazásokkal. A felhasználók
egyaránt
hasznát
vehetik
piacvezető,
professzionális eszközöknek, mint a LabVIEW grafikus fejlesztő szoftver, amely lehetőséget ad a hallgatóknak arra, hogy vizualizálják, majd végrehajtsák mérnöki koncepcióikat.
Roppant
egyszerűvé
távlaboratóriumok
létrehozását,
teszi
alkalmazását
a és
adminisztrálását, így a LabVIEW alkalmazása az órákon
Oktatás NI alapokon
egy hatékony és dinamikus tanulási környezetet teremt, mellyel az ELVIS-ek felhasználása során szinte teljesen szabadon alakíthatják felhasználói felületüket. A National Instruments minden eszközt biztosít ahhoz, hogy a diákok a LabVIEW fejlesztőkörnyezet használatát könnyen és gyorsan elsajátíthassák.
A
cég
emellett
szakmai
erőforrásokat is biztosít egyetemeknek a gyakorlati órák, magas szintű kutatások, valamint hallgatói programok
és
versenyek
támogatásához.
A
National Instruments jelentős kedvezményeket
Dalhousie University - virtuális lézerlaboratórium
nyújt oktatási intézmények részére. Ezen különösen magas kedvezmények az oktatási intézmények számára előre kialakított csomagjainkra járnak, beleértve a tanszéki licence-t és a legnépszerűbb termékeinkből összeállított hardver és szoftver készletet. 5
Innovációs Díj
2003. őszén jelent meg a National Instruments új virtuális laboratóriumi oktató eszközkészlete, az Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite, röviden az NI ELVIS, majd került egyben gyártásra is magyarországi egységében.
Az NI ELVIS a LabVIEW szoftvert, a többfunkciós National Instruments adatgyűjtő kártyát és a speciális kialakítású NI ELVIS munkaállomást ötvözi, és hozza létre belőlük az oktatási laboratóriumokban szükséges virtuális műszeregyüttest. Nemcsak a hagyományos műszerfunkciók biztosítottak, az alkalmazások teljes mértékben nyitottak és testreszabhatók a LabVIEWban, így rendkívül egyedi és hatásos mérési és tervezési alkalmazásokat téve lehetővé. A laboratóriumok, amelyek az összes műszaki és tudományos programban szerepelnek, nélkülözhetetlenek az oktatás alatti tapasztalatszerzésben.
A laboratóriumok nem egyszerűen
bemutatják a kurzusokon előadott koncepciókat és elképzeléseket, de életre is keltik az elméletet, hogy a hallgatók megtapasztalhassák, hogy a váratlan események és természetes jelenségek hogyan hatnak a valóságos világban eszközölt mérésekre és a vezérlő
NI ELVIS működés közben
algoritmusokra. Az NI ELVIS egy olyan berendezés, amely egyszerű áramkörök hatékony és látványos tesztelését teszi lehetővé. A berendezés minden olyan területen alkalmazható, ahol próbapanelen összeállított áramkörök mérése szükséges, de különösen kényelmessé teszi azokat a teszteket, amelyekhez egy időben több típusú műszer alkalmazása szükséges. Az NI ELVIS rendszere a képernyőn megjelenő, LabVIEW-ban gyárilag elkészített virtuális műszer felületét kapcsolja össze az adatgyűjtő (DAQ) eszköz valós funkcióival és a próbapanel megfelelő
csatlakozásaival.
Így
az
NI
NI ELVIS
ELVIS-el
lecsökkenthetjük a laboratóriumok felszerelésének költségeit, mivel
minden
olyan
eszközt
tartalmaz,
amelyre
az
oktatólaborokban szükségünk lehet (pl. digitális multiméter, oszcilloszkóp,
függvénygenerátor
stb.).
Az
NI
ELVIS 6
NI konfiguráció
Innovációs Díj
professzionális eszközt nyújt a gyakorlati mérnökképzéshez, fizikai- és biológiai kutatásokhoz, melyeknek az oktatók és hallgatók egyaránt nagy hasznát vehetik. Az NI ELVIS nagy segítséget nyújt az elektronika alapok oktatásában, a villamosmérnök hallgatók áramkör építési gyakorlásában, de emellett gépészmérnököknek és egyéb mérnököknek is hasznos lehet. A csomag tartalmaz egy teljes tesztelő, mérő és adattároló lehetőséget biztosító környezetet, amely a későbbiekben a felhasználó által továbbfejleszthető. A kivehető próbapanel lehetőséget nyújt arra is, hogy a hallgatók otthon építsék meg a kapcsolást, majd a laborban csak a kapcsolás tesztelésével kelljen foglalkozniuk. Mivel az eszköz a LabVIEW grafikus fejlesztőkörnyezettel együtt, teljes körű adatgyűjtést és prototípus kifejlesztést tesz lehetővé, ideális eszközt jelent egyszerűbb és bonyolult oktatási feladatok megoldásához. Az elektronikai ipar fejlődése nagy léptékben halad, melyet az oktatásban is szükséges lenne követni, hisz ebben az iparágban nagyon fontos, hogy a hallgatók napra kész ismeretekkel rendelkezzenek a legújabb technológiák, eljárások terén ahhoz, hogy a jövőben eredményesen tudjanak közreműködni a munkaerőpiacon. A cég minden esetben igyekszik az iskolákat támogatni és képzéseiket segíteni, hisz a tanulmányok során a cél a minél magasabb színvonalú tudás megszerzése, és megfelelően képzett szakemberré „válni” már az iskolapadban. Az NI ELVIS megjelenésével az anyacégnél elkészült egy könyv is, mely 2006-ban a magyar oktatási rendszere építve átdolgozásra került. A tankönyv anyaga az 1. sz. mellékletben tekinthető meg. Elmondható az is, hogy eddig még nem lett kiépítve ilyen jellegű oktatási segédlet az országban, mely segíti a hallgatók iparágban való elhelyezkedését. Mivel az iskolákban történő képzés bizonyos mértékben általános jellegűnek tekinthető, így újításra van szükség, hogy biztosítsák a náluk végzettséget szerző diákok képzettségének életképességét, ezáltal is biztosítva saját hírnevüket. Előzményként érdemes említést tenni arról, hogy az Irinyi János Szakközépiskola és Kollégiumban, (Kazincbarcika) a cég szakképzési támogatás keretében biztosította az alkalmazott elektronikai oktatáshoz szükséges hardver- és szoftverrendszert, így sikerült kialakítani egy olyan oktató labort, mellyel az volt a cél, hogy a diákok számára megkönnyítsék a szaktantárgyak elsajátítását. Ilyen felszereltséggel rendelkező iskola, mint az Irinyi János Szakközépiskola és Kollégium, jelenleg egy van országos szinten. A közeljövőben, egy debreceni szakközépiskolában, a Gábor Dénes Elektronikai Műszaki Szakközépiskola és Kollégiumban is sor kerül egy hasonló oktató labor kialakítására, melyet pályázati pénzből valósítunk meg az iskolával közösen.
7
Innovációs Díj
A rendszer lehetővé teszi, hogy az iskoláink által beszerezhető infrastruktúra segítségével az elméleti háttér mellett maximális gyakorlati tudásanyagra, ismeretekre tegyenek szert a hallgatók, mely a mérések elsajátítása során nagymértékben megkönnyíti munkájukat, időt megtakarítva vele. Elmondható, hogy a későbbiekben ez a megszerzett tudás akár hazánkon kívül is kamatoztatható. A rendszert alkalmazó hallgatók előnyösnek találják, hogy lehetőségük van ezen ismeretek iskolai elsajátítására, mivel ez a fajta lehetőség nem létezik máshol. A munkaerő-piaci versenyben is sokat segíthet egy ilyen jellegű tudásanyag megléte, mely elgondolást az ő véleményük is támogatja. Azt azonban hozzá kell fűznünk, hogy a tankönyv anyagának napra készen tartása elengedhetetlen, hisz az elektronikai ipar rohamosan fejlődik, és ezzel egyetemben az alkalmazott szoftverek is.
Alkalmazások -
Áramkörök tervezése és elemzése az analóg és a digitális elektronika tanulmányozásához a természettudományok és a mérnöki tudományok különféle területein
-
Mérések a gépészeti, orvosi és fizikai laboratóriumokban
-
Adatbeolvasás és jelkondicionálás betanítása
-
Koncepciók élő bemutatása előadótermekben
NI ELVIS-ben történt fontosabb változtatások A termék, gyártása óta rengeteg alkatrészváltozáson ment át, mind mechanikai, mind elektronikus oldalról. Ezek egyrészt a jobb gyárthatóságot, másrészt a felhasználó számára a jobb kezelhetőséget szolgálta. Ilyen változásnak tekinthető például:
Ha a felhasználó véletlenül rövidzáratot, vagy túláramot hoz létre a fejlesztői próbapanelen (+5 vagy +-15V-os tápfeszültségen), akkor nem kell biztosítékot cserélni a termékben, hanem ez a kapcsolás automatikusan leoldja a tápfeszültségeket.
Mérnökeink a funkcionális teszten a teszt limitjeinek módosításával csökkentették a nagyarányú bukást.
A NYÁK (Nyomtatott Áramköri Kapcsolás) lap áttervezésre került a távtartó csavarok távolsága okozta rövidzárlatok miatt.
A kezelő panel fix tartása miatt megnövelték az előlapi csavarok számát.
Bevezetésre kerültek, az un. RoHS alkatrészek is. Ez annyit jelent, hogy a hagyományos, ólomtartalmú forrasztóanyagok helyett más, ólmot nem tartalmazó anyagokat kell a 8
Innovációs Díj
folyamatokban használni, illetve az alkatrészek jelentős részénél is új variánsra van szükség, ugyanis az alkatrészek is tartalmazhatnak ólmot.
A terméken bevezetésre került a különböző specifikációnak való megfelelés jelölése (WEE, MIC, EFUP 40, RoHS).
Jelenleg zajlik az ELVIS2 prototípus gyártása.
Gazdasági eredmények A 9854 db eladásra gyártott ELVIS 3 mrd Ft bevételt jelentett, melyből hazánkba 75 db került, ezen termékek eladása 30 millió Ft bevételt produkált. Ez kategóriáján belül kiváló, hisz viszonylag „nagyméretű” eszközről beszélünk, melyhez több anyag és több ráfordított idő szükséges, ezzel arányosan pedig az értéke is igen magas. Mivel a műszerek egy eszközbe, az ELVIS-be vannak integrálva, mindenképpen költségmegtakarítóbb befektetés egy ilyen eszköz beszerzése, mintha külön kerülnének megvásárlásra a bele épített műszerek. Ez pedig értékét és jó tulajdonságait tovább növeli. Persze a magyarországi eladások száma, töredéke a világban eladott termékek számának, amely csupán hazánk méretéből adódik. Az országban eladott ELVIS-ek nagy része egyetemeknek és szakközépiskoláknak került értékesítésre. Az pályázatban bemutatott, és ehhez hasonló tevékenységeknek köszönhetően az amerikai anyacég bizalom növekedésének eredményeképp, egyre több termék gyártását bízta a magyarországi gyárra – ma már a termelés közel 90 %-a Debrecenben folyik –, és ezzel az alkalmazottak létszámnövekedését tette lehetővé, mely folyamatos növekvő tendenciát mutat. Ennek köszönhetően a létszám átlagos éves növekedése 100 fő.
Referenciák Vásárlóink
MURATRON (Franciaország), Lufthansa Systems Infratec GmbH (Németország) – NI ELVIS WORKSTATION
Inta. Inst. Ncnal.Tecn.Aeroespacial (Spanyolország), University of Middlesex (Anglia), Ingenieurbüro für Automation (Németország), Hochschule Merseburg (Németország) – MCU BUNDLE: NI ELVIS/USB-6251/FREESCALE MCU KIT (ACADEMIC ONLY) 9
Innovációs Díj
UNO-LUX
NS
(Bosznia-Hercegovina),
Politechnika
Lodzka
(Lengyelország),
FH
Technikum Kärnten (Ausztria) – CIRCUIT DESIGNE BUNDLE, NI ELVIS/PCI 6251 BUNDLE WITH MULTISIM (FOR ACADEMIS USE ONLY)
Debreceni Egyetem (Debrecen), I.T.I.S. "GIUSEPPE PEANO" (Olaszország), HTL Wolfsberg (Ausztria), UNIVERSITÄT BERN (Svájc), Ferris State University (USA), Texas A&M University – Kingsville (USA), Berufsakademie Sachsen (Németország) – NI ELVIS WORKSTATION (FOR EDUCATION USE ONLY)
FEUP (Portugália), Elmec Est Ou (Finnország), PETROLEKAS MICHAEL & CO EE (Olaszország) – NI ELVIS/PCMCIA DAQCARD-6062E BUNDLE (FOR ACADEMIC USE ONLY)
ECOLE DE LA LOGISTIQUE (Belgium), NTNU (Norvégia), Fachhochschule Köln (Németország), San Diego State University (USA), Oklahoma State University (USA), Algonquin College (Kanada), Lakes College West Cumbria (Anglia), Vista Measurement Systems (Németország) – NI ELVIS/USB-6251 BUNDLE (ACADEMIC ONLY)
I.T.I.S. "SILVANO FEDI" (Olaszország), Universität Salzburg (Ausztria) – CIRCUIT DESIGN
BUNDLE:
NI
ELVIS/USB-6251
MASS
TERMINATION/MULTISIM
(ACADEMIC ONLY)
Pázmány Péter Katolikus Egyetem (Budapest) – NI ELVIS PROTOTYPING BOARD, Irinyi János Szakközépiskola és Kollégium
(Kazincbarcika), Brassai Sámuel Gimnázium és
Műszaki Szakközépiskola (Debrecen), Eötvös Lóránd Szakközépiskola (Budapest), Birger Sjöberg-Gymnasiet
(Svédország), Bottyán János Műszaki Szakközépiskola (Esztergom),
Batsányi János Gimnázium, Szakközépiskola és Kollégium (Csongrád), Kecskeméti Főiskola (Kecskemét), Budapesti Műszaki Főiskola (Budapest)) – NI ELVIS/PCI-6251 BUNDLE (FOR ACADEMIC USE ONLY)
University of Nevada - Las Vegas (USA) – NI ELVIS/PCI-6070E BUNDLE (FOR ACADEMIC USE ONLY)
10
Innovációs Díj
Cikkek
Észak Magyarország – Napilap
Helyi tükör – Kiss László, 2006. október 12. 3. oldal
Konferencia
Váradiné Sz. A., Kovács E., Blága Cs., Szabó N.: Virtuális műszerek alkalmazása elektronikus áramkörök tesztelésére. – „Innováció és Tudás” konferencia 2005, Miskolc. pp.113-120.
Kapcsolattartás egyetemekkel Az NIE különös gonddal ápolja az egyetemekkel kapcsolatát. Jelenleg 6 város egyetemével tartjuk a kapcsolatot, néhányukkal napi kapcsolatban állunk (Miskolci Egyetem, Debreceni Egyetem, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kolozsvári Egyetem, Kassai Műszaki Egyetem, Temesvári Műszaki Egyetem), szervezünk bemutatókat (Roadshow), állásbörzéken veszünk részt, hogy minél többen ismerjék meg a céget és termékeit. Ezen egyetemek hallgatói rendszeresen vannak nálunk szakmai gyakorlaton. Többen itt írják diplomamunkájukat. Ajándék kártyák Cégünk rendszeresen ajándékoz jelentős értékű hardware-eket és software-eket a velünk kapcsolatban álló egyetemeknek. NI pályázat A korszerű, informatikai bázison nyugvó, hatékony méréstechnikák és adatgyűjtési eljárások megismertetésére, illetve gyakorlati alkalmazások elősegítésére az NI a főiskolások, egyetemisták körében 2003-tól ún. NI pályázatot ír ki. A pályázaton felsőoktatási intézmények hallgatói, vagy hallgatói csoportjai vehetnek részt, akik NI hardware és/vagy software erőforrásaival újszerű mérési vagy adatgyűjtési eljárást dolgoznak ki, illetve azt konkrét gyakorlati feladatok megoldására alkalmazzák. A felhívást eljuttatjuk minden felsőoktatási intézményhez, illetve közzé tesszük a honlapunkon is, hogy a hallgatók megismerhessék és felkészülhessenek.
11
