STRATÉGIAI TERV 2010

ARTEMIS-Magyarország Nemzeti Technológiai Platform NTP_07-ArtemisH

STRATÉGIAI TERV 2010. Dokumentumazonosító: V1e

A Helyzetelemzés dokumentum elkészítésében részt vett munkatársak:

HELYZETELEMZÉS Főszerkesztő: Dr. Pataricza András okl. villamosmérnök egyetemi tanár, az MTA doktora BME MIT; elnök, OptXware Kft. Fejezetszerkesztők: Dr. Pataricza András okl. villamosmérnök egyetemi tanár, az MTA doktora BME MIT; elnök, OptXware Kft. 1., 2., 4. fejezet

Dr. Bartha Tamás okl. villamosmérnök fejlesztőmérnök, MTA SZTAKI 3. fejezet

Szerzők: Dr. Bartha Tamás okl. villamosmérnök tud. főmunkatárs, PhD MTA SZTAKI

Dr. Pataki Béla okl. villamosmérnök egyetemi docens, PhD BME MIT

Bencsáth Boldizsár okl. villamosmérnök tanársegéd, BME HIT

Dr. Pataricza András okl. villamosmérnök egyetemi tanár, az MTA doktora BME MIT; elnök, OptXware Kft.

Dr. Hetthéssy Jenő okl. villamosmérnök egyetemi docens, műsz.tud.kand. BME AAIT Hideg Mihály okl. repülőmérnök elnök, Magyar Repülőipari Alapítvány (HAIF) Jusztin Tamás okl. villamosmérnök tanácsadó Lantos Péter okl. villamosmérnök szoftverfejlesztési osztályvezető Prolan Zrt.

ArtemisH 2010.

Dr. Soumelidis Alexandros okl. villamosmérnök tud. főmunkatárs, PhD MTA SZTAKI Szalai György okl. programozó matematikus röntgenfejlesztés-vezető, Innomed Medical Zrt. Dr. Szalai Sándor okl. villamosmérnök, az MTA doktora ügyvezető igazgató, SGF Kft. Dr. techn. Tóth Csaba okl. villamosmérnök adjunktus, BME MIT

2

STRATÉGIAI TERV

ÖSSZEFOGLALÓ A beágyazott rendszerek iparága a gazdasági fejlődés kulcsterülete. A gazdaság legkülönfélébb ágai számára a beágyazott intelligencia a szolgáltatások hatékonyságának és minőségének meghatározó faktora a beágyazott ipar közvetlen hatásán túlmenően is. Az ARTEMIS Európai Technológiai Platform e területen kíván ugrásszerű fejlődést elérni a korábban szakterületekre széttöredezett technológia és metodika egységesítésével. Már rövid időhorizonton is megvalósítandó víziója szerint  a beágyazott rendszerek tervezését és a korábbi eredmények újrahasznosítását magas fokú automatizálás segíti mind tervezéshatékonysági, mind pedig minőségi oldalon,  a szabványosítás eredményeképpen tömegszerűen elérhetővé válnak a beágyazott rendszerek alapját képező, a jelenleginél lényegesen nagyobb sorozatban gyártott, így olcsóbb futtató platformok,  az iparág termelési tagozódását és az egyes specializált területek által elérhető piac méretét szabványokon alapuló rendszerintegrációs megközelítés javítja, valamint  a termékek és az általuk nyújtott szolgáltatások minőségét és biztonságát egy feszes tervezés-, gyártás- és ellenőrzésmetodikai szabványosítási rendszer támogatja. A beágyazott rendszerek hazai ipara számára túlélési kérdés e nemzetközi trendbe való bekapcsolódás, melynek kulcselemei az alábbiak:

 A beágyazott rendszerek és a nemzetgazdaságilag kiemelt iparágak fejlesztési stratégiáinak harmonizálása és operatív együttműködés kialakítása, ezen belül az ARTEMIS NTP működésének állandósítása.  Az új paradigmákhoz kapcsolódóan a tudatosság fokozása és az iskolarendszerű valamint továbbképzési tevékenység bázisán a fogadásukhoz szükséges szakértelem megteremtése, illetve elterjesztése.  A beágyazott rendszerekben megtestesülő originális szellemi alkotások és azok ipari alkalmazásai közötti rés felszámolása érdekében a ma az országban széttagolt részkompetenciák integrálása egy tudásközpontba a szinergikus hatás elérése érdekében. Perspektivikusan ez egy kimagaslóan magas szellemi hányadú ún. intelligenciaipar megteremtését ígéri.  Az ipari oldalon az újszerű megközelítés fogadóképességének megteremtése érdekében o a nemzetközi nagyvállalatok beszállító iparának, illetve a hazai adaptáló iparnak a felhozása a nyugat-európai szintre. Cél, hogy a hazai beruházások az élvonalbeli nemzetközi eszközpark bázisán, de szellemi tartalmát tekintve döntően hazai fejlesztéssel valósulhassanak meg; o a korábban nem a beágyazott rendszerek területén működő alkalmazási területek segítésére olyan „rendszerépítészi” hálózat létrehozása, amely segít a szakterületi tudás és a beágyazott rendszertervezés közötti rés áthidalásában; o a hazai beágyazott ipar (elsődlegesen a KKV-k számára) olcsó, szabványos és jó minőségű, az új szabványokkal kompatibilis tervezési környezet és platform létrehozása jórészt szabad szoftverek bázisán; o az új élvonalbeli technológiák és metodikák kis- és középsorozatú termékfejlesztéshez és gyártáshoz szükséges teljes vertikumának a teljes hazai ipar számára szolgáltatásként elérhetővé tevő high-tech vállalkozási háló létrehozása; o a jó hazai informatikai ipar bázisán a fizikai és informatikai világot összekapcsoló „nyílt beágyazott rendszerek” elterjedésének támogatása, különösen az energiagazdálkodás, logisztika, közlekedésszervezés, egyéni életvitel területén.  Regionális együttműködés bázisán a hazai beágyazott és alkalmazásfejlesztői ipar piacának, nemzetközi gazdaságpolitikai súlyának növelése.  Fokozott bekapcsolódás a nemzetközi stratégiai együttműködésbe és szabványosításba, a regionális együttműködés bázisán egy európai kiválósági központ megvalósítása.

ArtemisH 2010.

3

STRATÉGIAI TERV

Tartalomjegyzék 1

2

3

4

Motiváció ............................................................................................................................... 5 1.1

A beágyazott rendszerek ipari háttere és hatása ............................................................... 5

1.2

A nemzeti stratégia célja ................................................................................................. 6

Nemzetközi trendek ................................................................................................................ 6 2.1

Az ARTEMIS stratégiai céljai ............................................................................................ 7

2.2

Technológiafejlesztés ...................................................................................................... 7

2.3

Az innovációs környezet fejlesztése .................................................................................15

2.4

Műszaki-gazdasági hatás ................................................................................................18

Hazai gazdaságpolitikai prioritások hatása ...............................................................................20 3.1

Járműipar, közlekedés, logisztika ....................................................................................21

3.2

Energetikai és ipari alkalmazások ....................................................................................30

3.3

Biotechnológia és egészségipar.......................................................................................35

3.4

Információs és kommunikációs technológiák ...................................................................41

Nemzeti ES stratégia ..............................................................................................................56 4.1

A nemzetközi fejlődés hazai műszaki-gazdasági hatása (SWOT) ........................................56

4.2

Alapfeltételek ................................................................................................................58

4.3

Cselekvési prioritások .....................................................................................................63

4.4

A cselekvési tervben megválaszolandó fő kérdések ..........................................................69

Referenciák ..................................................................................................................................71

ArtemisH 2010.

4

STRATÉGIAI TERV

1 Motiváció Túlzás nélkül állítható, hogy a fizikai környezet és informatikai folyamatok közötti intelligens kölcsönhatást biztosító beágyazott rendszerek jelentik ma a termelési, szolgáltatási folyamatok, sőt a hétköznapi élet fejlődésének legfontosabb feltételét és eszközrendszerét. A jelen tanulmány célja a magyar nemzeti stratégia felvázolása, amely 



illeszkedik az Európai Unió által a vezető iparvállalatokkal és tagállamokkal közösen létrehozott ARTEMISIA 2013-ig megfogalmazott európai dimenziójú fejlesztési stratégiájához, és a hazai általános gazdaságfejlesztési stratégia kontextusába helyezi és adaptálja az ARTEMIS hatására várhatóan rohamos tempóban megjelenő technológiai és alkalmazásterületi újdonságokat.

A tanulmány így különös figyelmet fordít arra, hogy a beágyazott technológia fejlődésének várható trendjei milyen új lehetőségeket és kihívásokat hoznak létre a hazai ipar- és fejlesztéspolitikai célkitűzések és megvalósításuk szemszögéből. 1.1

A beágyazott rendszerek ipari háttere és hatása

A beágyazott rendszerek alapdefiníciója is történelmi fejlődésen ment át. Minden definíciónak közös eleme, hogy a beágyazott rendszer a fizikai környezet és valamely számítógép rendszer között teremt kapcsolatot a környezet megfigyelése és esetlegesen vezérlése céljából jellegzetesen valósidejű kényszerek mellett. A technikai fejlődés előrehaladtával az egyszerűbb, a fizikai környezetnek csak egy-egy jelenségét vagy aspektusát lefedő rendszereket inkább beágyazott eszközöknek nevezik, míg a beágyazott rendszer címszó ma már a beágyazott eszközökből alkotott komplex célú, koordinált tevékenység megvalósítását fedi. A beágyazott rendszerek stratégiája kiterjed a terület mindkét meghatározó arculatára: 1. Az elektronikai és informatikai ipar részeként a beágyazott komponensipar az általános célú és kisebb részben a felhasználási terület specifikus, de széles körben alkalmazható hardver- és szoftverelemeket (beágyazott számítástechnikai és kommunikációs eszközök, mérő- és beavatkozó egységek stb.) állítja elő, azok előállítását támogató termékeket (pl. fejlesztési keretrendszerek, ellenőrző eszközök) hozza létre, valamint kísérő szolgáltatásokat (rendszerés folyamattervezés, minőség és biztonságtanúsítás) nyújt. Az iparág közös jellemzői a magas hozzáadott szellemi érték, a rendkívül felgyorsult tervezés-piacra lépés ciklusidő, az elektronikai alaptechnológiák dinamikus fejlődéséhez való gyors alkalmazkodás igénye és a költségérzékenység. 2. A beágyazott alkalmazásipar egy domináns részének eredménye háttéripari jellegű és csak a végtermék mögé rejtve jelenik (pl. autóelektronika). Az alkalmazástechnikai háttéripar a felhasználási terület specifikus hardver és szoftver kiegészítő elemeket állítja elő, valamint kísérő szolgáltatásokat (rendszer- és folyamattervezés, alkalmazási terület szempontjából specifikus minőség és biztonságtanúsítás) nyújt. A komplett alkalmazásokat előállító ipar csak részben működik az elektronika és informatika kulcsterületein és fő jellemzői az interdiszciplinaritás és a szellemi innováció. A beágyazott rendszerek így az egész gazdaság, ezen belül az elektronikai-infokommunikációs ipar egyik legnagyobb multiplikatív hatásfaktorú, egyben legszélesebb spektrumon szétszórt (és így nehezen felmérhető) területét jelentik.  

Az alkalmazott beágyazott vezérlés intelligenciája és hatékonysága ma már egyaránt megszabja egy termelési folyamat termelékenységét és a végtermék minőségét. Az intelligens szenzorok és beavatkozó szervek mintegy reprodukálják a korábban szakszemélyzet által ellátott funkcióknak legalábbis az alapvető, nem feltétlenül specialista

ArtemisH 2010.

5

STRATÉGIAI TERV



által ellátandó feladataihoz szükséges szakértelmet (pl. a segített önálló életvitel vagy az orvostechnikai alkalmazások területén), azaz magas minőségű szolgáltatásokat tárgyiasítanak. A beágyazott rendszerek alkalmazása közvetlenül költségcsökkentő. Az energia megtakarítás egyik kulcskérdése például a veszteségek csökkentése a termeléstől a felhasználásig vezető hosszú úton, az igényekhez és környezethez való jobban illeszkedő vezérléssel.

A beépített intelligencia tömegszerű alkalmazása által elérhető műszaki-gazdasági nyereség számos alkalmazási területen elérte azt a kritikus megtérülési pontot, ahol a végtermék és szolgáltatások árának csökkenése (és a minőségük és hatékonyságuk egyidejű javulásának hatása) jelentősen meghaladja az elektronizálás és az intelligencia beágyazásának költségét. A beágyazott rendszer ára az alkalmazás bonyolultsága és kritikussága mellett a sorozatnagyságtól függ, melyen a gyártás- és gyártmányfejlesztési, minőségbiztosítási és gyártási költségek megoszlanak. 1.2

A nemzeti stratégia célja

Az európai ARTEMIS stratégia fő céljai:  

a beágyazott rendszerek potenciális fejlesztőinek és alkalmazási spektrumának bővítése, szabványosítással és ezáltal egy sokcélúan felhasználható eszközkészlet kínálatának kialakításával valamint az ezekre épülő alkalmazástechnika kidolgozásával a sorozatnagyság növelése, ezáltal a megtérülési költségpont lejjebb vitele.

A nemzeti stratégia azt a feltételrendszert körvonalazza, melynek mentén a magyar beágyazott ipar az európai trendekből profitálva felzárkózik a nemzetközi technológiai élvonalhoz és ez által számos alkalmazási területen, magas hozzáadott értéket adó munka lehetőségét teremti meg kiemelten a hazai KKVk számára is. A beágyazott rendszerek alkalmazási technológiájának fejlesztése nemzetközi értékelések szerint a legmagasabb multiplikatív hatású az elektronikai iparban. A jelen javaslat a beágyazott rendszerek technológiájának nemzetközi fejlődési trendjei és azoknak a fő alkalmazási területekre gyakorolt hatásának kettőssége mentén kísérli meg a hazai gazdaságfejlesztési számára perspektíva felvázolását. 1. A tanulmány első fejezete a főbb nemzetközi trendeket tekinti át, részletesen foglalkozva az európai technológia fejlesztés főbb célkitűzéseivel. 2. A következő fejezet a hazai beszállítói ipar nemzetközi bekapcsolódására fókuszál, külön is kiemelve a beágyazott rendszerek, mint megalapozó technológia szerepét a nemzeti gazdaságpolitikai szempontból kiemelt gazdasági ágakra, 3. A harmadik fejezet a nemzeti stratégiát körvonalazza.

2 Nemzetközi trendek A nemzetközi áttekintés fő forrása az ARTEMIS Industrial Association által kidolgozott "ARTEMIS Stratégiai Kutatási Agenda (SRA 2006)" [2], illetve annak középtávú lebontásának, az "ARTEMIS többéves stratégiai terv, és kutatási agenda (MASP)" aktuális változata [2][3]. (Lásd még: [4] [5] [6] [7] [8] [9]). Az SRA és MASP megfogalmazzák a beágyazott terület távlati céljainak középtávra priorizált vízióját, és ebből vezeti le az ARTEMIS Európai Technológiai Platform misszióját.  

A technológiai fejlesztés oldalán a két verzió között csak annyi a különbség, hogy a MASP középtávra bontja le és konkretizálja az SRA-ban megfogalmazott távlati célkitűzéseket. Az alkalmazási célok és lehetőségek felmérésénél azonban jól érzékelhető, hogy a középtávú prioritások a külső gazdasági környezet változása miatt módosultak. Az ARTEMIS működését és általános célkitűzéseit az Európa Tanács 74/2008 számú határozatában fogalmazta meg pontosan. Így például az energiatakarékosság fokozottan előtérbe került [1].

ArtemisH 2010.

6

STRATÉGIAI TERV

2.1

Az ARTEMIS stratégiai céljai

A vízió szerint már belátható időn belül is az intelligens beágyazott rendszerek válnak az emberiség fejlődésének egyik motorjává: 





Az emberi és gazdasági környezetben lévő beágyazott rendszerek sokaságát egységesen kezelni tudó ambiens intelligencia válik a hétköznapi élet olyan objektumainak, mint a bútorzat, ruházat, épület, közlekedési eszközök, stb., a személyes életminőséget javító eszközévé. A beágyazott rendszerek által megvalósított intelligens erőforrás-felhasználás, védelem a termelésen és szolgáltatásokon végigvonuló optimalizálás pedig mind a felhasznált anyag- és energiaköltség, mind pedig a termelés és szolgáltatás által okozott környezeti károk minimalizálásának fő eszközévé válik. Ma a mikroprocesszorok felhasználásának 90%-a a beágyazott területekre esik. A növekedési ráta az ilyen irányú eszközök felhasználásának esetében évi 10% körüli és az előrejelzések szerint 2020-ban a világon 40 milliárd ilyen beágyazott rendszerek-béli eszköz fog működni.

A beágyazott rendszerek fejlődésének és elterjedésének mozgatómotorjai az elektronikai eszközök rohamos integrálása és miniatürizálása, amely azzal jár, hogy egyre több funkcionalitás lesz megvalósítható drasztikusan csökkenő árért; a mindenütt olcsón elérhető kommunikáció pedig alacsony költségű rendszerbefoglalást tesz lehetővé. A beágyazott rendszerek fejlesztése, gyártása egyaránt meghatározójává válik egy ország gazdaságának és a társadalma életének. Ennek fő akadálya ma a beágyazott rendszerek fejlesztésés gyártástechnológiájának, szervezeti hátterének és alkalmazási kultúrájának széttöredezettsége mind a nemzetközi, mind pedig a hazai gazdaságban. 2.1.1 ARTEMIS fő célkitűzései

Az ARTEMIS már rövid időtávon is minőségi ugrást kíván elérni a beágyazott eszközök piacán a szakma egységesítésével és a legjobb ipari gyakorlatnak megfelelő technológiák elterjesztésével: 



 

2.2

a hardver, szoftver és rendszertervezés területén 2014-re a világon telepített beágyazott rendszerek mintegy 15%-a ARTEMIS technológián alapuljon (amely Európa világpiaci részesedésének zöme); a rendszertervezés termelékenysége és minősége ma korlátozó tényező az alkalmazási területek zömében. Az ARTEMIS célja a ma fellelhető elmaradás kompenzálására a 2005-ös bázishoz képesti 15%-os költségcsökkentés a fejlesztési idő egyidejű hasonló mértékű redukálásával, különösen a terv, illetve a termék minősítését és tanúsítását igénylő, különösen ráfordítás- és költségigényes területeken; ezen az időhorizonton a termékbonyolultság mintegy 25%-os növekedése 5% ráfordítás csökkentéssel kísérve; a beágyazott rendszerek az alkalmazói igényeket követő erkölcsi és műszaki karbantartási célú változtatása után szükséges újravalidálás és újratanúsítás költségének legalább 15%-kal csökkentése, miután a beágyazott rendszerek életciklusa a tisztán informatikai alkalmazásokhoz képest szokásosak rendkívül hosszú. Technológiafejlesztés

2.2.1 Globális technológiai kihívások

A beágyazott rendszerek rohamos terjedésével szemben az utolsó időszakban a fejlődés szükségszerű velejárójaként néhány kritikus akadály merült fel: 

A beágyazott rendszerekre épülő alkalmazásokat fejlesztő iparágak kultúrája az egyes alkalmazási területeken elkülönült, így

ArtemisH 2010.

7

STRATÉGIAI TERV

mind a fejlesztési eszközök, mind pedig a végtermékbe épülő beszállított komponensek sorozatnagysága elmarad az ideálistól, jelentősen növelve azok önköltségét; o a szakemberképzésnek nem elég az általános műveltséget megadnia, hanem az egyes alkalmazói területeknek ugyanarra a feladatra szokásos történelmi okokból kialakult sajátos megoldás-technológiáival is kell(ene) foglalkoznia, ami alulműveltséget eredményez; o az iparági szabványok csak részben harmonizáltak, megnehezítve a tervek és termékek iparágak közötti hordozását. Az alkalmazások bonyolultsága elérte azt a kritikus fokot, amelyet a hagyományos (manufakturális, elsősorban szoftver) fejlesztési technológiákkal már nem lehet maradéktalanul uralni; o a kézi fejlesztési folyamat jelentős hibaforrás, és a beágyazott rendszerek minőségét rontó rejtve maradó hibák a vezérelt folyamat által nyújtotta szolgáltatást nagymértékben rontják illetve akár tönkre is tehetik; o a minőség- és biztonságtanúsítási folyamat alapossága és hatékonysága egyaránt korlátozott. A hagyományos tervezési technológiák automatizáltsága és termelékenysége egyaránt alacsony, így o nagymértékben igényelnek specialista munkaerőt (akikből a munkaerőpiacon ma már jelentős, a termelést akadályozó mértékű hiány van); o a specialistákat számos rutin jellegű, elvben automatizálható feladat is terheli, ezzel speciális szakértelmük a fejlesztési időnek csak egy részében hasznosul; o a fejlesztési idő túl hosszú; o a kidolgozott és bevált megoldások újrafelhasználhatósága alacsony fokú. o





2.2.2 Az ARTEMIS technológiastratégiai megközelítése

A beágyazott rendszertechnológia ARTEMISIA által koordinált európai fejlesztési stratégiája ugrásszerű javulást akar elérni azáltal, hogy a beágyazott rendszerek és alkalmazástechnikájuk alkalmazási területektől független elemeit meghatározza és a kulcstechnológiák egységesítésével a jelenleg technológiájában is széttöredezett beágyazott szegmens minden részterületét fejleszti a nagy sorozatnagyság segítségével csökkentve a költségeket . Ennek érdekében a stratégia fő céljai a teljes ökoszisztéma (fejlesztési eszközkészlet és metodika, futtató platformok, üzleti és innovációs modellek, oktatási és kutatási háttér) egységesítése és az alkalmazási területeken keresztbenyúló, az iparágak sokaságára adaptálható, nagymértékben automatizált fejlesztési implementációs, integrációs, tanúsítási kultúra létrehozása. Cél tehát, hogy a technológiák, folyamatok, az azokat irányító de-facto és formális szabványok átfogják a beágyazott rendszerek teljes alkalmazási spektrumát, úgy, hogy az egyes alkalmazási területek specifikumainak megfelelő adaptálás a konzisztenciát megőrizve történhessék. Építészeti hasonlattal élve, a hagyományos, egyedi terv alapján végzett pl. téglafalazás szintű kézi technológiát felváltotta a típusterveket is újrahasznosító, azokat tervezőprogrammal adaptáló, minél több precízen előre gyártott elemet felhasználó, így a helyszínen kevés, jól célgépesíthető, zömmel szerelési munkára építő és így nagytermelékenységű iparszerű építkezés. Ez természetesen nemcsak az uniformizált panelházakat jelenti, hanem a variábilis készházakat is. Az európai ARTEMIS vízió magja a beágyazott rendszerek tervezésének és implementációjának a manufakturális helyett iparszerűvé tétele. Miközben ez a vízió ambiciózus (4 év alatt az európai piac zömét célozza), de éppen attól nem futurisztikus, hogy a létező legjobb technikák integrációján alapul, és kutatási jellegű feladatai egy-egy résre korlátozódnak. A stratégia bázisa a szabványos, magas szintű komponenseket integráló, magas fokban automatizált rendszerépítés. Az elektronika és informatikai technológiák elmúlt mintegy 30 év fejlődése ugyanis bebizonyította, hogy mind az önköltség, mind pedig a piacon történő megjelenés ArtemisH 2010.

8

STRATÉGIAI TERV

idejének csökkentésének kulcsa az integráció. (Történelmileg a kezdeti, dedikált hardver alapú megoldásokat így váltotta fel fokozatosan a számítógép-vezérelt, moduláris beágyazott eszközök kategóriája, majd az ezek kooperációját támogató kommunikációs technológiák rohamos fejlődésével a beágyazott rendszerek megjelenése.). E folyamat lényege az, hogy az alkalmazási célra adaptálást dominánsan a kész komponensek kiválasztásával és integrálásával történik. Az alkalmazásspecifikus funkciót pedig (szoftver, és kisebb mértékben hardver) programozással valósítják meg, amely közvetlenül megvalósítja a beágyazott rendszerben megtestesített IP minél magasabb fokú újrahasznosítását az önköltség csökkenése és a fejlesztés felgyorsítása érdekében. A részegység szintű integráció fő hátránya az általános felhasználhatóság igényelte, de önköltséget növelő redundancia. A költséghatékonyság alapja nemcsak az implementáció, hanem a résztervek szintű integráció is. Az ilyen implementáció esetében nem a részkomponensek fizikai megvalósítását fűzik egybe rendszerként (mint a federált rendszerekben), hanem az újrahasznosítható tervezési specifikációból kiinduló, a redundáns elemeket elhagyó rendszerszintézis (integrált célrendszer). 2.2.3 Az európai technológiafejlesztés főbb irányai 2.2.3.1 Technológiai háttér

A teljes európai beágyazott ipar számára kritikus technológia töredezettség mértéke az egyes résztechnológiák területén lényegesen eltér. (Mikro)elektronika A tiszta IT alkalmazások futtató platformjaiban megvalósítandó funkcionális variábilitás viszonylag kicsi, azaz pl. általános célú processzorral nagyságrendileg tíz gyártó ellátja a világot, a nagy sorozatnagyság miatt exponenciálisan javuló ár/teljesítmény viszony mellett. Az egyszerű beágyazott eszközök és a beágyazott rendszerek alapelemei területén a mikroelektronika mind műszaki, mind pedig gazdasági értelemben hatékony megoldásokat kínál a várható sorozatnagyság függvényében: 



Katalógus- és/vagy alkalmazásspecifikus áramkörök alkalmazás kiforrott technológiát kínál beágyazott eszközök dedikált megvalósítására, ha a fejlesztési és gyártás-bevezetési költség kellően nagy sorozatnagyságban kibocsájtott terméken oszlik meg. A hatékonyságot terv- illetve implementáció szintű IP újrahasznosítás támogatja (pl. integrálható processzormag modellek illetve a mikrokomponensek integrációjával létrejövő SoC=System on the Chip); A kisebb sorozatok esetében kompromisszumos megoldás a programozható, általános célú hardver (pl. FPGA) és az ES területére (is) specializált elemek (a szoft módon programozható utasításkészletű processzorok pl. IBM Cell, beágyazott kontrollerek, DSP) használata.

A beágyazott rendszerek komponenseinek ARTEMIS stílusú egységesítése a hardware alapegységek olcsóbbá válását is ígéri, hiszen egy nagy sorozatban használt részfunkciónál már rentábilis lehet egy integrált céláramkör kifejlesztése a drágább köztes megoldások helyett. A mikroelektronika ugyanakkor nem csak mögöttes technológiája a beágyazott rendszereknek, hanem metodikájával példát is ad komplex rendszerek iparszerű tervezésére és megvalósítására. A mikroelektronikában az esetleges tervezési hibák javításának költsége hatalmas és a végtermékkel szembeni minőségi elvárások rendkívül magasak, ezért feszes, automatizálással támogatott tervezési és implementációs metodikát használ. Az ARTEMIS a mikroelektronikai tervezés 30 éves sikertörténetének számos elemét meg akarja honosítani a sokkal fejletlenebb rendszer- és szoftvertervezésben: 

A feladat funkcionális leírásából a kivitelezési terveket számítógépes tervezés segítségével előállító, ezzel nagy termelékenységet és jó implementációs minőséget garantáló tervezéstechnológiai automatizálás;

ArtemisH 2010.

9

STRATÉGIAI TERV 



 

A megoldások későbbi újrahasznosíthatóságát (például az x86 processzor családok fejlődése), és hordozhatóságát (például az ARM processzor mag család) támogató modellező nyelv szabványosítás; Fejlett modellalapú ellenőrzés, melynél a költséges és lassú prototípus vizsgálatok helyett zömmel a funkcionális, illetve fizikai implementációs modell alapján szimulációval, illetve formális matematikai helyességbizonyító módszerekkel vizsgálják a tervezett eszköz megfelelőségét a logikai specifikációnak és a nem funkcionális követelményeknek; Intelligenciaverseny: egyazon technológia fölött minőségileg eltérő szolgáltatásokat lehet létrehozni okos algoritmika (például teljesítményfokozó megoldások) segítségével; A felhasználó felé az eszközök stabil felületet (például utasításkészlet) mutatnak, ezzel redukálva a technológiai fejlődésnek az alkalmazásokkal szembeni újratervezési igényét.

Szoftver technológia Lényegesen problematikusabb a helyzet a beágyazott rendszerek szoftverfejlesztése területén, hiszen a mai szoftvergyakorlatban messze nincsenek meg azok az eszközök és módszerek, amelyekkel a mikroelektronika hatékonyságot és minőséget tudnak generálni. Ezt súlyosbítja, hogy míg a hardveripar a humán fejlesztői bázisát jól képzett specialisták viszonylag szűk köre alkotja, addig a szoftver fejlesztés tömegipar. A beágyazott rendszerek szoftver technológiája és a nagyobb rendszerekké történő integrációjának hajtó ereje a nagy, általános (például üzleti) célú rendszerekben évek óta sikeresen alkalmazott megoldások egyszerűsített, a korlátos számítási és kommunikációs kapacitású beágyazott platformokra leskálázott, az esetleges real-time és nem-funkcionális követelményeket is figyelembe vevő átvétele. Az ARTEMIS SRA három fő területen kívánja a technológiai fejlesztést egységesíteni és támogatni: 





(rendszer)tervezési eszközök és módszerek: a tervezés termelékenységének elmaradását felszámolva csökkentik a tervezés idő- és költségigényét és ezáltal drasztikusan javítják az ipar versenyképességét; referencia tervek és architektúrák: a beágyazott rendszerek fizikai implementációjához közeleső egységesített szabályok és koncepciók által innovatív megoldások gyors létrehozását támogatják több alkalmazási területen is; a hézagmentes integráció és middleware eszközei: amelyek az új, kompozit szolgáltatásokat a beágyazott rendszerek illetve az általuk nyújtott szolgáltatások egyszerű, gyors rendszerintegrációval történő összekapcsolásával hozzák létre.

Az ARTEMIS ezeket az eszközöket a hatékony alkalmazásukat lehetővé tevő ökoszisztémájukkal együtt kívánja fejleszteni már rövid-középtávon egy egységes európai tervezési technológiát és műszaki alkalmazói kultúrát létrehozva. A másik oldalról viszont az ARTEMIS a hasonlóan fontos implementációs metodikák fejlesztését nem tekinti közvetlen stratégiai céljának, hiszen azok fejlődése evolúciós módon megoldott. Hasonlóan az intelligens rendszerek algoritmikai vonatkozásai is a fogadókörnyezet megteremtésén túl nem képezik részét az ARTEMIS stratégiának, hiszen várhatóan éppen ez lesz a verseny fő területe. Kommunikációs technológiák A kommunikációs szabványosításban.

technológiák

az

interoperáabilitás

alapvető

volta miatt

élenjárnak

a

Az európai régióban, bár a legkorszerűbb technológiák penetrációja országonként eltér, alkalmazásuk feltételrendszere (a telekommunikációs infrastruktúra elérhetősége és minősége) alapvetően adott. 2.2.3.2 Kulcselemek és súlypontok

A stratégia kulcselemei a tervezésautomatizálás, a rendszerintegráció és a szabványosítás. Tervezésautomatizálás A mindinkább kézzelfogható valósággá váló modellvezérelt tervezésautomatizálás az alkalmazás megvalósítás-független modelljéből (PIM=Platform Independent Model) kiindulva („mit fog tudni a ArtemisH 2010.

10

STRATÉGIAI TERV

rendszer?”) állítja elő a platformspecifikus modellt (PSM=Platform Specific Model), majd abból előállítja az implementációt („hogyan valósítsuk meg a rendszert?”). Hangsúlyozzuk, hogy a modellalapú tervezés kifejezés itt nemcsak a szoftvertechnológiára utal, hanem általánosságban a matematikai szabatosságú specifikációból kiinduló automatizálásra alkalmas tervezési folyamatot jelöli, melyet szabványos leíró nyelvek támogatnak:    

szabványos, általános célú beágyazott rendszer specifikus UML dialektusok, mint SySML, AADL, vezérléscentrikus eszközöknél MATLAB/Simulink típusú ipari de facto szabvány nyelvek, hardware eszközöknél SystemC, Verilog, VHDL jellegű hardware és rendszerleíró nyelvek, illetve alkalmazásspecifikus nyelvek (DSL=Domain Specific Language), azaz az általános beágyazott rendszertervező nyelveknek az adott iparági szakterület fogalomkészletére specializált dialektusai, mint az autóipari AutoSAR egységesített architektúra leíró nyelvei stb.

A tervezési-implementációs folyamat középtávon teljesen automatizált, azaz a feladat modelljének megalkotása után az implementáció emberi közbeavatkozás nélkül jön létre. A modellvezérelt automatizálás nemcsak a magas fokú tervezési termelékenységet és a garantált implementációs minőséget biztosítja, hanem 









A szakterületi szakértelem felértékelődik és jelentősen csökken az általános, az implementációs technikákhoz kapcsolódó informatikai tevékenység súlya. Miután a kiindulási pontot jelentő modellek (szokásosan grafikus) nyelve általános műszaki intelligenciára épít, sőt az alkalmazási terület sajátosságaihoz illeszkedő alkalmazásspecifikus nyelvek terjedése nyitja a beágyazott rendszerek funkcionális tervezési fázisát a neminformatikus szakemberek felé. A nagyobb uralható komplexitás módot teremt a termékekbe épített intelligencia fokának növelésére ezáltal a szolgáltatások terjedelmének és minőségének fokozására, azaz a verseny súlypontja a „mit?”-re tevődik. átjárhatóvá teszi a tervelemek és az implementációs komponensek integrálását, hiszen o A futtató platformok modularizáltsága miatt az alkalmazás- és platform együttesen implementálhatóak és a futtató platform specifikus elemei könyvtárakban elrejthetőek. o Az automatizált tervezés költséghatékony terméket eredményez, hiszen a végső rendszerbe csak az adott funkcionalitáshoz, annak nagyobb rendszerbe integrálhatóságához és későbbi bővíthetőségéhez feltételen szükséges elemeket teszi be eliminálva a redundánsakat. A beágyazott rendszerekben megvalósított időtálló algoritmusokat az egyes alkalmazói platformok közötti hordozhatóvá teszi, sőt védi az elektronika gyors ütemű fejlődése okozta elavulástól, hiszen az automatizálás következtében egy-egy új platform megvalósítás esetében az alkalmazást "csak újra kell fordítani" (amely természetesen a hardver esetében ennél jóval bonyolultabb). A fejlesztő eszközökbe jól integrálhatóak a termékminőséget garantáló eljárások. Ezáltal az implementáció hibamentességét a fejlesztőeszköz minősége szabja meg, és a fejlesztési környezetbe integrálhatóak olyan akár szofisztikált matematikát használó eljárások, mint az erőforrás használat optimalizálása, a konstrukció helyességének matematikai bizonyítása, a hibatűrés és biztonságosság vizsgálata.

Referencia architektúrák A platformok egységesítése lényegében ugyanannak a folyamatnak a megjelenése a beágyazott rendszerek környezetében, mint amilyen módon a PC + operációs rendszer (+esetleges köztesréteg) kombináció az IT domináns alkalmazások jelentős részében de facto egységesítést tett lehetővé. A kidolgozandó beágyazott platformok a "sima IT" platformok egységesítését annyiban meghaladják, hogy

ArtemisH 2010.

11

STRATÉGIAI TERV 

 





A sajátos mérés- és szabályozástechnikai követelményeknek megfelelő paradigmát valósítanak meg (például a rendszerbeli mintavételezések szinkronizálása, a minden körülmények között determinisztikus működés garantálása); Terv szintjén modularizáltak annak érdekében, hogy a megvalósított rendszer redundancia foka alacsony legyen; Több implementációs technológia felé biztosítanak megvalósítási kijáratot annak érdekében, hogy a beágyazott rendszerekben fellépő különféle teljesítményigényt is ki lehessen velük elégíteni (ez ebben az esetben a tisztán hardver, programozható elem például FPGA, célprocesszor például DSP, egy és több magos általános célú processzorok kategóriáit is átfoghatja akár); További lényeges eleme ezeknek a platformoknak, hogy mind leírásuk, mind pedig interfész specifikációjuk támogatja a modell alapú tervezés alapján létrehozott alkalmazás hatékony hordozását; A beágyazott rendszerekkel szemben szokásos nem funkcionális követelmények (például hibatűrés, biztonságosság és egyre inkább adatbiztonság) teljesülését konstrukciójuknál fogva garantálják.

Integráció alapú rendszerépítés A kulcselemek harmadik része a beágyazott komponensek, részrendszerek és önálló funkcionalitású alrendszerek integrációjával történő komplex rendszerépítést szolgálja. Az integráció fő elemei az alatta rejlő platformok sajátosságait eltakaró, szolgáltatás alapú integrációt támogató köztesréteg (middleware) elemek. Az integráció lehet akár statikus, amely esetben valamely belső vagy külső hardver-, szoftverinterfész adja az integráció alapját; de lehet akár dinamikus is (plug and play), amelyben az üzleti rendszerekben a funkcionális modularizálásra már jól bevált szolgáltatásorientált architektúra (SOA=Service Oriented Architecture) egy kis erőforrás-igényű és hibatűrő megoldását valósítják meg. A szolgáltatásalapú integrációs paradigma   

a szolgáltatások dinamikus felderítése és futási idejű integrációja mellett a rendszer egyes részrendszerei közötti kommunikációra általános és platform független (XML alapú), alkalmazásszintű adat- és információcsere protokollokat ad. Természeténél fogva lehetőséget ad o adaptív architektúrák kialakítására (egy új, vagy módosuló igény esetén felderíthetőek az ahhoz szükséges szolgáltatások és kiválasztható a legjobban illeszkedő kombináció), o magasabb fokú szolgáltatásminőség és -biztonság megvalósítására (túlterhelés, egy rész-szolgáltatás karbantartás miatti leállása vagy hibája esetén az aktuálisan szabad szolgáltatások bevonásával lehet problémát kezelni).

Összefoglalva, a kialakítandó szabványos megoldások azzal, hogy az implementációs részleteket elfedik, támogatják     

a komplexitás uralását és a szolgáltatások intelligenciaszintjének növelését; a modellalapú tervezést, hiszen a köztesréteg felülete a konkrét platformfunkciótól független, egységesített, így a platform szolgáltatásainak meghívása egyszerűsödik; a moduláris rendszerépítést, azaz azt, hogy a felhasználói igényekre adaptálás egy megfelelő komponenshalmaz beépítésével történjék; a felhasználói igények evolúciójához alkalmazkodást újabb modulok későbbi beépítésével (erkölcsi karbantartás); az elavult elemek cseréjével történő műszaki-erkölcsi karbantartást;

Nyílt beágyazott rendszerek- a fizikai és az informatikai világ fúziója

ArtemisH 2010.

12

STRATÉGIAI TERV

Kiemelendő, hogy az szolgáltatásorientáció nyújtotta integrálhatóság nemcsak a beágyazott rendszereken belüli, a komplexitást és bővíthetőséget biztosító paradigma, hanem egy új kategória, az beágyazott rendszereket és az internet alapú alkalmazásokat kombináló, a fizikai és az információs világot integráló okos környezet (Smart Environment) alapja is. Ez a kategória a fókusza az USA Nemzeti Tudományos Alapjának (NSF=National Scientific Found) Cyber-Physical Systems témájú idén induló stratégiai kutatási tervének. 



A klasszikus beágyazott eszközök és kis komplexitású rendszerek zárt világúak voltak, azaz még földrajzi elosztottságuk mellett is a monitorozás-adatfeldolgozás-vezérlés ciklusa egy elkülönült, zárt rendszerben valósult meg, mely a külvilággal csak laza kapcsolatban állt (pl. szabályozási célértékek befogadása, eredmények naplózása és közlése). Az új kategória, a nyílt beágyazott rendszerek esetében ugyanis a tradicionális beágyazott rendszer egy nagyobb méretű szabályozási rendszer alárendelt, előfeldolgozást is végző érzékelője, illetve távvezérelhető beavatkozója. Az e fölé épített központi intelligenciát (globális információkezelés), egy vagy több távoli, általános célú számítógépen implementálják a jól megszokott általános (pl. üzleti) technológiákkal egyúttal biztosítva a kinyert információ további felhasználók felé terjesztését. A kettő közötti kapcsolatot vezetékes, vagy vezeték nélküli internet szolgáltatja.

A nyílt beágyazott rendszerek egyúttal radikálisan csökkentik az intelligencia árát. A zárt beágyazott rendszerek esetében az intelligencia igényelte lokális erőforrásokat minden egyes alkalmazási példányba be kell építeni (és meg kell fizetni). Az üzleti világ dominálta internetes alkalmazásai esetében a számítástechnikai erőforrások és a kommunikáció alacsony ára miatt egy jó szolgáltatásminőséget és - biztonságot nyújtó rendszer erőforrásigénye széles határok között érdektelen. A piaci potenciált jól mutatja, hogy a jelentősebb platformgyártók ma már az ilyen hibrid alkalmazások kiszolgáló technológiáját is felvették termékportfóliójukba. Pl. az IBM fokozatosan szinte az összes internetes szoftver platformjába integrálja a távoli beágyazott rendszerek kezelését (az egységes MQTT=MQ Telemetry Transport üzenetalapú protokoll segítségével). Műszaki, társadalmi hatás szempontjából ez a megközelítés azt ígéri, hogy a centralizált tudás, a korlátlan információelérés hamarosan ki fog terjedni a környezettel kölcsönhatásban levő beágyazott rendszerekre is. Ez egyaránt érinti az egyes polgárt (pl. AAL=segített életvitelt és távmedicina), a természeti környezetet (pl. a jelenleginél finomabb felbontású környezetmonitorok és közlekedésszabályozás integrációja), az energiagazdálkodást (pl. távvezérelt fűtésű intelligens lakótelepek) és a logisztikát (RFID alapú szállítmánykövetés és just-in-time termelésirányítás kombinációja). Egyúttal a hosszú életciklusú beágyazott rendszerek evolúciója és erkölcsi karbantartása is könnyebb a központi intelligencia oldalán. 2.2.3.3 Szabványosítás

Az ARTEMIS stratégia egyik kulcseleme a szabványosítás, amely formális garanciákat ad a stratégia olyan alapvető fontosságú paradigmái számára, mint:  

a beágyazott rendszerek több alkalmazási területet átfogó alkalmazásai közötti átjárhatóság, hordozhatóság illetve a komponens- és rendszerintegráció, a kidolgozott komponensek, rész- és alkalmazói rendszerek megkívánt tulajdonságait garantáló életciklus függő és független, valamint a beszállítói folyamatok, mint a verifikáció (a specifikáció és a tervezési-megvalósítási folyamat egyes lépéseinek eredménye konformanciájának ellenőrzése) és a minőség- és biztonságtanúsítás.

Közvetlen célkitűzése az alkalmazási területeken keresztülnyúló beágyazott rendszeripar létrejöttének és szinergikus hatásának támogatása a beágyazott rendszerek teljes spektrumára kiterjedő szabványosítás által biztosított  

komponálhatóság és interoperabilitás (komponensek problémamentes integrálhatósága és együttműködése, köztesréteg és kommunikáció) újrafelhasználhatóság (terv- és komponens szinten),

ArtemisH 2010.

13

STRATÉGIAI TERV 

a beágyazott rendszerek szempontjából kritikus nem-funkcionális tulajdonságok, mint a szolgáltatásminőség és -biztonság kulcsjellemzői ('megbízhatóság, funkcionális biztonság, adatbiztonság és behatolás-védelem, teljesítmény és teljesítőképesség, minőség és használhatóság) szintjének mérhetővé, garantálttá és összehasonlítóvá tételével.

Az ezt garantáló folyamatszabványok egyúttal támogatják a legjobb ipari menedzsment gyakorlat elterjedését. Ennek az átfogó szabványosítási stratégiának a szabványosítás által megcélzott objektumai átfogják a beágyazott rendszerek elemeinek és alkalmazásfüggetlen fejlesztési lépéseinek egészét. A szabványosítás tárgyát képező objektumokba célként beletartoznak:  

Rendszerek, ideértve a funkcionális egységeket (és természetesen nemcsak a bennük rejlő szoftver komponensek) a tervezési-gyártási-integrációs folyamatok, ideértve azok menedzsment aspektusait is;

Az ARTEMIS stratégia kidolgozása során körülhatárolták és priorizálták azokat a fő területeket, melyekre alkalmazási terület függetlenül általános, egy-egy aspektust lefedő szabvány kidolgozása szükséges már viszonylag rövid távon is, mint például:  



kritikus beágyazott rendszerek ad-hoc rendszerek (például a mobil car-to-car, C2C) rendszerek, melyekben a fizikai mobilitás stb. miatt a rendszer architektúrája dinamikusan változik, abban komponensek megjelenhetnek és eltűnhetnek, eszköz-rendszer integrációs metodikák és interfész szabványok, annak érdekében, hogy az önálló funkcionalitással rendelkező beágyazott eszközök és részrendszerek akár igényvezérelt módon összefűzhetőek legyenek.

A szabványosítási stratégia lefedi az összes fontosabb szabvány megjelenítési formákat, úgymint  



hivatalos szabványosítási szervezetek által kibocsájtott jogi érvényű szabványok, ad hoc, fejlődő szabványok, melyek de facto szabvánnyá válásuk után hivatalossá válhatnak (a beágyazott szoftver területén ideértve pl. a LINUX ökoszisztémát, a GCC-t és az Eclipse-t, amelynek a beágyazott modellvezérelt szoftverfejlesztésben túl is növekszik a szerepe), alkalmazásspecifikus szabványok (abból a szempontból, hogy hogyan befolyásolják az ARTEMIS alkalmazási területeken keresztülnyúló stratégiáját).

2.2.3.4 Középtávú európai technológiafejlesztési stratégia

Az ARTEMIS stratégiai célkitűzései metodikai és tematikus részprogramok (ASP) köré fogalmazódnak meg, amelyek egyúttal az új technológia legfontosabb alkalmazásait is mutatják. 









Biztonságkritikus beágyazott rendszerek módszerei és folyamatai A beágyazott rendszerek által ellátott vezérlési funkciók egyes hibáiból adódó kockázat a vezérelt fizikai folyamaton keresztül sokszorosára, gyakran kritikus, sőt katasztrofális mértékűvé erősödhet. Az ARTEMIS célkitűzése a garantáltan veszélytelen rendszerépítés támogatása. Intelligens környezet, melyekben a szétosztott alapfunkciókat biztosító beágyazott eszközök intelligens integráción alapuló kooperációja minőségileg intelligensebb szolgáltatást eredményez (intelligens város, otthon, RFID alapú logisztika stb.) Beágyazott számítási környezetek fejlesztésének célja a több alkalmazási területen használható, együttműködésre képes (és kitüntetetten a nagykapacitású jelfeldolgozást is támogató) IT platform architektúrák kialakítása. Beágyazott rendszerek emberközpontú tervezése célja az olyan, új ember-gép interfész metodikák kidolgozása, amelyek előképzettség nélküli interakciót tesznek lehetővé a beágyazott rendszerek és felhasználóik között. A hálózatba kapcsolt beágyazott rendszerek a biztonság és a kritikus infrastruktúrák védelmére kezdeményezés célja az integrált és kooperáló rendszerek védelme a nyitottság okozta behatolási lehetőségek, valamint az összekapcsolás miatti komplexitásnövekedés és új hibahatások ellen.

ArtemisH 2010.

14

STRATÉGIAI TERV 





2.3

Egészségügyi rendszerek, amelyek az öregedő európai populáció otthoni ellátását is beágyazott informatikai rendszerekkel támogatják. Ezek a rendszerek társadalmi-gazdasági hasznosságuk mellett a beágyazott rendszerek számos kulcstechnológiájának is a tesztágyai (szenzorhálózatok, távinformatika stb.). Hatékony gyártórendszerek és logisztika, melynél az ARTEMIS célja a tervezési és piacra jutási ciklusidő csökkentése, a termelékenység és gyártáshatékonyság növelése mellett az energiafogyasztás és a környezet terhelésének csökkentése. A fenntartható városi élet támogatása a városi ökoszisztéma erőforrásainak (pl. víz, energia) optimalizált felhasználása és menedzsmentje és a városi élet komfortjának támogatásával. Az innovációs környezet fejlesztése

Az ARTEMIS stratégia realitása szempontjából kritikus a ma széttöredezett technológiai tudás szinergikus összefogása, a tudáselemek holisztikus összefűzését és az ipari gyakorlat számára is széles körben elérhetővé válását garantáló innovációs környezet fejlesztése. Az ARTEMIS stratégia ezért elsődlegesen alkalmazási szakterület specifikus kiválósági központokban gondolkozik, amelyek prioritásos akciókat indítanak a kis és közepes alkalmazásfejlesztő vállalatok, illetve a technológiafejlesztő spin-offok irányába. Az innovációs tevékenységek kiemelt kulcsszereplője az akadémiai szektor a maga algoritmikus tudásával, és a magas szellemi tartalmú szolgáltatást nyújtó spin-off szektor. 2.3.1 Kiválósági Központok

Az ARTEMIS stratégiájának kiemelt része a páneurópai tudásközpont hálózat létrehozása. Ez a folyamat azt célozza, hogy mind regionális, mind pedig szakterületi bontásban létrejöjjön a dinamikus technológiai fejlődés koncentrált, szervezetileg is konszolidált bázisa. 



A kiválósági központok (CoE=Center of Excellence) mindegyike tehát sajátos szerepkörű: o Az ARTEMIS stratégia a kiválósági központok létrehozásánál kiindulási alapnak a létező nemzeti tudásközpontokat tekinti (Franciaország, Hollandia, Németország, Belgium stb.). Ezek a tudásközpontok Európában meglehetősen sokféle formában jöttek létre. Sem hazánkban, sem a régióban egyelőre nincs ilyen nemzeti tudásközpont. o Az ARTEMIS SRA definíciója szerint egy-egy kiválósági központ:  egy európai dimenziójú szövetség, amely regionális/nemzeti kiválósági központok/klaszterek között jön létre, amelyekhez  szatellit partnerek (pl. vállalatok) csatlakozhatnak. A kiválósági központok esetében számos modell létezik már a nemzeti központok esetében is. Valamennyinek közös jellemzője, hogy PPP konstrukciójúak. Az állami támogatási rátájuk változó, jellegzetesen az alapítási költségeken túl 50% körüli érték, hasonlóan a más területeken működő magyar tudásközpontokhoz.  az ARTEMIS SRA célkitűzéseinek valamely önmagában értelmes részhalmazát tűzi célul. Ez azt jelenti, hogy egy-egy kiválósági központnak nem, vagy nem feltétlenül kell átfognia az ARTEMIS stratégia egészét, sőt, hálózatba szervezésük hosszútávon azt ígéri, hogy egyetlen „virtuális” stratégiai központként jelennek meg. A kiválósági központok szerepe az európai ARTEMIS stratégia alakításában: o Az alkalmazási terület specifikus követelményeit integrálják az európai stratégiába. Tekintettel arra, hogy egy-egy tudásközpont egy-egy tématerületre fókuszál, eszközként használva az általános ARTEMIS elképzeléseket, így várható, hogy ott az európai élvonalat is meghaladó tudás centralizálódik. A központ által lefedett alkalmazási terület stratégiájának és az általános európai stratégiának a

ArtemisH 2010.

15

STRATÉGIAI TERV

o

o

o

o

o

harmonizálása így az ARTEMIS és a kiválósági központ tevékenységének harmonizálását feltételezi. projekteken keresztbenyúló integrációs platformokat, teszt környezeteket dolgoznak ki és szolgáltatnak. Ez azt jelenti, hogy egy-egy referencia implementációs metodika környékén a kiválósági központban centralizálva kialakul az ARTEMIS kultúra specifikus technológiája, és azt a fedett terület résztvevői használhatják. támogatják a spin-off-ok létrehozását. Abban az esetben, ha valamelyik kutatási feladat eredménye közvetlenül hasznosítható, illetve az azon alapuló szolgáltatás használati gyakorisága eléri azt a mértéket, amely mellett már érdemes önálló formában megjelenő szolgáltatás és/vagy terméket létrehozni, akkor a kiválósági központban végrehajtott inkubációt követően a központ kutatói bázisán spin-offok jöhetnek létre, szoros kapcsolatban maradva a központtal. erősítik a high-tech KKV-k piacra jutási lehetőségeit a termékinnováció kutatási és beszállítói minőségében egyaránt. A high-tech KKV-k esetében ugyanis különösen indulásuk szakaszában több olyan gond jelentkezik, amelyet egy kiválósági központ viszonylag könnyen meg tud oldani: hitelesíti azokat a potenciális felhasználók felé, közvetítői szerepet játszhat a felhasználó igények és high-tech megoldások között, alvállalkozói bevonásukkal pedig referenciát teremt számukra. közreműködnek a kutatási eredményeknek innovatív termékekké érlelésében. A kutatási eredmények ugyanis gyakran ígéretes algoritmikus megfogalmazásban jönnek létre, azonban az alkalmazási terület specifikus technológiájához illesztése az eredeti fejlesztőnél esetleg meg sem levő, de a kiválósági központ napi gyakorlata által fedett helyismeretet igényel. frissítő és továbbképzési lehetőséget biztosítanak az ipari szakemberek számára.

A kiválósági központok tervezett európai száma 4-6. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy a viszonylag fejletlen régiók, mint amelybe Magyarország is tartozik a többi újonnan csatlakozott országgal együtt, technológiai elmaradottságuk miatt egyénenként nem esélyesek ilyen kiválósági központba történő bekapcsolódásra (ami persze nem zárja ki azt, hogy esetleg politikai okokból egy-egy ország tudásközpontja be ne kerüljön). Egyetlen esélyként azt tekintjük, hogy ha regionális együttműködésben valamely olyan, a nemzeti prioritásokhoz illeszkedő, de egyúttal a régióra speciális, közös központot sikerül létrehozni (például az infrastruktúra rekonstrukciójának támogatása pótlólagos elektronizálással), amely egy nagyobb piacot fed le. 2.3.2 KKV támogató akciók

Az ARTEMIS kiemelt figyelmet fordít a KKV-kra, hiszen a beágyazott rendszerek fejlesztése és gyártása területén, elsődlegesen a gazdaságilag jelentős, de a nagyvállalati szektor számára nem attraktív réspiacokon az egyéb területekhez képest is kiemelt ezek fontossága. Hasonlóan ahhoz, ahogy a gépiparban általános célú szerszámgépekkel egy kis és közepes vállalkozás tud egy szűk termékspektrumon globális réspiacra termelni, a fejlődőben levő ARTEMIS technológia azt ígéri, hogy a beágyazott rendszerek potenciális alkalmazási spektrumán a KKV-k olyan alkalmazási területeken is megjelennek, ahol a beágyazott rendszerek eddig jelen sem voltak. (Elég, hogyha arra gondolunk, hogy az RFID azonosítási technika forradalmasítja a hétköznapi élet számtalan területét, a logisztikától az egészségügyön át bizonyos védelemipari alkalmazásokig). A KKV-k másik jellegzetes alkalmazási területe egyes high-tech technológiákhoz kapcsolódik, amelyeket az alkalmazásfejlesztőknek csak szolgáltatás alapon gazdaságos igénybe venniük. Az ARTEMIS a KKV támogató akcióit (a jó francia példa nyomán) egyik oldalról a nagyvállalatok és érintett költségvetési intézmények, a másik oldalról pedig a KKV képviselői közötti megállapodás alapján képzeli felépíteni. Ennek a megállapodásnak a célja az innovációs ökoszisztéma KKV szektorának bevonására szolgáló együttműködési keretrendszer definiálása. Kulcseleme a piaci partnerközvetítés szabályozott folyamata, amely a KKV-k láthatóságának növelésével megkönnyíti a nagyvállalatok számára a KKV-k által nyújtott specifikus technológiai szolgáltatások ArtemisH 2010.

16

STRATÉGIAI TERV

beazonosítását, illetve a közvetítői platform által ellátott referencia rendszer mellett csökkenti az igénybe vevők kockázatát. 2.3.3 Elérhető szoftver

A kidolgozandó ARTEMIS technológiai lánc egyik fontos jellegzetessége, hogy az általános elemeik nyílt és publikus szabványokon alakulnak. Ez a specifikációs nyíltság, valamint az, hogy a technológia jórészt már létező elemek integrálásán alapul, azt a lehetőséget kínálja, hogy ugyan némiképp szűkített funkcionalitással és különösebb minőségi garanciák nélkül, de rendelkezésre áll nyílt forráskódú és közösségi forrású szoftvereknek egy széles spektruma. Ezen szoftvereknek kiemelt a jelentősége a tanúsítást nem igénylő (például nem biztonságkritikus) alkalmazások esetében, ahol a várhatóan rendkívül költséges professzionális eszközök nem, vagy csak részlegesen lesznek elérhetőek a KKV-k számára. Elsődlegesen a KKV-k esetében a nyílt forráskódú megoldások hatékony alternatíváját jelentik a professzionális eszközöknek abban az esetben, ha a gondozásuk és az ARTEMIS kompatibilitásuk biztosított. Különösen fontos szerepük a jelenlegi, tranziens időszakban, amikor a professzionális eszközkészlet még rendelkezésre sem áll, de már égetően szükség van a betanulásra, az új projektek esetén a tudásvagyon formalizálására, a későbbi zökkenőmentes bevezetés érdekében. Kiemelendő, hogy a tisztán nyitott forráskód mellett egyéb, az ingyenes és professzionális verziók között flexibilis átjárhatóságot biztosító modellek is léteznek. Ennek jellegzetes példája a modern modellalapú tervezéstechnológia alapját képző Eclipse, amelyet eredetileg az IBM belül fejlesztett ki (mintegy 2 Millió USD összköltséggel), majd szabaddá tette azt, akár akadémiai, akár üzleti felhasználásra, miközben a rá épülő professzionális verziókat tisztán kommerciális formában forgalmazza. Az ARTEMIS témakörében hasonló módon kiforrott szabad hozzáférésű technológiák már léteznek is, mint az ObjectWeb 2 (köztesréteg technológiák), Open System C (rendszerleírás), Scilab (műszakitudományos számítások) stb. Különösen kiemelendő az, hogy ezekkel az eszközökkel kiválthatóak a drága eszközök a fejlesztési életcikluson belüli hosszú időt és nagy licenc-számot igénylő tervezési fázisokban, de úgy, hogy a végeredményük professzionális technológiába becsatolható marad. A hatékony licencgazdálkodás így megoldható akár kis darabszámú, akár szolgáltatásszerűen igénybe vett professzionális eszközökkel is. 2.3.4 Akadémiai tevékenység

Az ARTEMIS stratégiának kulcseleme az akadémiai jellegű háttértámogatás, amely egyfelől a hasznosítható tudástermelést, másfelől az oktatás által a megközelítés befogadásához szükséges tervezési és implementációs kultúraváltás humán erőforrásának biztosítását jelenti. 



A hatékonyabb tervezési technológiák támogatják mind a potenciális alkalmazási területen, mind pedig a beágyazott rendszerekben megvalósított algoritmusok intelligenciaszintjét növelését. Ez felértékeli a szakterületi (pl. analitikai kémia, járműdinamika stb.) és a beágyazott rendszerekbe integrált általános algoritmika (pl. jelfeldolgozás, szabályozástechnika, mesterséges intelligencia, adattárolás, kommunikáció, robosztus és hibatűrő algoritmusok, optimalizálás stb.) akadémiai eredményeinek szerepét, hiszen ezek szabják meg a beágyazott rendszer által nyújtott szolgáltatás szintjét. Az automatizált szintézis csak jó minőségű implementációt ad, de nem garantálja a termék jóságát, hiszen szükség van annak hatékonyságára is. A megvalósított alkalmazások és az azokat a szabványos platformok felett megvalósító architektúrák magukba kell, hogy foglalják a legjobb akadémiai algoritmikai eredményeket és az ipari gyakorlat esszenciáját képviselő heurisztikákat is.

Éppen a beágyazott rendszerek kutatásának sokaspektusú volta miatt azokat nemzetközi összefogással kell megvalósítani. Az ARTEMIS alapvetően a korábbi ARTIST NoE bázisán javasolja a nemzetközi kutatóhálózat kialakítását és konszolidálását nyitott nonprofit szervezetként. E szervezet az, amely a jelenleg is futó stratégiatervezési EU programok (COSINE, ARCADIA) eredményeit is felhasználva hosszútávon gondozza és koordinálja a kutatási kooperációt.

ArtemisH 2010.

17

STRATÉGIAI TERV

Az oktatásfejlesztés és koordináció területén a célkitűzés a beágyazott rendszerek területének diszciplína szintre emelése és mind az iskolarendszerű, mind pedig a továbbképzési formák számára nemzetközi akkreditációs kritériumok kidolgozása a ma csak részlegesen meglevő ipari vizsgarendszer követelményeit is figyelembe véve. Ma ugyanis a terület műveléséhez szükséges ismeretek (például a jelfeldolgozás, szabályozástechnika, modellalapú rendszer- és szoftvertervezés, formális módszerek, rendszerintegráció, valós idejű programozás) szakmailag széttagolva, az oktatásban nemegyszer külön szakokként jelennek meg. 2.4

Műszaki-gazdasági hatás

2.4.1 Tervezésautomatizálás

A beágyazott rendszerekben kézbentarthatóan megvalósítható komplexitás hasonló mértékben nő, mint amikor az assembler alapú programozást felváltották a magas szintű nyelvek. Az iparban már ma is létező ilyen eszközök 30-40 % hatékonyságnövekedést mutatnak drasztikus minőségjavulással kísérve. A teljes kiforrottságra vonatkozó becslések egy nagyságrendi hatékonyság- és egy-másfél nagyságrendnyi minőségjavulást prognoztizálnak. 2.4.1.1 Intelligencia

Az ARTEMIS becslése szerinti mintegy 5 % ráfordítás csökkentés melletti 25 %-os termékbonyolultság növekedés hatékonyan támogatja a rendszerekbe épített intelligencia növekedését. Az uniformizálódó technológiai bázis miatt a termékek piaci versenyében az intelligencia válik meghatározóvá. Az intelligencia egyik forrása a megcélzott szolgáltatás színvonalát biztosító algoritmusok szofisztikáltsága (egy korszerű autóban is a felhasználó számára mindinkább perdöntő fontosságú üzemanyag fogyasztás csökkentésének kulcsa a motorvezérlő algoritmusa). A költségcsökkentés fő faktorává a szabványos platformok erőforrásainak hatékony kihasználását és a nem-funkcionális követelménynek való megfelelést biztosító algoritmika válik. Ez az intelligens algoritmika egyre inkább áttolódik a fejlesztési fázisból a futási idejűbe. A válaszidőt garantáló teljesítménymenedzsment, a rekonfiguráció alapú hibatűrés lesz a fő garanciája a beágyazott rendszer környezeti feltételekhez és az erőforrások állapotához adaptálódásának. 2.4.1.2 A tudásvagyon újrahasznosítása

A vállalati stratégiákban kritikus lesz a bizonyítottan helyes és hatékony megoldásokat összefoglaló tudásvagyon modellkénti formalizásán alapuló újrahasznosítása egyfelől az igények széles spektrumát kielégítő termékcsaládokban és az alapplatformokban bekövetkező gyors erkölcsi elavulás kivédésére. Az új technológiákra valóátállásban felmerülő késlekedés a termelékenység és minőségjavulás elmaradásával brutális piacvesztést eredményezhet. Miután az európai nagyipar a beszállítóktól is meg fogja követelni ezt a a szolgáltatásbiztonságot garantáló magas minőséget, a klasszikus implementációs technikák a minőségi versenyből kiszorulnak. 2.4.1.3 Réspiacok

A szakterületre adaptált tervezési technológiák csökkentik a beágyazott rendszerek iparába való bekapcsolódáshoz szükséges tudásküszöböt. Ezáltal a nem IT súlyponti alkalmazások száma és spektruma radikálisan nőni fog. Az itt megjelenő intelligencia közvetlenül nemzetgazdasági szinten is mérhető haszonnal jár (például a gazdasági és hétköznapi életet átfogó energiagazdálkodás, környezeti terhelés csökkentése). A hatékony tervezési-implementációs lánc felértékeli a réspiacokat. 2.4.2 Rendszerintegráció 2.4.2.1 Beszállítói piac bővülése

A szabványos felületen keresztüli integráció lehetősége kibővíti a piacot, hiszen egy-egy originális akalmazást teríyteni lehet az adott terület teljes potenciális alkalmazási piacára.

ArtemisH 2010.

18

STRATÉGIAI TERV

2.4.2.2 Ráépülő szintek, nyílt beágyazott rendszerek

Az integráció alapú rendszerépítés lehetővé teszi a jelenlegi beágyazott rendszereknél jóval bonyolultabb, nagyobb fedésű globális monitorozást és szabályozást megvalósító, akár több alkalmazási területet is átfogó rendszerek létrehozását. Gyors ütemben megjelennek a beágyazott rendszerek és internet alapú technológiákat összefogó a fizikai és informatikai világot integráló nyílt beágyazott rendszerek. Ezek megjelenésével a fizikai világról való információ megszerzésének rövid és hosszú távú feldolgozásának költsége csökken, és megteremtődik a sok lokális optimumra történő szabályozás helyett a nagyobb rendszereket átfogó globális optimalizáció lehetősége (például egy utcakereszteződés forgalom érzékeny szabályozása fölött megjelenhet egy összeurópai, a szállítmánykövetést transzport optimalizálásra felhasználó szint is). 2.4.3 Minőség

A beágyazott komponensek – egyelőre továbbra is a Moore törvényeknek megfelelő mértékű – folyamatos kapacitásnövekedése révén a tervezők ma komplexebb rendszerek építésére képesek, mint valaha. Ez elkerülhetetlenül hosszabb fejlesztési idővel jár. A komplexitás növekedéssel párhuzamosan azonban a piaci verseny is kiélezetté vált, ami viszont a lehető legrövidebb piacra kerülési időt teszi szükségessé. A két tényező együttes hatása egy olyan helyzetet teremtett, ahol a rendelkezésre álló eszközök képességei és a tervezési és fejlesztési folyamatok piaci realitásai között egy egyre növekvő szakadék figyelhető meg. A potenciális, műszakilag elérhető termékminőség ugrás tehát csak ezen szakadék áthidalásával valósulhat meg. Ehhez egy átfogó módszertan bevezetése szükséges, amely a megfelelő eszközök támogatásával biztosít egy tervezési, fejlesztési és tesztelési keretrendszert. A fejlesztési ciklus lerövidítésével ez a keretrendszer megfizethetővé teszi a magasabb szolgáltatásbiztonság elérését, így egyszersmind a klasszikus implementációs módszerek versenyképtelenné válnak. Vitathatatlan tendencia, hogy a funkcionalitás megvalósítás a korszerű beágyazott rendszerek esetében egyre inkább a szoftver megoldások felé tolódik. Következésképpen a szoftveriparban már régóta jelenlévő kockázatok a beágyazott rendszerek területén is jelentkeznek, számos új kihívást teremtve. Az alkalmazási területekkel kapcsolatos trendek alapján megállapítható, hogy a jövőbeni komplex beágyazott rendszerek esetében a magas fokú biztonság iránti igény lesz a meghatározó. Ezért mindenekelőtt az IT biztonsági kihívások azok, amelyek számos esetben gátolják a beágyazott rendszerek széleskörű alkalmazását új, biztonság-kritikus területeken. Annak érdekében, hogy ne legyen szükség a szoftveresen megvalósított funkciók és a biztonsági követelmények közötti kompromisszumokra, az előzőekben említet új fejlesztési módszertan(ok) szerves része kell, hogy legyen a biztonsági követelmények figyelembevétele és – lehetőleg magas fokon automatizált – vizsgálata, elemzése, sőt tanúsítása is. 2.4.4 Humán faktorok

A humán erőforrások oldalán felértékelődik az akadémiai tudás szerepe, hiszen az új technológiák a korábbiak szerint hatékonyan támogatják a komplex algoritmusokra alapuló intelligens megoldásokat. Az automatizálás következtében a jelenlegi mennyiségi szakember hiány az implementáció területén várhatóan csökken (és ezzel együtt bizonyos szakterületek pl. az egyszerű programozói munka leértékelődik). Hiány várható minőségi szakemberekből, akik akár a szakterületi ismeretekben, akár pedig a hatékony rendszertervezésben specialisták. Egyes speciális metodikai és technológiai területeken (szabványos minőség és biztonságtanúsítás, formális analízis, verifikáció és validáció, szolgáltatásbiztonságra tervezés, hatékony DSP és FPGA implementációs technikák) a specialisták iránti igény drasztikusan nő, sőt akár szűk keretmetszetté is válhat. Ez jelentős (tovább-)képzési igényt támaszt a különféle alkalmazási területeken (specifikációtervezés, alkalmazási terület specifikus nyelvek és szabványok) illetve a villamosmérnöki és informatikai területen (elsődlegesen az új tervezési technológiák, ellenőrzéstechnika és rendszerintegráció körében).

ArtemisH 2010.

19

STRATÉGIAI TERV

3 Hazai gazdaságpolitikai prioritások hatása E fejezet összefoglalja a hazai gazdaságfejlesztési politika egyes kiemelt területeinek a beágyazott rendszerekkel szemben támasztott igényeit az európai ARTEMIS stratégia kontextusában. A vizsgálatok során kiemelt figyelmet fordítunk a Gazdasági Minisztérium által összeállított prioritásos gazdasági területi listára. Ezt azonban nem tekintjük megszorító listának, így minden olyan területet figyelembe veszünk javaslatainkban, amelyet stratégiai fontosságúnak tartunk. Tekintettel arra, hogy a beágyazott rendszerek mindenütt jelen vannak, és nem köthető a stratégia egyetlen alkalmazási területhez vagy vállalatformához, a munkamódszerünk az, hogy ezeket az alapvető igényeket ebben a fejezetben több aspektusból is felmérjük. (A további fejezetekben e felmérés eredményét összefésülve adjuk meg a priorizált stratégiai céllistát.) Ennek a kettős megközelítésnek az a célja, hogy megjelenítsük azt, hogy a beágyazott rendszerek területe által igényelt támogatásnak több formában is meg kell jelennie: 

egyrészt önálló jogcímként (pl. a biztonságkritikus beágyazott rendszerek validációjának vannak közös szabványai és elemei, amelyet az egész iparág számára egyben érdemes kiírni). Az EU pályázati rendszerében ennek megfelelően az általános stratégia az információs és kommunikációs technológiák része (aminek része maga az ARTEMIS is), egy adott alkalmazási területre specifikus beágyazott technológiák K+F támogatása pedig annak specifikus fejlesztési programjaiban is meg kell hogy jelenjék (pl. AutoSAR bevezetése a járműiparban feltűnik az FP7 közlekedéssel foglalkozó TRANSPORT pályázati körében).



Célunk, hogy ezt a kétcsatornás finanszírozási modellt sikerüljön érvényesíteni a hazai K+F támogatási rendszerben is. Éppen a kimagasló népgazdasági hatás miatt egy-egy kiemelt gazdaságfejlesztési területen várhatóan sokkal magasabb összegek állnak rendelkezésre, mint az egységes beágyazott rendszerek kulcsszó alatt. Az EU-nál például az ARTEMIS-en kívül drasztikusan lezuhant a beágyazott terület kutatási támogatása az általános címszó alatt, ugyanakkor az alkalmazási területeken igen jelentős összegek állnak rendelkezésre. Az alkalmazási területeket négy fő csoportban foglaltuk össze: 1. 2. 3. 4.

Járműipar, közlekedés, logisztika Energetika és ipari alkalmazások Biotechnológia és egészségipar Információs és kommunikációs technológiák

Mint a fenti listából is látható, a beágyazott rendszerek felhasználása igen széleskörű, és ennek révén az ARTEMIS Platform stratégiai céljai szorosabban vagy lazábban, de lényegében mindegyik Nemzeti Technológiai Platform célkitűzéseivel korrelál. Az alábbi táblázatban foglaltuk össze azon Platformok listáját, amelyekhez a legszorosabban kötődünk, és akikkel a szakmai együttműködés nem csak elképzelhető, de nagyon előnyös és ezáltal szükséges is:

ARTEMIS szakterület

Járműipar, logisztika

Biotechnológia és

ArtemisH 2010.

Platform elnevezése

Koordinátor

ERTRAC Hungary Nemzeti Közúti Közlekedési Platform

Közlekedéstudományi Intézet

Gépjárműipari Tudományos és Technológiai Platform

Magyar Gépjárműipari Szövetség

Hidrogén és Tüzelőanyag-cella NTP

CHIC Közép-magyarországi Innovációs Központ

Biotechnológiai NTP

Magyar Biotechnológiai Szövetség

20

STRATÉGIAI TERV

egészségipar

Energetika és ipari alkalmazások

Információs technológiák

eVITA

NJSZT

Innovatív Gyógyszerek Kutatása NTP

Magyarországi Gyógyszergyártók Orsz. Szöv.

MANUFUTURE-HU

Gépipari Tudományos Egyesület

Integrált Mikro/Nanorendszerek TP

MTA Műszaki-fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet

Védelmi és Biztonsági Együttműködési Platform

Magyar Védelmiipari Szövetség

Kreatív Iparágak Platformja - KIP

Magyar Tartalomipari Szövetség

Mobilitás és Multimédia NTP

InnoHost Kutatás-fejlesztési Alapítvány

NESSI-Hungary Szoftver és Szolgáltatások NTP

BME, Informatikai Központ

Nyelv- és Beszédtechnológiai Platform MTA Nyelvtudományi Intézet A beágyazott rendszerek nem csak a felhasználás szakterületi eloszlása tekintetében nagyon sokrétűek, hanem ugyanez jellemző pl. a gyártás és felhasználás mennyiségi igényeire is. Minden mennyiségi szegmensben van igény a beágyazott rendszerek előállítására, természetesen más és más motivációs indokok nyomán: 





Vannak nagyobb sorozatú (több mint 100.000 darabszámú) termékek, ahol a hardverköltség sokkal jelentősebb, mint a tervezés és a szoftverfejlesztés költsége. Itt a nagy volumen miatt kis megtakarítások is számítanak a gyártás során. Ezt jelenleg csak egyedi hardverrel lehet megoldani. Vannak kis példányszámú (100 alatt) készülő, tisztán beágyazott rendszerek, amelyek viszont nagy megbízhatóságú (SIL4 szintű biztonságkritikus) rendszerek. Itt a minimalizálás a biztonsági filozófia része, ezért készülnek egyedileg. Vannak köztes termékvolumenek is, ahol a beágyazott rendszerek jelentik a megoldást. Ezek 10-1000 példányszám körüli rendszerek, ahol a berendezések heterogén jelleggel modularizáltak: pl. a méréseket végző modulok saját fejlesztésűek, a központi intelligenciát és kommunikációt megoldó modulok viszont átvett (pl. nyílt forráskódú, beágyazott Unix alapú) szoftverek, amihez a gyártó saját illesztést és programokat fejleszt.

Hazai félvezető ipar hiányában a beágyazott rendszerek fejlődését a beszerezhető alkatrészbázis fogja meghatározni. Szerencsére az utóbbi években a politikai korlátok eltűnésével az alkatrészbeszerzés korlátai feloldódtak. A hazai alkalmazások fejlesztőinek az új technológiai eredmények mielőbbi alkalmazásával kell biztosítani a versenyképességet, ha nem is nagy rendszerek létrehozásában, de az egyedi műszerek és részegységek megvalósításánál. 3.1

Járműipar, közlekedés, logisztika

3.1.1 Nemzetközi kitekintés

A globális járműipari trendek két fontos eleme a rendszerek és a biztonsági előírások különböző ágazatok közötti konvergenciája, más ágazatok bevált tapasztalatainak és megoldásainak adaptálása. A nagy sebességű vonatok elterjedése, majd néhány súlyos baleset után megkezdődött a biztonsági előírások és követelmények szigorítása, beleértve a tervezést, gyártást és karbantartást is. A közúti közlekedésben is a kialakult zsúfoltság következtében egyre bonyolultabb Traffic Management rendszerekre van szükség a biztonság fokozása érdekében. Mindkét esetben a szakemberek a repülőipar – mint a legbiztonságosabb közlekedési rendszer – tapasztalatait igyekeznek adaptálni. Az ilyen kihívásoknak az iparág olyan intelligens érzékelő, irányító, beavatkozó rendszerek kifejlesztésével és elterjesztésével próbál megfelelni, melyek biztonságossá teszik és egyben optimalizálják is ezen közlekedési rendszereket valamilyen követelményrendszer szerint. A

ArtemisH 2010.

21

STRATÉGIAI TERV

repülőiparban például a folyamatban levő fejlesztési projektek költségeinek 50%-át már a beágyazott fedélzeti rendszerek fejlesztése teszi ki. A fejlesztések fő koncepciója: „The more electric aircraft”, amely az intelligens repülőgépet jelenti. A modern, nagy teljesítményű repülőgépek a biztonság és a gazdaságosság igényeinek kielégítése érdekében több tucat fedélzeti rendszert integrálnak magukba, melyek külön-külön is bonyolult mechatronikai rendszerek. Ezek pilóta általi felügyelete és irányítása csak bonyolult rendszerintegráció és automatikák segítségével lehetséges, ezért a modern repülőgép a system of systems kategóriájába került az elmúlt 20 év fejlesztéseinek a következtében. Ez a szemlélet gyorsuló ütemben a többi közlekedési alágazatra is kihat, egyre több érzékelő, beavatkozó, vezérlő egység és automatika épül be a járművekbe, fokozva azok gazdaságosságát, biztonságát és kényelmét. Az űrkutatás technológiája igen költséges, amely mindennek ellenére a technikai fejlődés elengedhetetlen része. Ma már a mindennapi élet szinte elképzelhetetlen a műholdak nélkül (távközlés, TV-műsorszórás, termésbecslés, árvízvédelem, térképészet, meteorológia, navigáció stb.). Az űrkutatásnak egymástól jól elkülönülő három területe van: kereskedelmi, tudományos és katonai. A kereskedelmi, valamint a tudományos űrkutatásban Európa és a kutatóközpontja, az ESA (European Space Egance), késlekedve szállt be a GPS (Global Positioning System) típusú navigációs rendszere kiépítésébe (Galileo program), nem lépett a saját űrhajó kifejlesztésében, így az európai űrhajósok, az emberes űrkutatás mások (USA, Oroszország) „kegyelemkenyerén” él. Ezeknek a döntéseknek a jövőbeli kihatásai még nem láthatók. Az új technológiák segítenek túlélni a természeti kockázatokat. A vulkánok aktivitását Worldwide Interoperability for Microwave Access (WIMA) eszközökkel meg lehet figyelni. A vulkánból származó információk prioritást kapnak a rendszerben. A WIMA eszközökkel 40-60 km sugarú körben lehet létrehozni vezeték nélküli hálózatot. A rendszer még csak Izlandon és Olaszországban van kísérleti fázisban. A nagy pontosságú GPS adatok felhasználásával a földrengések, a kitörések előrejelzésére is történnek kísérletek. Ha nem lehet a természeti jelenségeket és hatásukat megfelelőképpen előre jelezni és megelőzni (extrém időjárás, földrengés stb.), akkor az erőfeszítéseket a károk enyhítésére és a vészhelyzetek optimális kezelésére kell koncentrálni. Az IBM már a new-orleans-i hurrikánkatasztrófa idején is példát mutatott új technológiák innovatív alkalmazására a katasztrófával kapcsolatos, szerteágazó információk gyors és hatékony integrálásával. A globális éghajlatváltozás korszakában ez nemcsak egy érdekes kutatás-fejlesztési irány, hanem egy jól átgondolt üzleti stratégia része. Megindult a vita az amerikai emberes űrprogramot „befékező” Barack Obama amerikai elnök döntése után a NASA és az amerikai űrrepülés jövőjéről. Obama elnök közzétett költségvetési javaslata szerint a NASA nem költhetne a nagyszabású Constellation Programra, vagyis az Ares-hordozórakéták, az Orion-űrhajó és az Altair-holdkomp fejlesztésére. Ezek az űreszközök biztosítanák az Egyesült Államok visszatérését a Holdra. A program jelentős csúszásban van, és még nagyobb ráfordítással sem tudná reális eséllyel visszajuttatni az embert a Holdra 2028-2030 előtt. A NASA-nak előirányzott fő célok a következők: új technológiák kifejlesztése a világűr elérésére, robotfelderítő küldetések a Naprendszerben, hajtóművek és nagy teljesítményű rakéták, valamint a Kennedy Űrközpont fejlesztése; nem állami vállalatok által fejlesztett űrrepülések megvalósítása, a Nemzetközi Űrállomás fokozott kihasználása; Föld-monitorozás, például az éghajlatváltozás megfigyelésének fejlesztése. Az Obama által javasolt új stratégia egyik fontos eleme a Nemzetközi Űrállomás (ISS) működésének meghosszabbítása. Az űrállomás gyakorlatilag csak most készült el, és ennek megfelelően a külföldi partnerek (elsősorban Európa, Japán és Oroszország) jelenleg kezdik csak kihasználni tudományos és műszaki fejlesztési célokra. Jogosan várják el tehát a NASA-tól, hogy továbbra is fenntartsa azt. Barack Obama javaslatának másik fontos eleme, hogy a magánszektort az eddigieknél sokkal intenzívebben vonná be az űrhajózásba. Ennek keretében a magánűrhajók fontos szerepet játszanának az űrállomás ellátásában, ideális esetben egészen 2020-ig. A NASA eddigi fennállása során azonban az emberes űrrepülés mindig állami privilégium volt. A „magánűrhajózás” megteremtése precedens nélküli.

ArtemisH 2010.

22

STRATÉGIAI TERV

A NASA 2008-ban sikeresen tesztelte a jövőbe mutató új bolygóközi kommunikációs modelljét, amely az Internet-kapcsolaton alapul. A bolygóközi Internet-kapcsolatokban érdemes használni a kosárlabda modelljét: tárold, mielőtt továbbadod, és várd össze a csapatot. Ezzel a módszerrel a nagy időkülönbséggel érkező, de összetartozó információs csomagok is összerakhatók. E technika alkalmazása a Mars-kutatásban jelentős szerepet fog betölteni. 3.1.2 A magyar jármű- és űripar

A magyar járműipar 100 éves hagyományokkal rendelkezik, napjainkban újjászületőben van, melyet elsősorban a repülőipar, hajóipar és autóipar hazai termékfejlesztései fémjeleznek. A rendszerváltás után a hazai nagyvállalatok többnyire szétestek, és az utóbbi néhány évben főleg KKV szinten jelennek meg az integrált járműipari fejlesztő cégek, melyek a legfejlettebb tervező-fejlesztő módszerekkel igyekeznek a multinacionális cégek által le nem fedett piaci résekbe betörni. Különösen figyelemfelkeltő a repülőipari fejlesztések üteme, ahol 2006 óta évente jelenik meg egy új típus a sportrepülőgépek kategóriájában. [10] Jelenleg is 4 gép van a prototípus állapotában, melyeken már folynak a tesztrepülések. 2010 végéig további 2 repülőgép fejlesztése fejeződik be, és ezzel a hazai fejlesztésű és gyártású gépek száma eléri a 9-et. Sorozatgyártás alatt jelenleg az Apollo Fox, Corvus Phantom és Corvus Falcon kétszemélyes sportgépek vannak, melyek már több exportpiacon is megjelentek (EU, US, Dél-Afrika). Különös jelentőségű az ARTEMIS-H szempontjából a Bonn Hungary Electronics Kft. által kifejlesztett és már tesztelés alatt levő kisméretű robotrepülőgép [11]. Kevés szó esik a KKV-ken alapuló hazai hajóiparról, amely a 2010. márciusi Budapest BoatShown csaknem egy tucat termékkel jelent meg: hagyományos és elektromos motorcsónakokkal, illetve különböző méretű vitorlásokkal, egészen a segédmotoros 4-6 személyes tengeri luxusvitorlás jachtokig.[12] E két kis iparággal ellentétben, az autóiparban több multinacionális gyártó is jelen van hazánkban, és egyre nagyobb mértékben veszik igénybe a hazai fejlesztő cégek szolgáltatásait. Piacképes végtermékkel azonban csak az autóbuszgyártás területén találkozhatunk annak ellenére, hogy vannak figyelemre méltó fejlesztések a környezetkímélő személyautók területén is (pl. Solo-dou és Bontino elektromotoros projektek). A beágyazott rendszerek alkalmazása a vasútirányítás területén a többi közlekedési módhoz képest erősen centralizált. A vonatközlekedés biztonságát már sok évtizede központok (biztosítóberendezések) és fedélzeti berendezések növelik. E berendezések szolgáltatásai jelentősen bővülnek. A biztosítóberendezések összekötésével több állomást, vonalat irányító központok jönnek létre, ahol az irányítás fokozatosan automatizálásra kerül. A digitális rádiós kommunikáció elterjedésével a fedélzeti berendezések folyamatos kapcsolatot tartanak a biztosítóberendezési központokkal. A kapcsolat kétirányú, a mozdonyok, motorvonatok parancsokat is kapnak (lásd: ETCS II rendszer.) A központok és GPS-t is használó rádiós nembiztonsági fedélzeti berendezések egyéb szolgáltatásokat is adnak:    

regionális vagy országos vonalirányítói központok (KÖFE, FOR) létrehozását teszik lehetővé, online adatokat adnak az utastájékoztatási, üzemeltetési és elszámolási rendszerek számára, folytonos gépi (ezért hitelesebb) diagnosztikát tesznek lehetővé, utas- és vagyonvédelmi rendszerekhez is kapcsolódnak.

A nem állomási (terepi) objektumok megfigyelése bővült (pl. közúti átjárók kamerás megfigyelése). További nem biztosítóberendezési rendszerek létesülnek: villamos ellátás, utastájékoztatás, jegyeladás, utas- és vagyonvédelmi rendszerek. E rendszerek egy része megjelenik a járműveken is. Fontos sajátossága a járműiparnak, hogy itt fejlesztői klaszterek is működnek: Magyar Repüléstechnikai Klaszter (MRK) [10] és Magyar Járműfejlesztési Klaszter (MAJÁK).[13] E két klaszter évek óta együttműködésben van, és mindkettő jelentős nemzetközi kapcsolatrendszerrel rendelkezik. Az MRK tagja az European Aerospace Cluster Partnership (EACP) [14] [14]szervezetnek is, melynek 30 repüléstechnikai klaszter tagja van 19 európai országból. ArtemisH 2010.

23

STRATÉGIAI TERV

Tágabb értelemben véve ide tartozónak tekinthetjük az űripart is, elsősorban a repülőiparral sok tekintetben megegyező technológiai háttere miatt. A Hungarian Aerospace Technology Platform (HATP) [15] megalakítása 2007-ben épp azt a célt szolgálta, hogy legyen egy közös platform, ahol a K+F-ben érdekelt szervezetek (tanszékek, kutatóintézetek, fejlesztő cégek) egymást kiegészítve, együttműködve támogathassák a hazai járműipari alágazatok fejlesztéseit. Mindhárom alapvető iparág fő jellemzője az új anyagok alkalmazása (könnyűfém-ötvözetek, kompozitanyagok) és az egyre bonyolultabb, de megbízhatóan működő intelligens fedélzeti rendszerek alkalmazása a biztonság, kényelem és gazdaságosság fokozása érdekében. A beágyazott rendszerek fejlődésének egyik eleme az alkalmazott alkatrészek méretbeli csökkentése – a miniatürizálás – és ezzel párhuzamosan a teljesítmény növelése. Egyre újabb és újabb technológiák, anyagok, teszik lehetővé, hogy a lapkák sűrűsége 20-40-szeresére növekedjen. A miniatürizálásnak vannak korlátai is. Az elemi félvezető eszközök méretének csökkentésével megnő a kvantumfizikából jól ismert alagútáram hatása, csökken a szigetelő elektródák átütési feszültsége, ezt a hatást tovább növeli a kiürített réteg vastagságának csökkenése. A méretek csökkenésével nő a rétegek ohmos ellenállása. Ezek a hatások lényegesen befolyásolhatják az elemi eszközök karakterisztikáit. A méretek csökkentésével nőhet az úgynevezett „puha” (soft-) hibák valószínűsége. Ezek a hibák az eszközben nem okoznak maradandó károsodást, de megzavarják az információ áramlását. A „puha” hibákat elsősorban a radioaktív és a kozmikus sugárzás okozza, ami töltéshordozó párokat gerjeszt a félvezető eszközök belső rétegeiben. Ha az eszköz mérete kicsi, akkor az ilyen gerjesztett töltéshordozó párok a működést jelentősen befolyásolhatják. Az űrkutatásban, a Föld körüli pályán vagy a bolygók közi térben ahol a kozmikus sugárzás hat ezek az új mikroelektronikai alkatelemek használatánál igen körültekintően kell eljárni. A profitorientált kereskedelmi műholdak alatt a távérzékelési, a távközlési és a navigációs műholdakat kell érteni. Ezen műholdak fejlesztésére az európai űripar már kellően felkészült az elmúlt évtizedekben, és megfelelő nagyságú cégek jöttek létre ahhoz, hogy komplett rendszerek szállítására alkalmasak legyenek, és így az Európai Unióhoz újonnan csatlakozó országok, köztünk hazánk megjelenését ezen a piacon lehetetlenné tegyék. A magyar űripar jelenleg még túl kicsi ahhoz, hogy ezen a piacon komoly versenytárs lehessen, ezért jelenleg csak egyedi egységek vagy szolgáltatások révén tud a piac kis szegmesében szereplővé válni. Egyedi és a feladat megfogalmazásakor még nem kellően egyértelmű igényeket kielégítő, jelentős szellemi ráfordítással járó fejlesztésekbe lehet csupán a hazai kutatóknak bekapcsolódni. Ez részben kedvező, de ugyanakkor nem jár együtt a magyar űripar jelentős bővülésével. A gazdasági válság, sajnos, e területen is érezteti hatását. Ez még inkább csökkenti a beszállítási lehetőségeket, hiszen a saját dolgozókat kell először munkával ellátni. Például, az Európai Bizottság csökkentette az idén megrendelendő műholdak számát a Galileo navigációs műholdrendszer céljára. A két versenyben maradt nagy műholdgyártó konzorcium – vezetőik az Astrium Satellites és az OHB System vállalatok – a korábbi 30 műhold legyártása helyett csak 22-re kell árajánlatot adjanak. Továbbá, várhatóan a tervezett 2013-as üzembe állítás is 2016-ra tolódik (a kínai Beidou navigációs rendszer addigra meg is előzheti a Galileót!). A Galileó programra kiírt pályázatokra néhány magyar cég is beadott pályázatot, de sajnos (mint várható volt) egyik cég sem került a megvalósításban résztvevők sorába. A távérzékelő műholdak szolgáltatásai (mind a meteorológia adatok, mind a fényképfelvételek) megvásárolhatók és gyakorlatilag kizárt, hogy újabb korszerű műholdfejlesztésbe magyar űripari cégeket bevonjanak. Néhány magyar vállalkozás tíz évet meghaladó űrkutatási gyakorlattal konzorciumot alkotott és a hazai NKTH által kiírt pályázatokon próbálkozott. Két alkalommal is eredménytelen volt pályázatuk, pedig szakmai kifogás nem merült fel a javaslatukkal kapcsolatban. A Magyar Űrkutatási Iroda az utóbbi években bekövetkezett hányattatott sorsa (felügyeleti szervei voltak: Vízügyi és Környezetvédelmi Minisztérium, Ipari Minisztérium, NKTH) is az alacsony prioritását mutatja az űrkutatás témájának. Ezen a területen jelentős szemléletváltásra lesz szükség, melyhez a jövő hónapban átadásra kerülő ELTECH Center [16][16] jelentheti a kezdeti lökést. A magyar űrkutatás több évtizedes hagyományaira alapuló rendszerfejlesztések és tesztelések több lehetőséget jelentenek a nemzetközi együttműködés ArtemisH 2010.

24

STRATÉGIAI TERV

elmélyítésével és szélesítésével. „A nemzetközi űrkutatásban való magyar részvétel” megnevezéssel a magyar űrkutatók közössége Magyar Örökség Díjban részesült 2010-ben. A különböző rendeltetésű földi, vízi és légi járművek fejlesztése és egységes közlekedési és logisztikai rendszerbe való beillesztése, optimális, biztonságos üzemeltetése, irányítása és felügyelete egyre bonyolultabb rendszerek kiépítését és hálózatba integrálását igényli, mely meghatározza a fejlődés alapkövetelményeit a beágyazott rendszerek tekintetében. 3.1.3 A szakterület stratégiai céljai

A járműipar évtizedek óta hazánk egyik legfontosabb húzóágazata. A rendszerváltás után jelentős változások következtek be ebben az iparágban is, de mára már eljutottunk oda, hogy túl lehet lépni a csak összeszerelő és alkatrész-beszállítói képességekkel rendelkező iparági szinten. A hazai járműipar hosszú távú stratégiai célja olyan diverzifikált, átjárható és integrált iparág kialakítása, mely bármilyen kis- és közepes szériában gyártott kisméretű légi-, vízi- vagy szárazföldi járművet ki tud fejleszteni a globális piac igényeinek megfelelően. Ez azt igényli, hogy a jelenleg már működő high-tech klaszterek és technológiai platformok kutatói, tervezői, fejlesztői szorosan együttműködjenek. Egy integrált, diverzifikált járműipar nemcsak a több mint 100 ezer ember foglalkoztatása miatt rendelkezik különleges szereppel egy gazdaságban, hanem az integrátor jellege miatt is, mivel különböző diszciplínák technológiáit, képességeit integrálja egy járműben, ami által technológiailag húzza előre ezeket az „enabling” alágazatokat. A repülő- és űripar megfelelő méretűvé növelése pedig lehetővé teszi az autóipar számára a legfejlettebb technológiák gyors, országon belüli hozzáférhetőségét és alkalmazását annak versenyképesebbé tétele érdekében. A legfejlettebb technológiák áramlási iránya mindig is az űripar-repülőipar-autóipar irányt követ. A járműipar, de különösen a repülőipar által alkalmazott szigorú minőségbiztosítási követelmények olyan gyártási kultúrát alakítanak ki az országban, mely a diverzifikált beszállítókon keresztül más iparágban is elterjedhet. A termékfejlesztésre is képes járműipar megteremtése és a multik által le nem fedett piaci résekbe való betörés nélkül a magyar járműipar nem lesz képes fejlődni, és csak a kis hozzáadott értékű összeszerelés és alkatrészgyártás szintjén fog stagnálni, mely stratégia könnyen követhető tőlünk keletebbre fekvő olcsóbb bérű országok által. Ez a folyamat már most is észlelhető, ezért egyszerűen nincs más stratégiai alternatíva, mint a nagy hozzáadott értékű rendszerfejlesztés és a saját járműfejlesztések erősítése. A rendszerfejlesztésre fókuszáló stratégia azt jelenti, hogy olyan intelligens rendszereket fejlesztünk ki, amelyek bármilyen járműben alkalmazhatók, (repülő, hajó, autóbusz, vonat, személyautó, haszonjármű) és annak bármelyik márkájában vagy altípusában. Ezen rendszerek integrált, hálózatban történő teszteléséhez pedig felhasználhatóak a már most is rendelkezésre álló hazai fejlesztésű autóbuszok, repülőgépek, hajók, valamint más, még fejlesztés alatt álló platformok. A fejlett járműipar léte azonban nemcsak technológiai- és gazdasági húzóágazati szerepe miatt fontos, hanem alapvető nemzetbiztonsági kérdés is, melynek részletezése meghaladja e tanulmány céljait és kereteit. Az eddigi tapasztalatok alapján már láthatóak azok a közös területek, melyeken ez lehetséges és szükséges (anyagtudományok, tervezési módszerek és eszközök, rapid prototyping eljárások, gyártási technológiák, rendszerfejlesztés, minőségbiztosítási módszerek, szakemberképzés, validálás és tesztelés stb.). A vasúti közlekedési ágazatban a cél a versenyképességének növelése, egyrészt a szolgáltatás minőségének és kiszámíthatóságának növelésével, valamint a kiszolgáló személyzet csökkentésével. E területen, a vasúttörténet időszakában mérve, folytonos, fejlett technológiaátvétel is zajlott és zajlik ma is. Fontos a hazai kiszolgáló ipar részesedése ebben is, és hogy a szolgáltatás helyi vállalatokon (KKV-k is) alapuljon. Ez a szektor az EU stratégiai terveiben fejlesztendő területnek van meghatározva különös tekintettel a környezetbarát mivolta miatt. Fontos szempont a kulturált (azaz minden nap nagy nehézségek nélkül vállalható) tömegközlekedésben való részvétel. Növeli a

ArtemisH 2010.

25

STRATÉGIAI TERV

társadalmi mobilitást is. Korunkban a pálya és a gördülő állomány elengedhetetlen részei a beágyazott rendszerek, ezért ezek fejlesztése a vasúti szektor fejlesztésével együtt kell járjon. 3.1.4 A stratégiai célok vetülete a beágyazott rendszerekre (kihívások, specialitások)

A különböző járműipari ágazatok közötti együttműködés különleges jelentősége abban áll, hogy az űripar és repülőipar által alkalmazott fejlett technológiák, eljárások, szabványok gyorsabban terjedhetnek el a többi alágazatban, ha ezeket nem külföldről kell átvenni, vagy megvenni, hanem készen rendelkezésre állnak az országon belül. Biztonság, szabvány A bevezetőben leírt nem-funkcionális követelmények a közlekedésben különösen igazak. Ezek szerinti fejlesztés és szerteágazó biztonságigazolás jelentős többletráfordítást igényel a fejlesztők és az alkalmazók részéről. Az utóbbi években az EN 50126, 50128, 50129, 50159 szabványok biztonságorientált vasúti fejlesztések során egyre jobban elterjedtek. E szabványok szerinti értékelés a hazai hatósági jóváhagyási folyamat részévé vált. Különös figyelmet kell fordítani az eltérő biztonsági követelményű rendszerek összekapcsolására, ahol a biztonságosabb rendszer védelmét igazolni kell. Környezeti követelmények A berendezések egy része szabadtéri vagy nem klimatizált körülmények közé kerül, valamint járművekre, ahol nagy hőmérséklet-tartománynak, páratartalomnak, porszennyezettségnek, rázkódási és EMC hatásoknak van kitéve. Külföldi piacokra szállítás esetén a helyi körülményeket itt is figyelembe kell venni. A „terepi” és a járműveken történő elhelyezésnél az illetéktelen hozzáférést, rongálást is figyelembe kell venni. Az űrkutatási rendszerek megbízhatósága kiemelten fontos, hiszen néhány ritka esettől eltekintve a javítás, a karbantartás kizárt, a környezeti hatások pedig rendkívüliek. Energiaellátás Mivel a berendezések folyamatos üzemben vannak (24×365 óra), a tápellátás külön feladat. Annak kimaradására, pl. jármű kikapcsolása esetén, fel kell készülni. A hosszabb kimaradás elviselése miatt fontos az alacsony energiafelhasználás. A funkcionális biztonság (safety) miatt a rendelkezésre állási követelmények magasabbak ebben a tekintetben is. Paraméterezhetőség Generikus termékből az egyedi alkalmazások elkészítése manapság már teljesen paraméterezéssel történik, azaz a rendszerek erősen paraméterfüggőek. A paraméterezés könnyen kezelhető, biztonságos és tesztelhető kialakítása nagyon kritikus. Magasabb biztonság integritási szintek esetén a paraméterezés biztonságigazolása is előírás. Emiatt ezen alkalmazásokban a változtatás ritka, költséges folyamat. Intelligencia növelése A vasút-irányítási központokban – a biztosító berendezésekben és az azokhoz kapcsolódó felülvezérlőkben – a célkitűzés az automatizálás által elérhető forgalomirányítási hatékonyságnövelés. A feladathoz szükséges kellő átlátás a teljes vasúti topológia kezelését igényli. A nagy feladatméret miatt a kívánt intelligencia, pl. konfliktus automatikus feloldása, a számítástechnika elvi határait érintik. A fedélzeti berendezések szolgáltatásai bekerülnek a vasúti cégek üzletmenetébe: nyilvántartási, szolgálati naplózási, utasításközlési feladatokat is ellátnak. Nyílt forrás használata A Linux használata biztonságorientált környezetben is megtörténik, főleg a felhasználói felületet adó alrendszerekben. Az esetleges operációsrendszer-hibák elleni védekezést a biztonsági koncepció megalkotása során különféle trükkökkel biztosítják. Fedélzeti rendszerek

ArtemisH 2010.

26

STRATÉGIAI TERV

A beágyazott rendszerek szempontjából különös jelentőséggel bír a fiatal hazai repülőipar határozott igénye az intelligens fedélzeti rendszerek kifejlesztésére és tesztelésére. Ennek első eredménye a Corvus Racer gépébe beépített DABAS rendszer [17][17], melyet az SGS Kft. fejlesztett ki 2009-ben. A hazai terepen megvalósuló jármű-, műszer-, érzékelő- és rendszerfejlesztések mellett be kívánunk kapcsolódni a nemzetközi FP7 keretprogram K+F projektjeibe és az olyan nagy ívű fejlesztési projektbe is mint az EU Clean Sky JTI K+F programja [18]. A rendszerfejlesztésre fókuszáló stratégia szerint olyan intelligens rendszereket fejlesztünk ki, amelyek bármilyen járműben alkalmazhatók. E rendszerek integrált, hálózatban történő teszteléséhez pedig felhasználhatóak a már most is rendelkezésre álló hazai fejlesztésű autóbuszok, repülőgépek, hajók, valamint más, még fejlesztés alatt álló platformok. Ez gazdaságilag azzal a jelentős előnnyel járhat, hogy a kifejlesztett termék egyfajta „szabványos”, polcról megvehető globális kereskedelmi termékként (COTS, commercial off the shelf) építhető be valamilyen járműbe, minimális adaptációval. Űrkutatási célú rendszerfejlesztés A hazai műszer-, érzékelő- és rendszerfejlesztések mellett be kívánunk kapcsolódni a nemzetközi FP7 keretprogram K+F projektjeibe, a Galileo műholdas navigációs projektbe, a „Föld típusú bolygók kutatási projekt”-jébe, az „Élet egy csillag szomszédságában projekt”be. Megjelentek a kis, célorientált műholdak, az ún. mikro- és nanoholdak (ilyen pl. a magyar Masat diák-műhold). E mellett tovább növekszik a Föld körüli pályán keringő, speciális, automata laboratóriumok szerepe. Több kísérlet került már a nemzetközi űrállomásra, illetve a közeljövőben fog felkerülni. A KFKI AEKI Pille dózismérője több alkalommal volt magyar és más űrhajósok mérőműszere, jelenleg az ISS orosz szegmensének szolgálati műszere, és a személyzet sugárterhelésének vizsgálatára szolgál. A fémhabok rendkívül könnyűek, nagy szilárdságúak, jó szigetelők és kiváló energiaelnyelők, azonban előállításuk még nem mindenben megoldott. 2010-ben az ISS-en egy asztronautája habot állított elő az Admatis Kft. fejlesztésű habgenerátorával, a habosodás során készült fényképek segítik a folyamat megismerését. A közeljövőben fog az ISS-re kerülni a magnetoszférát kutató tizenegy érzékelőt tartalmazó műszer együttes (az egyik érzékelő ELTE, BL Kft. fejlesztése), melynek elosztott intelligenciájú számítógépes rendszere a KFKI RMKI és az SGF Kft. fejlesztése. Folytatódik a Naprendszer kutatása, mivel kiderült, hogy a Föld és a Nap, valamint a Naprendszer egésze, a bolygóközi tér folyamatai hatással vannak a Föld működésére, a bioszférára és benne az emberi civilizációra, annak mai formájában is. Másrészt a Föld állapota, elmúlt története és jövőbeni alakulása pusztán önmagában a Föld vizsgálatával nem érthető meg. Jó megértéséhez mind az ún. Föld-típusú bolygók (vagyis a Vénusz, a Mars, a Merkúr és ide sorolandó a Hold is) kialakulását, mai állapotuk kifejlődését és az ott zajló – sokszor rendkívüli – jelenségek megértését nagyon pontosan meg kell ismernünk. Ezekben a kutatásokban már vannak magyar résztvevők (KFKI RMKI, SGF Kft., ELTE, BL Kft.) és várhatóan növekedni fog a részvételünk. Kiemelt program az „élet egy csillag szomszédságában”, azaz a Nap közvetlen és közvetett hatásainak vizsgálata a bioszférára és az emberi civilizációra (űr-időjárás), mind a NASA, mind az ESA részéről. E nagy program az űrkutatási tevékenység integráló gerincvonulata lett; már elkezdődött az e területet is felölelő űrszolgálat felállítása. A programban már most is van és várhatóan erősödni fog a magyar részvétel. Stratégiai lehetőségek Erősségek A hazai ipar hagyományosan erős a járműipari és az azt kiszolgáló elektronikai területeken. Mindkét iparágban tudtunk világszínvonalú termékeket fejleszteni és gyártani (pl. Ikarus buszok, űripari termékek, újabban szoftverek).

ArtemisH 2010.

27

STRATÉGIAI TERV

Legnagyobb erősségünk tehát e két hagyományos és egymással szorosan összefüggő és együttműködő iparág sok évtizedes ipari, oktatási infrastruktúrája és több generációt is lefedő jelentős létszámú szakemberállománya, mely termékfejlesztésre is képes. A rendszerváltás után átrendeződött ugyan mindkét iparág, de örvendetes trend, hogy újjászerveződőben és felzárkózóban van ismét, amit a már jól működő, nemzetközi kapcsolatokkal is rendelkező termékfejlesztő klaszterek és technológiai platformok jeleznek (PANAC, MAJÁK, HAC, HSC, MMK, HATP, MMTP, IMNTP, ARTEMIS stb.). Kiemelendő, hogy mindkét iparágat kiszolgáló és fejlődését meghatározó alkalmazásfejlesztésünk világszínvonalú, sorra jelennek meg a startup és spin-off cégek ezeken a területeken és sikerrel törnek be a világpiacra (pl. Nav N Go). 2010 májusában kerül átadásra az EL-TEC Center az Újpesti Ipari Parkban, ahol tucatnyi kutatófejlesztő elektronikai vállalkozás kezdheti meg munkáját. Ez lesz a HATP Hungarian Aerospace Technology Platform hivatalos központja is. [19][19] Jól működő és egyre szélesedő K+F-re is kiterjedő kapcsolatokkal rendelkezünk a hazánkban tevékenykedő multinacionális cégekkel, mint Knorr-Bremse, General Electric stb. További erősségünk, hogy aktívan részt veszünk a nemzetközi K+F projektekben (FP7, Clean Sky stb.), ezért rendelkezünk jelentős nemzetközi kapcsolatokkal a kutatói hálózatok területén is. Ez nem csak az EU országaira terjed ki, hanem az USA, Oroszország, India és Korea K+F szervezeteivel is élő kapcsolataink és projektjeink vannak, hagyományosan az űrkutatás, de újabban a repülőgépek fejlesztése területén is. (Pl. Bonn-Hungary Electronics robotrepülőgépe, AVANA Larus kétéltű gépének felderítő változata.) Végezetül fontos erősségünk, hogy rendelkezünk határozott jövőképpel, fejlesztési koncepcióval és az ehhez szükséges AS9100, ill. QS9000 minősítésű tervezői és beszállítói hálózattal, melynek eredményeként sorra jelennek meg a hazai fejlesztésű járművek prototípusai: buszok, hajók, elektromos hajtású kisméretű járművek és sportrepülőgépek. Kockázatok, akadályok Az utóbbi évtized jelentős változásokat hozott a járműipar számára, elindult egy új fejlődési pályára való átállás, mely a beszállítói és összeszerelői tevékenység mellett erősen koncentrál a termékfejlesztésre és a K+F-re. Az egyik kockázatot, veszélyt az jelenti, hogy ez spontán alulról megjelenő folyamat, mely nem feltétlenül tudott kormányzati stratégiává válni. Bizonyos körökben ez az új irány értetlenségbe, sőt egyes kirívó esetekben ellenállásba is ütközött. A kishitűség és a gyakran ezzel szorosan összefüggő tudatlanság miatt egyes körökben az a hiedelem alakult ki, hogy termékfejlesztés csak multinacionális környezetben lehetséges. Ha nem sikerül ezt a szemléletet megváltoztatni, a megindult pozitív folyamatok, lelassulhatnak, fejlesztő vállalkozásaink pénzügyi, adminisztratív akadályokba ütközhetnek. Legrosszabb esetben a fejlesztői csoportok szétesnek és legjobb fejlesztőink külföldre távoznak. A másik kockázat és akadály a magyar hatóságok felkészületlensége a kifejlesztett prototípusok és termékek minősítésére, jóváhagyására. Jelenleg ehhez szinte semmilyen jogi, személyi, pénzügyi és tárgyi feltétel nincs meg. Különösen kirívó ez a repülőgépek fejlesztése területén, ahol egyszerre 4 különböző típus „robbant be” a szakmai köztudatba, mely teljesen váratlanul érte az illetékes hatóságot. A harmadik kockázat a főleg KKV-kből álló fejlesztő cégek globális marketing és jogi ismereteinek gyengesége és főleg a „kapcsolatok” hiánya, melyek legfőbb akadályai lehetnek a jó és minőségi termékek piacra juttatásának és végső soron az üzleti, kereskedelmi sikernek. Piaci trendek, jellegzetességek A járműipari fejlesztéseknek 4 alapvető hajtómotorja van, a globalizáció, az innováció, a környezetvédelem és a tágabb értelemben vett biztonság.

ArtemisH 2010.

28

STRATÉGIAI TERV

A kétpólusú politikai rendszer megszűnésével rövid idő alatt egy olyan többpólusú rendszer jött létre, ahol még a 3. világ országai is jelentős termékfejlesztésbe kezdtek, melynek eredményeként a legfejlettebb piacokon is megjelentek ezen országok termékei, mint például a Brazil Embraer típusú 50 személyes regionális repülőgépe (a LOT Polish Airlines üzemelteti). Az űripar területén India ért el kimagasló eredményeket saját fejlesztésű műholdjaival, de figyelemre méltóak a katonai repülőgépek fejlesztése területén kialakított együttműködésen alapuló projektjei is. A folyamat eredményeként sorra jelennek meg az új repülőgépek prototípusai a világ különböző részein a sportrepülőgépektől az elektromos és hibrid hajtású járműveken keresztül a robotrepülőgépekig. (Jelenleg mintegy 70 ország fejleszt különféle robotrepülőgépet.) Ezzel párhuzamosan kialakult egy globális beszállítói hálózat is, melyet szemléletesen jellemez, hogy a BOEING honlapján mintegy 13.000 cég regisztrálta magát új, potenciális beszállítóként Üzbegisztántól Brazíliáig. Ennek a globális „supply chain”-nek az irányítása csak globális, egységes szabványok kialakításával és bevezetésével vált lehetségessé (pl. QS9000, AS9100), mely folyamatba hazánk időben bekapcsolódott. Az AS9100 repülő- és űripari minőségirányítási rendszer bevezetése hazánkban végső fázisába ért, kiválasztásra került az utolsó 12 cég is, akik állami támogatással bevezethetik e rendszert. (Jelenleg már több mint 20 magyar cég rendelkezik e tanúsítással.) A második fő hajtóerő az innováció, mely két fő területen jelent meg markánsan a járműiparban: új anyagok és fejlett IKT rendszerek alkalmazásán keresztül. A speciális fémötvözetek és kompozitműanyagok fokozatosan kiszorítják az évtizedeken keresztül megszokott hagyományos anyagokat, jelentősen átalakítva ezzel a gyártási technológiákat is. (Titánötvözetek a repülőiparban, alumíniumötvözetek az autóiparban és kompozit-műanyagok a hajó-, repülő- és autóiparban). A kompozitanyagok gyors elterjedése hazánkban is megfigyelhető mindhárom alágazatban (NABI buszok, Solo-Duo, hibrid hajtású személyautó, Bontino elektromos hajtású haszongépjármű, motorcsónakok és vitorlás jachtok, sportrepülőgépek). A fejlett elektronikák és kommunikációs eszközök gyorsuló ütemben épülnek be a járművek minden kategóriájába fokozva azok biztonságát, gazdaságosságát, kényelmét (GPS navigáció, ABS fékrendszer, tolatóradar, flottakövető rendszerek, érzékelők és vezérlők stb.). Örvendetes, hogy hazánkban is egyre több olyan KKV van, amely e területen sikeres fejlesztésekkel, piacképes termékekkel rendelkezik (Nav N Go, Dension, Cason az autóiparban, SGF, BHE Electronics, Aviatronics a repülő- és űriparban). A jövő járműiparának fejlődési pályáját meghatározó további két fontos tényező a környezetvédelem és a biztonság. Ennek érdekében az EU elindította a repülőipari Vision 2020 programot, és az autóipar is szigorú követelményeket ír elő a CARS 21 programban. A beágyazott rendszerek alapvető szerepet fognak játszani ezekben a projektekben mint „enabling” technológia, melynek eredményeként környezetbarát, biztonságos és menetrendszerű, pontos közlekedési rendszer jön létre. A repülőiparban például a fedélzeti rendszerek energiafogyasztása 30%-al fog csökkenni 2011-re. Létrejön a „papírmunka” nélküli üzemeltetés és a teljes biztonság minden körülmények között. Szélessávú, biztonságos kommunikációs rendszerek biztosítják majd a kapcsolatot a repülőgép és a földi kiszolgáló rendszerek között az utasok kényelme és a flottamenedzsment érdekében. Beépített „health monitoring” rendszerek teszik majd lehetővé a fejlett diagnosztizálást a megelőző karbantartás érdekében, mely lehetővé teszi majd biztonságos és gazdaságos üzemeltetést 20-30 éven keresztül. Az autóipar számára a „near-zero emission” cél mellett a 100%-ig biztonságos autó víziójaként olyan aktív-biztonsági rendszerek kerülnek kifejlesztésre, melyek csökkentik a vezető leterheltségét intelligens szenzorok, vezérlők és szoftverek segítségével a jármű minden fő rendszerében. 3.1.5 Szakterületspecifikus igények

A magyar kutatóknak és űriparnak, a korábban kialakult nemzetközi munkamegosztásban, a technológiájuk korszerűsítésével (elektronikák miniatürizálása, nagymegbízhatóságú gyártástechnológia, tesztelési környezet) lehet növelni részesedésüket az űrkutatásban. Több európai

ArtemisH 2010.

29

STRATÉGIAI TERV

ország az űrkutatásra növelte támogatását, amely néhány éven belül többszörösen megtérült (pl. az utóbbi években Spanyolország, Hollandia). A magyar űrkutatás számára a legjelentősebb lépés lenne az Európai Űrügynökséghez való csatlakozás (a csatlakozási tárgyalások már megkezdődtek, de várhatóan csak 2013 táján realizálódik). Az oktatásban kiemelt figyelmet kell fordítani az informatikaoktatásra. A kutatóintézetekben és űripari vállalkozásoknál meg kell kezdeni az informatika új eredményeinek alkalmazását. Kellő figyelmet kell fordítani a minőségbiztosítási rendszerek bevezetésére a hazai cégeknél. A magyar repülőipar évtizedeken keresztül politikai okok miatt nem tudott lépést tartani a fejlődéssel, ezért minden tekintetben lemaradt a cseh és lengyel iparhoz képest. Napjainkban ez a hátrány csökkenőben van, megindult a felzárkóztatás folyamata, mert a magyar ipar általános fejlettségi színvonala ezt lehetővé teszi. Az iparág diverzifikáció útján növekszik az autóipar, IKT és műanyagipar sikeres cégeinek bevonásával fejlődik. A HAC klaszter és a HATP irányítása mellett sorban jelennek meg a prototípusok és a beszállítói hálózat is kialakult. Ennek ellenére az infrastruktúra gyenge, különösen a szakember-utánpótlás elégtelen. A BME által évente kibocsátott 6-10 MSc végzettségű repülőmérnök nevetségesen kevés, el kell érni az évi 25-30 főt, különben az iparág nem tud kellő ütemben fejlődni, és nem tudja kihasználni a globalizáció adta lehetőségeket. A tantervnek kellő mértékben tartalmaznia kell azokat a szükséges elektronikai ismereteket is, melyek tükrözik a modern repülőgépek system of systems jellegét. A másik legalább ennyire fontos megoldandó feladat a légügyi hatóság képességeinek, lehetőségeinek a fejlesztése annak érdekében, hogy a kifejlesztett prototípusok és/vagy ezek rendszereinek minősítése, jóváhagyása késedelem és bürokratikus akadályok nélkül megtörténhessen a repülőgépek gyors piaci bevezethetősége érdekében. A hatóságnak képesnek kell lennie STC (Supplemental Type Certificate) kiadására is, mely elősegítheti meglevő típusok upgrade-jét, fejlett elektronikával való utólagos felszerelését is. Egy közepes méretű, fejlett repülőipar fenntartásának jelentős nemzetbiztonsági vonatkozásai is vannak az alkalmazott speciális technológiák miatt. 3.2

Energetikai és ipari alkalmazások

A beágyazott rendszerek alkalmazása az iparban, beleértve az energiaipart is, széles területen elterjedt, és a közeljövőben további terjedése várható. Az ipari vezérlések és irányítások megvalósítása egyre inkább a számítógép-architektúrát követő eszközök felhasználásával történik, amelyekben a specifikus funkcionalitást főleg a szoftver képviseli; ezzel a rendszereket igen nagy rugalmasság, az igényekhez való széles körű alkalmazkodás, emellett alacsonyabb fejlesztési és adaptációs költségek jellemzik. A beágyazott technológiák szempontjából releváns részterületek:     

Villamosenergia-ipar: villamosenergia-termelés és -elosztás Ipari vezérlések, irányítások, gyártórendszerek Ipari rendszerfelügyelet, hibadetektálás, diagnosztikai rendszerek Folyamatműszerezés és folyamatirányítás Víz-, gáz-, távhő- és egyéb szolgáltatások

3.2.1 A szakterület sajátosságai

A jelenlegi technológia fontosabb specifikumai:   

a beágyazott rendszerek a folyamat-irányított technológiához kapcsolódnak, ezek a berendezések egy kommunikációs rendszerbe kerülnek bekötésre, a központi rendszer feldolgozza az adatokat, valamint parancsokat küld le.

Ez több tíz éves technológia. Az intelligencia egy része a beágyazott rendszerben, a másik bonyolultabb, felhasználói kommunikációt jobban igénylő része a központokban kap helyet. Egy fontos fogalom a paraméterezhetőség. Az elkészült, integrált komponensekből kifejlesztett berendezés illetve rendszer számos példányban kerül alkalmazásra, amely során a generikus termék az egyedi

ArtemisH 2010.

30

STRATÉGIAI TERV

végpontok adatainak és kapcsolatainak megadásával felparaméterezésre kerül, specifikus alkalmazássá formálódik. A telekommunikáció jelentős árcsökkenése, szélesebb elterjedése, a GSM technológia elterjedése, valamint a komponensek kapacitásnövekedése a következő változási irányokat hozta: 

 

A kommunikáció változása: a fizikai kommunikációs vonalak alkalmazását leváltja az általános célú hálózatok (IP, GPRS stb.) használata. Ezek tulajdonságai mások, mint a fizikai vonalaké: a kapcsolat részletei rejtettek (kommunikációs felhő), nagyobb a sávszélesség, de nagyobb a válaszidő is, másfajta hibamódok, nem állandó paraméterek vannak. Egy végpont több logikai kapcsolaton keresztül is elérhető. A kommunikációban a vezeték nélküli rendszerek jelentős növekedése lehetővé teszi a tetszőleges helyszínek elérhetőségét (akár mozgó járművek, fogyasztó stb.). A komponens kapacitásnövekedése lehetővé teszi operációs rendszerek használatát (sokszor Linux, Unix alapú) a kommunikációs modulokban, valamint az intelligenciát megvalósító modulokban.

Ezek hatásai: 







Több párhuzamos más-más feladatra szakosodott központ jön létre: hierarchikus szintekre szétosztott központokon keresztül a céltechnológiára (amit elsődlegesen irányítani akarunk), az irányított rendszer diagnosztikájára és külön a telemechanikai rendszer diagnosztikájára, karbantartására. A beágyazott rendszer ezeknek a különböző központoknak különböző szolgáltatásokat nyújt. A beágyazott rendszerek intelligenciákat vállalnak át a központoktól: o több központ esetén e végberendezés a közös pont (pl. hozzáférési jogosultságok, kizárólagosságok kezelése), o a kapcsolat elvesztése esetén a berendezés több autonóm feladatot végez, o a kapcsolat elvesztése esetén a berendezés történetet tárolja, és amint lehet, felküldi, o a diagnosztika mellett megjelenik a távoli karbantartás is, pl. távparaméterezés, verziófrissítés, o a berendezések és központok paraméterezése intelligensebben történik: pl. automatikus feltérképezés által. A nem-funkcionális követelmények jobban előtérbe kerülnek: o funkcionális biztonság (safety), mert egy elem (pl. a központ) hibájának hatása nagyobb kiterjedésű, o adatbiztonság és behatolás-védelem (security), mert nagy kiterjedésű, általános célú hálózatok jöttek létre (minden, mindennel össze van kötve), o megbízhatóság, mert a nagy kiterjedésű rendszereknek kritikus pontjai is vannak (szuper központok), minden berendezés folyamatos 24×365 órás üzemben van, o karbantarthatóság: mert míg régebben havonta, majd hetente jelentek meg változások a rendszerben, addig ma naponta több berendezést is beüzemelnek a nagyszámú végpontbővülés miatt. A nem-funkcionális követelmények erősödése újabb szemléletet igényel, mert jó részük nem tesztelhető, csak igazolható. Ez jelentős tudásnövelést igényel, valamint a mérnökök számára sok „szubjektívnek” tűnő elemet tartalmaz.

Külön feladatot jelent a részrendszerek nem-funkcionális követelményei heterogén szintjeinek alkalmazása egy rendszerben (pl. a kommunikáció nem biztonságos). Mind a beágyazott rendszernek, mind a központoknak ennek kezelésére többletszolgáltatást kell bevezetniük, pl. általános célú kommunikáció feletti alkalmazási protokollok kifejlesztését igényli.

ArtemisH 2010.

31

STRATÉGIAI TERV

3.2.2 A beágyazott rendszerek helyzete a magyar iparban és energetikában

A beágyazott rendszerek alkalmazásának az ipar területén komoly előfutárai voltak Magyarországon már azokból az időkből, amikor ez a fogalom nem is létezett. A számítógépes folyamatirányítás néhány sikeres (és egyes esetekben nem annyira sikeresnek mondható) példája után az 1970-es évek közepétől számos mikroprocesszorokra alapozott fejlesztés indult el, amelyek sikereik mellett megalapozták annak a szakembergárdának a létét, amely később a beágyazott rendszerek fejlesztésének húzóerejévé vált. A felsőoktatásnak komoly szerepe volt ebben a folyamatban: egyrészt nagy szerepet vállalt a rendszerek fejlesztésében, másrészt követve a nemzetközi trendeket, minimális elmaradással integrálni tudta az új követelményeket az egyetemi oktatásba. Ezzel sikerült elérni a hazai beágyazott ipar legfőbb erősségét, a kiváló, jól képzett szakembergárda létrejöttét megalapozni. A beágyazott rendszermegoldások alkalmazása az ipar és az energetika területén megfelelő elfogadottságot élvez az alkalmazók körében. Ez köszönhető egyrészt annak, hogy közvetlen gazdasági hasznot eredményező megoldásokat szolgáltat (pontosabban az ilyen megoldások maradnak életképesek), másrészt az alkalmazói körben a műszaki döntéshozók képzett szakemberek, akik általában tisztában vannak a beágyazott megoldások nyújtotta előnyökkel, és nem idegenkednek alkalmazásuktól. Ezek az alkalmazások többnyire távol esnek a laikus felhasználók körétől, így áltudományos híresztelések és téveszmék kevésbé állják útját elterjedésüknek. A társadalomban természetesen van némi fenntartás, gyanakvás az új technológiákkal szemben. A hagyományos műveltséggel rendelkező szakemberekben is van némi konzervativizmus, így a beágyazott technológiák bevezetése az iparban és az energetikában sem töretlen. Ez viszont nem feltétlenül tekinthető negatívumnak. Az új technológiáknak bizonyítaniuk kell, hogy előnyeik mellett nem generálnak akár hosszabb idő távlatában előre nem látott problémákat. Ez különösen lényeges olyan technológiák esetén, amelyek veszélyt jelenthetnek környezetükre, mint például a vegyi üzemek vagy az atomerőművek. Az irányító- vagy felügyeleti rendszerek megbízhatósága, hibamentessége ilyen esetekben igen fontos tényező, és ezek bizonyítása a beágyazott rendszerek esetében nem a legegyszerűbb feladat. Ennek ellenére a beágyazott rendszerek, a gondos tervezés és kivitelezés mellett, megfelelő rendszer kialakítással, hibatűrő architektúrák alkalmazásával, el tudják érni, sőt meg tudják haladni azt a megbízhatósági szintet, amelyet a hagyományos rendszerkialakítások képviseltek. Példa rá a Paksi Atomerőműben az ezredforduló környékén végrehajtott reaktorvédelmi rendszer-rekonstrukció, amely keretein belül az eredeti elektromechanikai elemeken alapuló, már karbantarthatatlan rendszert digitális, lényegében beágyazott számítógépeken alapuló rendszerre váltották a megbízhatósági paraméterek megtartásával illetve bizonyos fokú javításával. Az irányítási- és biztonsági rendszerekkel szemben támasztott megbízhatósági követelményeket atomerőművi rendszerekben nemzetközi szabványok és előírások szabályozzák, betartásukat pedig a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség és a nemzeti nukleáris biztonsági hatóságok ellenőrzik. Az alkalmazott megoldásoknak ennél fogva átláthatónak, a specifikációkkal jól egybevethetőnek és jól dokumentáltnak kell lennie. Ugyanakkor – a rendszerek ma tapasztalható gyors elavulása miatt – biztosítani kell a fejlődés lehetőségét, amelyet ugyanolyan, ha nem magasabb, követelmények kielégítésével kell megvalósítani. Mindkét szempont szerint előnyt jelent, ha a specifikálás, a realizáció és a dokumentálás egységes rendszerben történik. Ez megoldható úgy, hogy már a feladatok specifikálása egy szimbolikus, területspecifikus nyelven történik, amely a tárgyrendszer fogalmaiból építkezik, így mind a területi szakemberek, mind pedig a rendszerfejlesztők számára közös alapul szolgál. A beágyazott rendszerkoncepció alkalmazásával a szimbolikus specifikációból való rendszerrealizálás automatikus kódgenerálás formájában valósítható meg, amelyre számos példa létezik. A szimbolikus formában adott specifikáció egyben a rendszer dokumentációjaként is szolgál. Ez az elv maradéktalanul alkalmazásra került a Paksi Atomerőműben megvalósított reaktorvédelmi rekonstrukció során, és napjainkig is eszközül szolgál a rendszer fenntartása és folyamatos fejlesztése területén. A villamosenergia-ipar folyamatos újratermelője olyan feladatoknak, amiket beágyazott rendszerekkel oldanak meg. Azt lehet mondani, hogy az intelligens megoldások iránti igény követi a jól ismert Moore-törvény szerinti, exponenciálisan növekvő teljesítménybeli és memóriabeli kapacitások

ArtemisH 2010.

32

STRATÉGIAI TERV

rendelkezésre állását. Az erőművi intelligens műszerezési és irányítási SCADA rendszerek egyik legfontosabb jellemzője a skálázhatóság annak érdekében, hogy támogatni tudják a különböző teljesítményű blokkok irányítástechnikájának optimális kialakítását. A megújuló energiaforrások kezelése, hulladékenergiák hasznosítása területén ma zömével egyedi megoldásokat találunk. Itt az elosztott energiatermelési rendszer koncepcionális szintű felépítésének kialakítása a kihívás, ami magába foglalja az energiatárolási feladat megoldását is. A beágyazott rendszerek alkalmazása megjelenik a teljes elosztó villamos hálózaton a termelő helyektől a végfogyasztókig:    

erőművek (itt eddig is volt), szélerőművek, villamos alállomások (itt is régóta van), közép- és kisfeszültségű hálózatokon, végfogyasztóknál.

Ami a villamos alállomásokat illeti, itt egyszerre van szó nagyszámú és ugyanakkor széleskörű igényekkel jellemezhető rendszerről. A feladatok az adatgyűjtéstől a megjelenítésen és védelmi jelfeldolgozáson keresztül a hálózati kommunikáció megvalósításáig terjednek. A mikrogépalapú technikák generációit a szekunder oldali irányítástechnikai feladatok alkalmazzák. Megfigyelhető, hogy a megfelelő technikai feltételek rendelkezésre állásával egyre több feladat hárul az irányítástechnikára. A funkcióbővülést jellemző példa annak nyomon követése, hogy az egyes megszakítókra a működési számon felül a megszakított áram jellemzőit is nyilvántartják, támogatva az optimális karbantartási tervek kialakíthatóságát. A korszerű alállomási irányítástechnika elosztott jellegű, mező-orientált és hierarchikus szervezettségű. A védelmi működést rendszerint különválasztott alrendszer vezérli, ahol a hiba (zárlat) észlelése, azonosítása és lokalizálása összetett, bonyolult, korábbi zárlati rekordok feldolgozását is hasznosítani tudó algoritmusok feladata, kifejezetten nagy sebességű jelfeldolgozási követelmények mellett. Minden későbbi elemzést támogatnak a lehetőleg a maximum 1 ms ciklusidővel működő zavaríró berendezések. Minden komponenst megfelelő redundanciával és megbízhatóan módon kell megvalósítani, komoly feldolgozási sebesség mellett. Külön osztályt képeznek az elszámolási jellegű feladatok, ahol a hitelesíthetőség jelent további követelményt. Mindezen feladatok ellátása egy kommunikációs hálózat csomópontjaiban alrendszerek formájában valósul meg, az egyes alrendszerek kommunikációját egyre finomodó (és terjedelmesebbé váló) protokollok írják elő. E protokollok nemzetközi szabványosítási törekvések következtében jönnek létre, így a követésük elemi érdeke (és folytonos fejlesztési feladata) minden szegmensbeli fejlesztői jellegű piaci szereplőnek. A hatékony kommunikációt az egyre izmosodó „remote management” igények is igénylik. Az új technológiák általában igen gyorsan találnak alkalmazást a villamos energia területén (elegendő a rádiós rendszerrel távvezérelt oszlopkapcsolókat megemlíteni). A távműködtetés igénye minden felügyelet nélküli objektum esetén felmerülhet. A helyi megjelenítés áttekinthető megoldása a felügyelt alállomások fontos funkcionális komponense. E technológiák lehetővé teszik a távkapcsolásokat (pl. tarifarendszereknek megfelelően), online méréseket minden helyszínen. Ezzel lehetővé válik a rugalmasabb fogyasztásszabályzás, akár kiszolgálva a szélenergia jobb használatát, vagy korlátozások esetén a fogyasztók megkülönböztetését, valamint lehetővé teszik a központi diagnosztikát, távleolvasást. A több adatgyűjtés természetesen a veszteségek és a szolgáltatás kimaradások csökkentését is javítja. 3.2.3 A szakterület stratégiai céljai

Villamos elosztó hálózattal minden ország rendelkezik, üzemeltetése is több központban történik. Ezen a területen jelentős hazai eredmények vannak. Számos részterületen a hazai ipar nemzetközi összehasonlításban is megállja a helyét, a magyar cégek a korábban felsorolt technológiák alkalmazásával folyton újabb termékeket fejlesztenek. E pozíció fenntartása, sőt javítása fontos a hazai szolgáltató ipar fenntartásához, növekedéséhez. 3.2.4 A stratégiai célok vetülete a beágyazott rendszerekre (kihívások, specialitások)

Biztonság, szabvány ArtemisH 2010.

33

STRATÉGIAI TERV

A fent leírt nem-funkcionális követelmények itt is igazak. Szabványok régóta jelen vannak, újabbak átvétele folyamatos (pl. EN 61850), amely intelligens berendezések elterjedésében gondolkodik, azaz a beágyazott berendezések szolgáltatásainak növelését jelenti. Az egyes berendezések egymással IP protokollú hálózattal összeköttetésbe kerülnek, a fizikai villamos jeleket közvetítő vezetékek, sorkapcsok helyett logikai csatornák épülnek ki. Környezeti követelmények A berendezések jelentős számban kerülnek szabadtéri körülmények közé (nagy hőmérséklet tartomány, páratartalom, porszennyezettség, EMC hatások). Külföldi piacokra szállítás esetén a helyi körülményeket is figyelembe kell venni (pl: -40 C-os alsó határ). A „terepi” és a végfogyasztói elhelyezésnél az illetéktelen hozzáférést és szabotázst is figyelembe kell venni. Energiaellátás Mivel a berendezések folyamatos üzemben vannak (24×365 óra), a tápellátás külön feladat. Annak kimaradására fel kell készülni, ami diagnosztikai szolgáltatást is magával vonz. A hosszabb kimaradás elviselése miatt fontos az alacsony energiafelhasználás. Paraméterezhetőség A villamosenergia-iparban a rendszerek tradicionálisan jelentős paraméterfüggő működéssel rendelkeznek. A paraméterezés könnyen kezelhető, biztonságos és tesztelhető kialakítása kritikus. 3.2.5 Szakterületspecifikus igények

Ennek a területnek az igénye a szerteágazói tervezési szakismeretek rendszerezett egyetemi oktatásának magvalósítása, amely magába foglalja a protokollokat és az adatszolgáltatási igényeket is. Megoldásra vár a minősítő tesztelések terepének kialakítása is, hiszen e rendszereknek valóban komoly villamos zavartatás mellett kell megbízhatóan működniük. A gyors szoftverfejlesztés lehetőségét modellvezérelt módszertanok alkalmazása teremtheti meg, ami módot ad szakterületspecifikus programozási nyelvek alkalmazására, automatikus kódgenerálásra. Nagyon fontos szoftverfejlesztési aspektus a migrálási lehetőségek megteremtése a meglévő PC-s megoldások és a beágyazott rendszerek között. Hasonlóan kidolgozandó a „multilink” koncepciónak megfelelő kapcsolat az ARTEMIS-en kívüli másik két platformmal (NESSI, e-Mobility). Az oktatásban azok az oktatási módszertanok támogatják a későbbi fejlesztői kapacitások kialakítását, ahol fejlesztői kitek rendelkezésre bocsátásával a hallgatók egyénileg, egy egész féléven keresztül, önálló labor projekt és diplomaterv esetén másfél évig dolgozhatnak akár otthon is egy kijelölt projekten. A hatékony munka feltétele itt is a PC-s keresztfejlesztői és tesztelési környezet rendelkezésre állása. Külön megemlítendő, hogy az alállomási elektronikák területén jelentős és magas színvonalú szakmai ismeret koncentrálódik hazai cégeknél (pl. Infoware, Prolan, Protekta). Szakismeretüket, alkalmazói tapasztalataikat bizonyára az ARTEMIS projekt is hasznosítani tudná. A beágyazott rendszerek fejlesztése ipari és energetikai felhasználásra beruházás-igényesebb más területekével összehasonlítva. Itt ugyanis általában követelmény a professzionális eszközök alkalmazása. Nyílt forráskódú eszközök használata általában nem megengedett. A fejlesztőknek felelősséget kell vállalni termékeikért, amely a nyílt forráskódú eszközök esetén problematikus. Professzionális eszközök esetén is általában csak korlátozott felelősséget vállalnak a gyártók, illetve magasabb megbízhatósági követelményeknek eleget tevő termékeikért magasabb díjat kell fizetni, vagy meg kell fizetni független minősítő szervezetek közreműködését. Ilyen költségeket kis cégek általában nem tudnak vállalni, ami így veszélyezteti működésüket, versenyképességüket ezen a területen. A beágyazott rendszerek fejlesztésének egy fontos tényezője a hardverfejlesztés is. Az ipari területen működő fejlesztő cégek elektronikai gyártásukat részben vagy egészében vagy megvalósítják maguk, vagy igénybe vesznek külső vállalkozásokat. Már közepes sorozatok előállításánál gazdaságos lehet elektronikai gyártásra, szerelésre szakosodott cégek igénybevétele. Kis sorozatok és prototípusok

ArtemisH 2010.

34

STRATÉGIAI TERV

előállításánál viszont problémák állhatnak elő. Mikro- és kisvállalkozások formájában működő fejlesztők általában nem engedhetik meg maguknak, hogy prototípuskészítéshez alkalmas berendezéseket szerezzenek be és tartsanak fenn, ugyanakkor nem feltétlenül találnak gazdaságos formában gyártókat kis sorozatokra. Ez hatványozottan jelentkezik, ha a fejlesztő ASIC (Application Specific IC) vagy SOC (System On Chip) jellegű fejlesztésbe kezd: integrált áramköri prototípusok előállításával kapcsolatban komoly korlátokba ütközik. A probléma megoldását természetesen ilyen jellegű infrastruktúra létrehozása jelentené, azaz olyan laborokat létesíteni, amelyek kísérleti verziók, prototípusok létrehozásában segítené a beágyazott hardverfejlesztő cégeket, intézményeket (például egyetemi tanszékeket). Természetesen, lehet ilyeneket vállalkozási alapon is létrehozni, azonban, mivel kis sorozatú egyedi előállításról van szó, gazdaságossága megkérdőjelezhető megfizethető árak mellett. Érdemes lenne ilyen infrastruktúrát központi támogatás mellett létrehozni és fenntartani legalább addig, amíg a területen mozgó kisvállalkozások meg nem tudják szilárdítani gazdasági pozícióikat. A mikro- és kisvállalkozások az ipar és energetika területén nyilvánvalóan a szolgáltatásoknak csak egy kis körére vállalkozhatnak. A gyártás az a terület, amelyen nemigen érvényesülhetnek, sokkal inkább a megoldások szállítása, tervezés, kutatás-fejlesztés területén. Ez viszont maga után vonja, hogy tevékenységük finanszírozására nem rendelkeznek egyéb forrásokkal, mint maga az illető tevékenység. Ez erősen korlátozza őket mind működésükben, mind pedig fejlődésükben. Nagy projektek finanszírozása számukra lehetetlenné válik, nem tudják a szükséges beruházásokat megtenni, illetve fenntartani magukat addig, amíg tevékenységük jövedelmet nem eredményez. A kutatási-fejlesztési támogatások mai rendszere nem alkalmas ilyen tevékenységek finanszírozására. A vállalkozásoktól komoly önrészt követelnek meg, továbbá megmarad az előfinanszírozási követelmény, sőt magyarországi viszonyok közepette hatványozódik is a támogatási összeg, sok esetben késedelmes, kifizetése miatt. Nem megoldás a szóban forgó cégek számára a hitelfelvétel sem, a bankok tipikusan ennek a vállalati rétegnek nem szívesen nyújtanak hiteleket, vagy csak egyéb vagyoni biztosítékok mellett, ugyanakkor a gazdasági környezet következtében a vállalkozások is kockázatosnak ítélik ilyen hitelek felvételét. A kutatás-fejlesztés támogatásával megbízott kormányzati szervek a „kutató-fejlesztő vállalkozás” fogalmát nem ismerik, az ő megítélésük szerint a támogatásokat igénybe vevő vállalkozásoknak rendelkezniük kell olyan tőkeerővel, hogy 60-80%-os önrésszel legyenek képesek beszállni a projektekbe. Ezt csak olyan cégek tudják megtenni, amelyek stabil gyártási vagy kereskedelmi háttérrel rendelkeznek; a beágyazott ipar területén kutatás-fejlesztési tevékenységgel foglalkozó vállalkozások többségükben nem ilyenek. Az egyetemi tanszékekhez kötődő spin-off cégek nagy többsége is, amelyek pedig nagy innovatív erővel rendelkezhetnek, ebbe a kategóriába sorolhatók. A beágyazott rendszerek fejlesztése az energetikai és ipari alkalmazásokat tekintve eléggé heterogén képet alkot. Az erőfeszítések nagy része nem is a „beágyazott rendszerek” címszó alatt jelenik meg, hanem iparági osztályozásban. Ezért az ebben a körben tevékenykedő cégek egységesen nem is tudnak versenyre kelni „beágyazott rendszerek fejlesztése” címszó alatt indítandó támogatások érdekében. Pedig, mivel ilyen címszó alatt számos európai kutatási-fejlesztési támogatásra nyílik lehetőség (akár az ARTEMISIA keretein belül is), érdemes lenne egységesen fellépniük a hazai támogatási rendszer ilyen irányba való befolyásolása érdekében. 3.3

Biotechnológia és egészségipar

Az egészségipar egy gyűjtő szakkifejezés, mely magában foglalja az egészségügyi rendszer, a gyógyszeripar, a gyógyászati cikkek, az orvosi műszerek és berendezések piaca, az egészség-turizmus, valamint az egészségügyi kutatás-fejlesztés számos területét. Az egészségipar mára mindennapi életünk egyik legmeghatározóbb, alapvető területévé vált. 3.3.1 A beágyazott rendszerek alkalmazásának jellemzői az egészségipar és a biotechnológia területén

A hazai egészségipar stratégiai jelentőségű gazdasági tényező, amely akár a gazdaság egyik húzóágazata is lehetne. A beágyazott rendszerek alkalmazása orvosi célú készülékekben és ArtemisH 2010.

35

STRATÉGIAI TERV

rendszerekben mind hazai, mind nemzetközi viszonylatban jelentős múltra tekint vissza. Az emberi test folyamatainak nagy részét elektromos jelek vezérlik, illetve elektromos jelek mérésével tájékozódhatunk annak állapotáról, működéséről (EKG, EEG), valamint külső elektromos jelek bevezetésével (stimuláció) befolyásolhatjuk azokat. E jeleket korábban analóg mérő- és regisztráló készülékekkel vizsgálták, de a digitális számítástechnikai eszközök megjelenésével természetszerűleg adódott a megoldás, hogy ezt a szerepet beágyazott számítástechnikai alkalmazások váltsák fel. Bizonyos képalkotó alkalmazások, mint például a röntgen- vagy az ultrahang-diagnosztika, már a digitális számítástechnikai elemek megjelenése előtt is léteztek, de a mikroelektronika (mikroprocesszorok, jelfeldolgozó processzorok és FPGA áramkörök) alkalmazása ezen a területen igazán forradalmi fellendülést jelentett, úgy a már meglévő alkalmazások technikai továbbfejlesztése, szolgáltatásbővítése terén (digitális röntgen, 3- és 4-dimenziós ultrahang), mint teljesen új alkalmazások megjelenésével, amiket beágyazott számítástechnikai elemek nélkül elképzelni sem lehet (CT, SPECT, MRI, PET). Speciális lehetőségeket kínálnak a többféle diagnosztikai eljárás eredményeit egyesítő úgynevezett multimodalitású képalkotó diagnosztikai berendezések (SPECT/CT, PET/CT, PET/MRI), melyek igen gyors és nagy számítási kapacitású hardvereszközöket igényelnek. Sokat ígérő új alkalmazási terület az automatikus képfeldolgozáson alapuló betegség-diagnosztizálás (CAD), ahol a beépített különböző képmanipulációs eljárások és a mesterséges intelligencia eljárásainak alkalmazásával emberi beavatkozás nélkül a képek önálló, autonóm diagnosztizálása válik lehetővé. Ezek az alkalmazások tipikusan multiprocesszoros környezetben (64-256 db célprocesszor) futnak. A biotechnológia egy modern tudományág. Nem egy szűk, jól definiálható szakterület, hanem számos tudományágat átfogó diszciplína. Szerteágazó tudományról lévén szó, a biotechnológiát több iparágra osztják. Ezek közül az orvosi biotechnológiának illetve a gyógyszeriparnak jut domináns szerep, ezen ágazat fejlesztései adják ugyanis a tudományág háromnegyedét (őssejtterápia, génterápia, proteomika). A biotechnológiában a beágyazott rendszerek alkalmazása elsősorban a kutatást segítő egyedi mérő- és elemző műszerek, illetve a folyamatszabályozó és gyártásvezérlő intelligens rendszerek kialakításában játszik fontos szerepet. Specifikumai általában a kis darabszám, az egyedi tervezés és a magas precizitási igény. Folyamatirányítási célokra a speciális modulokkal kiegészített, általános célú folyamatirányító rendszerek alkalmazása is megszokott. 3.3.2 A szakterület stratégiai céljai

A hazai egészségipar stratégiai jelentőségű gazdasági tényező. „Trendkutatások bizonyítják: az egészségügy, mint mega-iparág válhat a gazdaság hajtóerejévé, és számos egyéb területet is magával húzhat. Nem kiadás, sokkal inkább befektetés minden, az egészségügyre fordított forint. A magyar egészségipar a nemzeti jövedelemhez 6,3 százalékot ad, miközben az egészségügyre fordított kiadás csak 5,9 százalék.” [20][20] „A következő időszakban a növekedés motorja az egészségipar lesz, mely egyben a legfontosabb kitörési pont” [21]. Stratégiai cél az egészségipar, ezen belül is az orvosi műszerek, diagnosztikai és terápiás berendezések, illetve a gyógyszeripar fejlesztésének és gyártásának területén elért korábbi régiós vezető szerep visszaszerzése, illetve új részterületekkel (fúziós technikák, CAD rendszerek) való bővítése. „2013-ig Magyarország váljon egyértelműen kiemelkedő vezetővé az új EU-tagállamok között a biotechnológia területén, ezzel bejutva Európa tíz legjelentősebb biotech országa közé” [22]. Ez egy nagyon kemény, de teljesíthető célkitűzés, figyelembe véve az eddig elért eredményeket és a hazai kapacitásokat. A stratégiai célok tekintetében azon területek emelhetők ki, amelyeken egy Magyarország méretű ország jelentős hozzáadott értéket képes előállítani. Ezek elsősorban a tudásintenzív területek, mint például az orvosi eszközök fejlesztése, orvosi-biológiai jel- illetve képfeldolgozás, a bioinformatika és a mesterséges intelligencia alkalmazása. Fontos stratégiai célunk, hogy az egészségipar és biotechnológia is kerüljön fel a hazai közép- és hosszú-távú súlyponti gazdasági területek közé.

ArtemisH 2010.

36

STRATÉGIAI TERV

3.3.3 A stratégiai célok vetülete a beágyazott rendszerekre (kihívások, specialitások)

Orvosi célú alkalmazások fejlesztése és gyártása esetén az alkalmazott beágyazott rendszereknek speciális igényeknek kell megfelelniük, melyek speciális megközelítéseket igényelnek. Biztonság, szabványi előírások Orvosi célú alkalmazások esetén a legfontosabb szempont a biztonság. Az ilyen készülékek és rendszerek többsége a felhasználás jellege miatt a fokozott biztonságú alkalmazások körébe tartozik. Ennek biztosítása érdekében mind a kutatási-tervezési, mind pedig a gyártási folyamatoknak meg kell felelniük nem csak az általános ISO előírásoknak (ISO 9001) és készülék- illetve eszközszabványoknak, de a sokkal szigorúbb Orvosi Direktíva (93/42 EEC), illetve a kapcsolódó orvosi eszközökre vonatkozó egyéb szabványi követelményeknek is (ISO 13485, ISO 14971, EN 46001, EN 62304, EN 62366, EN 60601). Ezekbe a beágyazott rendszerekbe csak megfelelő, szavatolt biztonságú (medical grade) processzorok és alkatrészek tervezhetők és építhetők be. A rendszerek hierarchiáját úgy kell kialakítani, hogy a kritikus feladatokat osztott működésű, párhuzamos, független részegységek lássák el. Biztosítani kell a véletlen események (pl. áramkimaradás) és meghibásodások elleni védelmet, illetve az ilyen események megfelelő biztonságú lekezelését. A fejlesztést és gyártást validált hardver- és szoftverkörnyezetben kell végezni. Aritmetikai kapacitás, sebesség Bizonyos orvosi alkalmazások jelentős számítási teljesítményt igényelnek (aritmetikai és sebességi igényeket támasztanak) a beépített számítástechnikai modulokkal szemben (3D/4D képfeldolgozás), sőt egyes alkalmazási területek nem is fejlődhettek volna ki a megfelelő kapacitású és sebességű hardvereszközök megjelenése nélkül (CT, MRI, PET, SPECT). Egyes nagyon számításigényes területek, mint például a real-time CAD képfeldolgozó rendszerek pedig csak multiprocesszoros, tipikusan 64-256 célprocesszort tartalmazó, párhuzamos programstruktúrájú beágyazott környezetben tudnak elfogadható futásidőket biztosítani. Ezekre az alkalmazásokra tehát speciális, gyors aritmetikájú processzorokat illetve FPGA áramköröket és párhuzamosítható hierarchiájú programmegoldásokat kell alkalmazni, az ezeket támogató fejlesztő és futtató (operációs) környezetekkel együtt. E téren jelentős előrelépés, hogy a többszálú párhuzamos számítások ma már szintén elvégezhetők beágyazott rendszerek segítségével, ami jelentős költségmegtakarítást jelent a szuperszámítógépek (pl. grid rendszerek) alkalmazásával szemben. Alacsony energiafogyasztás Az orvosi alkalmazású készülékek egy része hordozható (pl. vérnyomásmérő, EKG, vércukor mérő), illetve az emberi testbe beépülő (szívritmus-szabályozó, inzulinadagoló) elemes/akkumulátoros működtetésű eszköz. Ezeknél az alkalmazásoknál a megfelelő biztonság mellett kiemelt szempont az alacsony energiafogyasztás megvalósítása. Speciális megoldás egyes beültetett eszközöknél az akkumulátorok újratöltése külső elektromágneses energiacsatolással, vagy a működtető energia biztosítása közvetlenül a környező élő testszövetekből. Ilyen alkalmazásokra tehát olyan hardvereszközöket és olyan szoftvermegoldásokat kell választani, amelyek együttesen a lehető legkisebb energiafelhasználást és ezáltal a lehető leghosszabb működési időtartamot biztosítják. Miniatürizálás Az emberi testbe beépülő (szívritmus-szabályozó, inzulinadagoló) illetve az emberi testüregekbe ideiglenesen bekerülő (kapszula-endoszkóp) készülékek esetén a nagyfokú biztonság és az alacsony energiafogyasztás mellett előtérbe kerül még egy nagyon fontos szempont: a készülék mérete. Ez egyben determinálja az alkalmazott beágyazott megoldáshoz felhasználható hardverelemek körét is. Ezen felhasználási területen tipikus a cél IC-k (ASIC) alkalmazása. Sugárzás elleni védelem

ArtemisH 2010.

37

STRATÉGIAI TERV

Egyes diagnosztikai és terápiás orvosi készülékek (röntgenberendezések, MR, PET) különféle sugárzások (röntgen, gamma) illetve mágneses terek kibocsátásával vagy feldolgozásával végzik képalkotó illetve terápiás feladataikat. Az ilyen alkalmazásokban külön fokozott figyelmet kell fordítani a beágyazott rendszerek működésére gyakorolt nemkívánatos hatások elemzésére, illetve védeni kell a hardverkomponenseket ezen hatások ellen. Ez részben megfelelő rendszertopológiával, jól elhelyezett sugárelnyelő felületekkel, megfelelő anyagválasztással (nem-mágnesezhető vezetők), illetve a megfelelő jelparaméterek (feszültség- és áramerősség-szintek, jelidő) kialakításával oldható meg. Rázkódás, erőhatások A hordozható orvosi készülékek esetén külön szabványok foglalkoznak a megfelelően biztonságos szerkezeti kialakítások meghatározásáról és ellenőrzéséről, hogy a napi használat során előforduló kisebb koccanások, ütődések, rázkódások, esetleges elejtések ellenére hosszú távon biztosított legyen ezen eszközök üzemszerű működése. Kiemelt követelményeknek kell megfelelni egyes speciális alkalmazásoknak, mint például a CT készülékek egyes részegységeinek. A forgó gyűrűben (gantry) elhelyezkedő röntgengenerátor és röntgendetektor, illetve a hozzájuk tartozó beágyazott elemek gyakran 130G-nek megfelelő vagy e feletti centrifugális erő-igénybevételnek vannak kitéve, tehát ezen alkalmazásokban csak speciális hardvereszközök és NYÁK-technikai megoldások használhatók, valamint a teszteléseket is speciális feltételek mellett (200G) kell elvégezni. Orvosi célú jelek jelfeldolgozási kérdései Az általános jelfeldolgozási problémakörön belül az orvosi célú jelek feldolgozása sok szempontból egyedi jellegzetességekkel bír: a jelet jelentős zaj terhelheti, és nagy egyedi eltérésekkel rendelkező nem-szokványos jelalakok kiértékelését kell elvégezni. Az eredményt illeszteni kell a tipikusan nem műszaki végzettségű felhasználóhoz, tehát a torzítás minimalizálása mellett értelmezni kell számára a kinyert információt. Külön problémaként jelennek meg a viszonylag kis erőforrással rendelkező (hordozható, illetve otthoni egészségmonitorozásra használható) eszközök, ahol ezen korlátozott erőforrással kell a jelfeldolgozást, lényegkiemelést elvégezni. Egészségállapot otthoni környezetben történő monitorozására alkalmas rendszerek Az otthoni egészségmonitorozással kapcsolatban felmerülő problémák egy része a hordozható műszerekben is megjelenik (kis fogyasztású, korlátos erőforrású rendszerek). Ugyanakkor itt felmerül a rendszerbe kapcsolhatóság követelménye és a skálázható rendszerek kialakításának követelménye is. Ennek a területnek gyorsan fejlődő, de még nem lezárt, hardver- és szoftvereszköztára alakul ki napjainkban. Összességében elmondható, hogy az orvostechnikai készülékekben illetve biotechnológiai rendszerekben alkalmazott beágyazott rendszerekkel szemben, az adott berendezés felhasználási területének és jellegének függvényében igen sokféle speciális igény merülhetnek fel. Ezek készülékenként eltérőek lehetnek, de szakma-specifikusan a fent felsorolt egyedi igények mind előfordulnak egy vagy több olyan részterületen, amelyben már ma is aktívan és sikeresen részt vesz valamely hazai fejlesztő-gyártó vállalkozás. Ahhoz, hogy a kitűzött stratégiai célokat eredményesen meg tudjuk valósítani, folyamatosan követni kell a számítástechnika gyorsan fejlődő világában felbukkanó legújabb módszereket, eszközöket, előírásokat. Egyre több új nemzetközi és európai szabvány jelenik meg az orvostechnikai eszközök szoftverfejlesztésére, szoftverbiztonságára vonatkozóan – bár ezek honosítása és hazai kötelező érvényű bevezetése gyakran több éves késéssel követi csak az eredeti kiadásét, de minél gyorsabban vagyunk képesek megérteni és alkalmazni ezeket az új normatívákat, annál hamarabb és nagyobb sikerrel leszünk képesek megjelenni új eszközeinkkel az európai és világpiacon.

ArtemisH 2010.

38

STRATÉGIAI TERV

3.3.4 Stratégiai lehetőségek 3.3.4.1 Erősségek

Az orvosi műszerek és diagnosztikai berendezések fejlesztése és gyártása tradicionálisan a hazai erősségeink közé tartozik. Már a második világháború előtt is jelentős eredményeket sikerült elérnünk, majd később a KGST együttműködés keretén belül Magyarország erre a területre szakosodott, és ért el vezető szerepet a régióban. Olyan nemzetközileg is elismert cégekkel büszkélkedhettünk, mint többek közt a Medicor Művek vagy a Gamma Művek, melyek termékei nem csak a környező szocialista országokban váltak ismert és keresett cikkekké, de eljutottak Dél-Amerikába, Afrikába, Kínába, az arab országokba, sőt még az akkori „nyugati világ” kapitalista országaiba is. E készülékek megbízhatóságát jellemezendő érdemes megjegyezni, hogy az akkoriban kiszállított készülékek egy része még mind a mai napig üzemben van, és ezekben az országokban ma is úgy gondolnak e márkanevekre, mint a minőség és megbízhatóság szimbólumaira. Bár a rendszerváltáskor (sajnos) egy pillanat alatt kivonultunk ezekről a piacokról, de ezt a múltat és a még mindig élő pozitív piaci megítélést kihasználva ismét vissza lehetne kerülni ezekre a helyekre. A biotechnológia jelentős múltra tekinthet vissza Magyarországon. Maga a „biotechnológia” kifejezés is magyar eredetű, Ereky Károly használta először egy 1918-ban tartott előadásában, valamint az első ez irányú publikáció is az ő nevéhez fűződik. Ma a kelet-közép-európai régióban hazánk az elsők közt van ezen a szakterületen, ami többek között a magas színvonalú kémiai ismereteinknek tudható be. Itthon jelenleg valamivel több, mint száz cég foglalkozik biotechnológiával, ezek közül közel tucatnyian már valóban komoly, nemzetközi szinten is jegyzett teljesítményt nyújtottak. A magyar gyógyszeripar világra szóló eredményeket tudhat magáénak, XIX. századi megszületése óta nem csak a magyar gazdaság meghatározó szereplője és az innováció motorja, hanem egyben Magyarország nemzetközi versenyképességének is egyik kulcseleme. Olyan hazai sikerek köthetők ehhez az iparághoz, mint a C-vitamin üzemi módon való gyártásának megvalósítása a világon elsőként (Chinoin), vagy pl. 1928-ban hazánkban állítottak elő a világon az elsők között iparilag inzulint (Chinoin). Olyan világviszonylatban is ismert és elismert gyógyszercégek alkották a hazai kutató és gyártó bázis magját, mint a Chinoin, a Richter, a Biogal. Termékeik a világ minden részére eljutottak. A gyógyszeripar bebizonyította stabil helyzetét a mostani gazdasági világválság nehéz időszakában is. 3.3.4.2 Kockázatok, akadályok

A legmodernebb technikai megoldásokat alkalmazó új kutatások illetve fejlesztések rendkívül költségigényesek. Ráadásul az orvostechnikai eszközökre illetve gyógyszerekre vonatkozó szigorú szabványok és szabályozások eléggé lelassítják és megdrágítják az ez irányú kutatás-fejlesztési illetve gyártási tevékenységeket. Komoly gondot jelent a legtehetségesebb fiatal tudósok és mérnökök itthon tartása is a csábító, a hazai fizetési lehetőségeket többszörösen túllicitáló külföldi munkalehetőségekkel szemben. Rendszeresen visszatérő probléma, különösen a hosszabb átfutású projektek esetén, a rendkívül alacsony arányú finanszírozó kockázati tőke jelenléte is. 3.3.4.3 Piaci trendek, jellegzetességek

A nemzetközi trendkutatások egyértelműen jelzik, hogy az emberek megváltozott egészségfelfogása új piacokat alakít ki. Az egészségipar termékei és szolgáltatásai iránti szükségletet a demográfiai és egyéb társadalmi folyamatok is növelik: például a népesség öregedése új értékeket, fogyasztói csoportokat, piacokat hoz létre. Az új idősek csoportja mind hosszabban akar egészséges maradni, így egyebek mellett egyre többet áldoz például életstílus-gyógyszerekre, megelőző szűrővizsgálatokra, otthoni távfelügyeletre. Ennek következményeként a gyógyszeripar, az orvosi diagnosztikai eszközök, az otthoni távfelügyeleti rendszerek jelentős, dinamikus fejlődésére lehet számítani. A mostani gazdasági világválság egyik szembeötlő tanulsága, hogy a gyógyszeripar kevésbé szenvedi meg a pénzügyi válság hatásait, az emberi egészség nem elodázható költség. Ezért ebbe az iparágba fektetni és itt fejleszteni jelentősen alacsonyabb kockázatot jelent, ugyanakkor hosszú távú és biztos megtérülést ígér.

ArtemisH 2010.

39

STRATÉGIAI TERV

A magyar biotech-szektor cégei kevésbé vannak kitéve a negatív világgazdasági hatásoknak mint nyugati vetélytársaik, aminek két alapvető oka van: egyrészt eddig sem kockázati tőkefinanszírozásból éltek, másrészt alapvetően hozzá vannak szokva a pénzhiányhoz, és nagy részüknek alacsony a működési-költség szintje. A biotechnológiában óriási a hozzáadott érték, egy erős biotechnológiai ágazat pedig húzza magával az egyetemi oktatást és az alapkutatást is. 3.3.5 Alkalmazások

A beágyazott rendszerek alkalmazása orvosi célú illetve biotechnológiai rendszerekben hazai- és világviszonylatban egyaránt folyamatosan nő. Bár hazánk nem tartozik a legfejlettebb ipari országok közé, de az orvos-elektronikai fejlesztések több szegmensében sikerült nemzetközileg is elismert eredményeket elérnünk. Néhány fontosabb beágyazott rendszerekre épülő, hazai fejlesztésű és gyártású orvos-elektronikai termékterület, a teljesség igénye nélkül:               

Gamma kamerák, SPECT rendszerek, Computer Tomográf (CT) Multimodalitású képalkotók (SPECT/CT, PET/CT, PET/MRI) Diagnosztikai és terápiás ultrahang (UH) készülékek Digitális tüdőszűrő és spot röntgen-rendszerek Mellkas-diagnosztikai és mammográfiás CAD rendszerek Közép- és nagyfrekvenciás röntgengenerátorok, energiatárolós rendszerek Távvezérelt röntgenasztalok és vizsgáló szerkezetek Nyugalmi és terheléses EKG rendszerek, holterek, telemedicinás rendszerek Klinikai és automata defibrillátorok, ágy melletti őrzők, őrző-defibrillátorok Vércukormérők, laborautomaták Nagyfrekvenciás sebészeti vágók Diagnosztikai és terápiás biorezonancia készülékek Inkubátorok, infúziós pumpák, digitális vérnyomásmérők Hematológiai rendszerek Spirométerek

E területeken a berendezések szinte 100%-ban hazai fejlesztésűek és gyártásúak, jellemzően hazai tulajdonú kis- és középvállalatok termékei, és elsősorban export piacokra kerülnek értékesítésre. Mindezek mellett vannak kimondottan beszállítói részmunkákra specializálódott vállalkozások is az orvos-elektronikai területen, amelyek szintén beágyazott rendszereket alkalmaznak, és néhány multinacionális orvostechnikai cég is jelentős fejlesztési kapacitásokat tart fenn Magyarországon, főleg a beágyazott szoftverek fejlesztése területén. 3.3.6 Szakterületspecifikus igények

Javítani kell a felsőoktatás színvonalát, korszerűsíteni struktúráját. Folytatni és támogatni kell az egészségügyi mérnök (orvos-biológiai szakmérnök) és biomenedzser képzéseket. Növelni a laboróraszámokat és szorosabb együttműködést kialakítani az ágazatot képviselő vállalatokkalkutatóintézetekkel (ipari előadók). E téren változást hozott, hogy az Orvosbiológiai Mérnökképzés (OBMK) másoddiploma helyett – a Bologna Folyamat kétciklusú képzése miatt – önálló MSc képzés formájában (egészségügyi mérnök MSc szak) valósul meg. Ez azt a veszélyt rejti magában, hogy egy hallgató vagy a mérnöki (villamosmérnök, mérnök informatikus stb.) MSc-t végzi el, vagy az egészségügyi mérnöki MSc-t, szemben az eddigivel, ahol az OBMK másoddiplomaként szerepelt. El kell érni, hogy ennek következtében ne csökkenjen, hanem minél inkább növekedjen az itt képzett mérnökök szakmai tudása, és a végzős hallgatók mind mérnöki, mind egészségügyi ismeretekkel rendelkezzenek. Ennek elősegítésére mindkét MSc elvégzésének lehetőségét (lehetőleg a térítésmentes képzés keretében) biztosítani kellene. Az egészségipar és biotechnológia is kerüljön fel a hazai közép és hosszú távú súlyponti gazdasági területek közé. A kormányzatnak több infrastruktúrát és kiszámítható pénzügyi hátteret kell

ArtemisH 2010.

40

STRATÉGIAI TERV

biztosítania az ágazatnak. Ez egy jól prognosztizálható, alacsony kockázatú, biztos megtérülés. Ennek hiányában a hosszú távú ágazati sikerek nem valósíthatók meg. A pályázati rendszer átstrukturálása szükséges. Egészségipar-specifikus pályázatok kiírására van szükség az ipar fejlődéséhez, illetve életben maradásához. A pályázatokban az ipari partner szerepét meg kell erősíteni és az anyagi elszámolást a közvetlen irányítók alá kell vonni. A pályázati rendszer legyen egyszerűbb, áttekinthetőbb és gyorsabb. Szeretnénk, ha a gazdasági válság idején hozott könnyítő intézkedések (magasabb pénzügyi előleghányad, mellyel csak a projekt végén kell elszámolni; megengedőbb átcsoportosítási lehetőség az egyes pénzügyi kategóriák közt) a továbbiakban is fennmaradnának. Az egészségügy finanszírozásának rendbetétele, a kórházak több milliárdos beszállítói tartozásainak rendezése és ezáltal a beszállítói bizalom helyreállítása elősegítené a belső hazai egészségügyi piac újraéledését. Ez részben javítaná ezen piaci szegmensben tevékenykedő vállalkozások anyagi helyzetét (kinnlevőségeik csökkennének, eladási lehetőségeik nőnének), másrészt segítené az új technológiák és készülékek nemzetközi piacokra jutását, mivel egy kiszámíthatóbb és biztosabb hazai környezetet teremtene a kipróbálások, bevizsgálások, klinikai ellenőrzések és első piacra-helyezések számára. Fontos lenne az OEP pontok elosztási rendszerének megreformálása, újraértékelésére is, mert ma ez a legfontosabb gátja egyes egészségügyi területeken az eszközbeszerzések megvalósításának. Például ma egy kórház a röntgenvizsgálat elvégzéséért kapott OEP pontok alapján csak annyi pénzre jogosult, ami a közvetlen működtetési költségeket (helység- és közüzemi díjak, személyzet és orvosok munkabére, fogyóanyag használat) fedezi, de az amortizáció fedezésére már nem marad – ezért látunk még ma is annyi helyen 15-25 éves öreg röntgengépeket, gamma kamerákat működni az országban. Át kelleni vizsgálni és egységes értelmezéssel ellátni a szakmaspecifikus szabványokat és rendeleteket. Néhány részterület nincs egyértelműen szabályozva, míg más területeken túlszabályozás tapasztalható. Ez utóbbi főleg a szoftverekkel kapcsolatosan figyelhető meg (pl. EN 62366, EN 606011-6). Ugyanakkor több kötelezően végrehajtandó Európai Uniós előírást mind a mai napig még nem vezettünk be. Ezek a hiányosságok illetve átfedések egyrészt az adott irányú fejlesztési munkákat nehezítik meg, másrészt piaci lemaradást okoznak. Fontos lenne, hogy a bankok finanszírozási hajlandósága illetve a kockázati tőke jelenléte mihamarabb visszaálljon legalább a gazdasági válságot megelőző szintre. A Pólusprogram keretein belül több olyan innovációs központ is létrejött, melyek motorjai lehetnek az elkövetkezendő évek szakirányú kutatás-fejlesztéseinek. Fontos lenne az ilyen központok számának további növelése. Az Európai Unió kutatás-fejlesztési programjaihoz való könnyebb és gyorsabb csatlakozás, a hazai szempontok és igények jobb érvényesítése, a legmodernebb módszerek és technológiák mihamarabbi megismerése és beintegrálása céljából az egészségipar és biotechnológia szakterületén tevékenykedő hazai vállalkozásoknak nagyon nagy szüksége van ma egy olyan segítő és koordináló szerepet felvállaló szervezet széleskörű és hatékony munkájára, mint az ARTEMIS-H. Működésének segítése, támogatása, javaslatainak és kéréseinek megfontolása, a folyamatos produktív párbeszéd fenntartása nem csak a szűken vett szakma, de az egész ne nemzetgazdaság érdeke és haszna kell hogy legyen. 3.4

Információs és kommunikációs technológiák

Az információs és kommunikációs technológia (IKT) általános célú technológia, így a gazdaságot átható módon befolyásolja. A gazdasági tevékenységek megtervezéséhez és kivitelezéséhez radikálisan új eszközöket ad a kezünkbe, a technológiák fejlődésre gyakorolt hatásának egy új módját jelenti. Viviane Reding, az Európai Bizottság korábbi információs társadalom és médiaügyi biztosa szerint az infó-kommunikációs területen zajló K+F tevékenység a globális gazdasági innováció és fejlesztés egyik fő motorja, így jelentősége jóval túlmutat az ágazaton. Az energia-, egészségügyi és nyugdíj-, illetve társadalombiztosítási szektorokban az Uniónak olyan kihívásokkal kell szembenéznie, amelyek megoldásában szintén kulcsfontosságúak az IKT fejlesztések. Mindezek fényében igen aggasztó, hogy

ArtemisH 2010.

41

STRATÉGIAI TERV

Európa lemaradásban van e területen; a fejlett országokban világszerte átlagosan a kutatás-fejlesztés 33 százaléka történik az infó-kommunikáció területén, az Európai Unióban azonban ez az arány kevesebb, mint 25 százalék, összesen 35 milliárd Euró évente. Egy ország sikere, a globális versenyben való helytállása ma már attól függ, mennyire veszi komolyan az információtechnológiát, az infokommunikációt, az Internetet. Mikro- és makroszinten, az egyén és az ország szintjén egyaránt ugyanaz a szabály érvényesül: minél inkább IT-tudatos egy ember, minél többet költ egy ország – a költségvetéstől a vállalatokig – információtechnológiára, annál versenyképesebb, fejlődőképesebb és gazdagabb. Az IKT szektor nemzetgazdasági hozzájárulásán túl „enabler” szerepkörben hozzáadott értéket biztosít termelékenységben, versenyképességben, innovációban, infrastruktúrában és az esélykiegyenlítés terén mind a gazdaság, állam- és közigazgatás, mind a társadalom szintjén. Az IKT szektor szerepe túlmutat önmagán, „multiplikátor” jellege miatt a gazdasági, állam- és közigazgatási és a társadalmi szinten is kiemelt jelentősége van az ország versenyképessége tekintetében. Az IKT szektor fontos szerepet játszik a magyar gazdaságban, a mindennapi életünkben. Az iparág egyre növekvő gazdasági súlyát a növekedési ütem, a foglalkoztatottak létszáma mellett a mindennapi élet és munkavégzés során tapasztaljuk. Az IKT szektor meghatározó szerepét – a magyar nemzetgazdaságban és a versenyképesség folyamatos javításában – mutatja, hogy az IVSZ-nek a válságot megelőző 8 év átlagára vett számítása szerint, ez az iparági szektor adta a hazai gazdasági növekedés közel 25%-át. A jellemzően 4% körüli éves GDP- növekedésnek az IKT szektor a negyedét adja, éves 10%-os növekedési ráta és 10%-os nemzetgazdasági súly mellett. Az EU a GDP növekedés 25%-át, a termelékenység 40%-át tulajdonítja az IKT szektornak. 3.4.1 A szakterület stratégiai céljai

A rohamos ütemben folyamatosan érkező infokommunikációs technológiai újítások már középtávon jelentős változásokat fognak hozni a felhasználók mindennapjaiban. A következő évtizedben végbemenő változás legalább akkora lesz, mint amit az elmúlt 10 évben tapasztalhattunk. Az Európai Unió 7. Kutatás-Fejlesztési Keretprogramjának részeként – a FET program keretében – támogatást nyújt a legkockázatosabb, ám potenciálisan a legnagyobb újdonságtartalmú és technológiai áttöréssel kecsegetető projektek számára is. E projektek célja, hogy a kutatókat mindenfajta konzervatív és szkeptikus hozzáállástól megfosztva a nyitott gondolkodásra, kísérletezésre és fejlesztésre ösztönözze, hogy akár a jelen technológiai keretrendszerétől elrugaszkodó, a hosszú távú jövőt megalapozó megoldásokkal állhassanak elő. A modern IKT fejlődése a párhuzamos, megosztott és hálózatalapú komplex rendszerek irányába mutat. A párhuzamos rendszerek jelentős növekedést hozhatnak a számítási kapacitásokban az egyedi processzorok fejlődése nélkül is, azok összekapcsolása révén a beágyazott rendszerekben is. A jövőben minden eszköz, a mobiltelefonoktól kezdve az adatközpontokig, párhuzamosan, összekapcsolva fog működni, állandó és változatos interakciót biztosítva a valós és virtuális világok között. Az egyének és szervezetek, vállalkozások életét egyre inkább meg fogják határozni e megosztott rendszerek. Számtalan új alkalmazásnak fognak teret adni minden területen, például a telekommunikációban, egészségügyben, szórakoztatóiparban stb. Egyik legfőbb kihívás lesz a rendszerek heterogenitásának kezelése, a kiszámíthatóság, megbízhatóság és skálázhatóság biztosítása. Ezen belül különösen fontos lesz a megbízható rendszerek felépítése megbízhatatlan alkotóelemekből, a tervezés és futamidő komplexitásának menedzselése, valamint az új programozási paradigmák és támogató környezetek létrehozása. Az új IKT rendszerek a következő évtizedben számos új lehetőség kapuját fogják megnyitni a számítástudomány és kommunikáció terén, valamint az eszközfejlesztésben. A környezetünkben található egyre több IKT eszköz és ezek kapcsolódása egyre erősebb igényt támaszt arra, hogy képesek legyenek együttműködni egymással, alkalmazkodni környezetükhöz, válaszolni az egyéni emberi igényekre, s a változó kontextusnak megfelelően módosítani önmagukat módosítani. A decentralizált, heterogén önszerveződő rendszerek koncepciója azon nyugszik, hogy a

ArtemisH 2010.

42

STRATÉGIAI TERV

rendszer a támasztott követelményeknek felülről kapott, központosított kontrolmechanizmus nélkül is meg tudjon felelni. A jövőben mind inkább emberközpontú rendszerek az egyéni igényeknek alulról építkezve kell megfelelniük. A jövő IKT rendszereinek egyik fő tulajdonsága lesz, hogy folyamatos interakciót fognak biztosítani az embereket, szoftverkörnyezeteket, szolgáltatásokat, eszközöket, robotokat, virtuális ágenseket és egyéb alkotóelemeket magukba foglaló virtuális és valós környezetek között. Egy ilyen jövőbeli hálózatos, megosztott rendszer kifejlesztésében a legnagyobb nehézséget a komplex és nem teljesen meghatározott környezetek operációsrendszer-igénye fogja okozni, különösképpen, hogy a rendszerek alkalmazkodni fognak a felhasználó viselkedéséhez. Az energiaforrások hatékony kihasználása és a zökkenőmentes globális információáramlás elérése is kulcskérdés lesz, ahogy a rendszerek és eszközök egyre inkább képessé válnak dinamikusan alkalmazkodni környezetükhöz, a felhasználókhoz, az igénybe vett hardverhez, adatokhoz és alkalmazásokhoz. Ennek az igénynek – legalább részben – meg lehet felelni olyan számítási és kommunikációs rendszerek tervezésével, amelyek a globális tudatosságot erősítik. 3.4.2 A stratégiai célok vetülete a beágyazott rendszerekre

A fent említett rendszerek megvalósításakor a következő kihívásokkal kell szembenézni:   

globálisan tudatos rendszerek fejlesztése, amelyek képesek a „dróttól a szolgáltatásig” működni, ezáltal fokozva a teljesítményt és az erőforrások hatékony kihasználását; a globális és lokális szint közötti információcsere hatékony megvalósítása, menedzselése; tudatos hálózat kialakítása, amelyben a lokális szinten végbemenő változás a környéken vagy globális szinten is változást generál; az erőforrások dinamikus, hatékony menedzsmentje.

Az autonóm rendszerek globális tudatossága egyszerűbbé és könnyebbé teheti az erőforrások megosztását, számos új szolgáltatás lehetőségét biztosíthatja, energiát spórolhat, s elősegítheti az IKT rendszerek megbízhatóbbá és biztonságosabbá tételét, valamint számos új területre vezetheti be az IKT nyújtotta előnyöket. Kommunikáció A jövőben a különböző formájú (vezetékes és vezeték nélküli) kommunikációk összekapcsolása várható. Egy részét alkotná ennek az egyesített kommunikációs rendszernek a „szuperjelenlét”, mely tájékoztatna arról, hogy egy ismerős személy online van-e, információval szolgálna arra vonatkozóan, hogy mely kommunikációs módon érdemes felvenni vele a kapcsolatot, és mikor érkezik meg egy célállomásra. A felhasználók szabályokat alakíthatnának ki, hogy ki, mikor fordulhat hozzájuk. Transzparens kommunikációs csatornákon keresztül cserélhetnek információt egymással a felhasználók és valós idejű alkalmazásokat oszthatnak meg egymással a különálló hálózatokon. Mobiltechnológia Korunk infokommunikációs fejlődésének egyik kiemelt területe a mobiltechnológia. A negyedik generációs kommunikációs rendszer (4G) egy teljesen IP alapú, integrált rendszer lesz. Fejlesztését olyan alkalmazások teszik szükségessé, mint pl. a vezeték nélküli szélessávú kapcsolat, MMS, video chat, mobil TV, HDTV, DVB. Lényege, hogy az IP alapú megoldásokhoz bárhol, bármikor hozzá lehessen férni magasabb adatátvitel mellett (100 Mbit/s és 1Gbit/s között). A mobiltelefonok esetében a femtocella hálózat kiépítése tenné lehetővé, hogy az egyén bárhonnan széles sávon kommunikálhasson. A mobil internetes alkalmazások fejlődésére jellemző, hogy lehetővé fog válni pl. a mobilkamerával készített képek alapján történő keresés az interneten. A mobilkészülékekkel le lehet majd képezni a valóságot: pl. mobiltelefon-szenzorok révén megállapítja bármi távolságát, s a kamera elé kerülő objektum földrajzi koordinátáit és nevét egy külső adatbázis segítségével megadja. Ezt követően az objektumról (pl. épület) az egyén specifikus információkat tölthet le az Internetről.

ArtemisH 2010.

43

STRATÉGIAI TERV

A mobilkészülékek és számítógépek adatszinkronizálása a vezeték nélküli USB és ultra széles sáv alkalmazásával könnyen megvalósíthatóvá fog válni. E technológiák kezdenek elérhetők lenni, és a mobilfelhasználók életét jelentősen meg fogják könnyíteni. A miniatűr mobiltelefonok vezeték nélküli USB vagy UWB révén csatlakozhatnak egy teljes méretű klaviatúrához, vagy akár ki is vetíthetik a klaviatúrát az asztalra, vagy képeket vetíthetnek ki a falra. (Az Intel várhatóan 2010 közepén jön ki elsőnek az USB 3.0-as szabványra épülő lapkáival, és pár hónapon belül a konkurensei is követik majd. 2010 végére az USB 3.0 az új gépeknél gyakorlatilag alapkövetelmény lesz. 2014-re a perifériák piacán is meghatározó tényezővé válhat: külső merevlemezek, nyomtatók, kamerák, egerek, Bluetooth eszközök tömege profitálhat a giga sávszélességből.) Újgenerációs hálózatok A felhasználói igények megkövetelik majd a gyorsabb adatátvitelt, nagyobb lefedettséget és a fokozott energiahatékonyságot. E kényszer hatására multihop továbbító hálózatok jönnek létre, amelyek egyes kutatók szerint át fogják venni a WiMax és LTE technológiák helyét. Ezeken a hálózatokon a jelek számos, a körülményektől függően változó kapcsolódási ponton keresztül fogják irányítani önmagukat. A hálózatok a legjobb útvonalat és továbbviteli módot fogják megtalálni. Az adatok továbbítása az egyes készülékek segítségével fog történni, a mobiltelefonok így mozgó kapcsolódási pontok lesznek. A hálózat meghatározó tulajdonsága, hogy nincs infrastruktúrája. Az energiahatékonysági követelmény teljesítésére alacsonyabb energiaigényű mobilchip-ek kerülnek kifejlesztésre. A kisebb méretű, nagyobb teljesítményű és számottevően alacsonyabb energiaigényű chip-ek fejlődése várhatóan már a közeljövőben fel fog gyorsulni. A jelentősen energiahatékonyabb működésen túl a jövőben a sokrétű rádiós összeköttetéseket, mint pl. WiFi, 3G és WiMax egy mobilchip-en lesz integrálva. A fejlesztési célok szerteágazóak. A mobil kommunikációs technológiák teljesen át fogják szőni az emberek mindennapjait. Néhány terület ahol az elkövetkező néhány évben tömeges elterjedésük várható: Processzorok Általában mondható, hogy a beágyazott rendszerek egyik legkritikusabb döntése a processzorválasztás, ez az űrkutatási alkalmazásokra is igaz. A processzorok fejlesztésében két irányzat van: az egyik a processzorteljesítmény növelését, míg a másik a processzor mind nagyobb számú rendszerelemmel (memória, periféria) való kiegészítését tekinti fő céljának. A processzorválasztás minden esetben az adott alkalmazás követelményeinek optimalizálásával történik. Az űrkutatásban, ahol az egyik esetben a súlyt, a másik esetben pedig a fogyasztást kell minimalizálni, az egyes megoldások jelentősen eltérhetnek egymástól. Ennek eredménye, hogy egy hasonló korábbi fejlesztések eredménye korlátozottan vihető át egyik fejlesztésről a másikra, mindig az adott igények prioritása szerint kell dönteni. Új display-ek megjelenése A világon már több helyen is rugalmas, összehajtható, összetekerhető kijelzőket fejlesztenek, amelynek eredményeként a mobilkészülékekhez tartozó összehajtható és e-papír kijelző lehetővé fogja tenni, hogy a kisméretű készülékek könnyen hordozható, nagy kijelzőkön jelenítsék meg az adatokat, információkat. Az érintőkijelzők fejlesztése is számos vállalati és egyetemi körben zajlik. Új fejlesztési ötlet az érintés vibrációs visszaigazolása (haptics terület: érintésen alapuló ember-gép interakciók fejlesztése). Mikroprojektor technológia mobiltelefonokba: már kapható néhány korai termék, de 2010-re várható a tömeges megjelenésük a piacon. A mobil alapú video-streaming rohamos terjedését is prognosztizálják. Az Opera Mobile új technológiája segítségével már lehetséges teljes média flash tartalmak, online animációk és filmek megtekintése a telefonon. Mobiltechnológiával támogatott egészség ArtemisH 2010.

44

STRATÉGIAI TERV

Távgyógyászati és távmonitorozó alkalmazások szélesedő spektruma: a különféle távasszisztencia szolgáltatások, (vitális funkciókat figyelő) szenzoralkalmazások és a nyomkövető technológiák a lehetőségek egyre szélesebb skáláját fogják kínálni a mobiltelefon-használóknak. Jelenleg már olyan mobiltelefonhoz kapcsolható, kisméretű mikroszkópot fejlesztenek, amelynek segítségével az egészségügyi szakemberek a távoli, külvilágtól elzárt területeken is nagy felbontású képeket kaphatnak, például a beteg vérsejtjeiről a mobiltelefon kameráján keresztül. A fényképet pedig mobilon továbbíthatják egy gyógyászati központba elemzésre. A következő 10 évben a mobiltechnológián alapuló távdiagnosztikai implantátumok terjedésére is lehet számítani. Leképezett valóság Olyan alkalmazásokat fog lehetővé tenni, mint pl. egy szem előtt lévő épület virtuális alkalmazásba átültetése. Segíteni fog a leképzett valóság minden olyan tekintetben, amely a szimulációból hasznot húzhat, így például az építészmérnököknek azt építkezéseken, az égő épületből kiutat kereső tűzoltónak, az áruszállítónak az útvonal meghatározásában, vagy akár a sebésznek egy komplikált műtét esetében. A leképzett valóság segíthet a valóság ismeretlen elemeinek időben történő megismerésében. Ez nagyobb biztonsághoz, rugalmassághoz és jobb egészségügyi ellátáshoz fog vezetni. A közelmúltban Európában kifejlesztették a virtuális érzékelés egy új prototípusát, a virtuális textilt. A szoftver- és hardverkomponensekből álló technológia lehetővé teszi az anyag és bőrérzékelés feltérképezése révén a textilszerű nyúlás, hajlás stb. kétujjas érzékelését. A technológia jövőbeni fejlődése számos új lehetőségeket fog feltárni a textilipar, az online vásárlás (pl. érezzük, milyen tapintású objektumot akarunk venni) és a virtuális valóságra építő játékok esetében (realisztikusság fokozása). Szemantikus információkezelés A tudományban és az iparban a megosztott, dinamikus és heterogén forrásokból származó információknak egyre nagyobb a jelentősége. Az összetett és vegyes információtömeg kezelésének, elemzésének és gépi megértésének megvalósítása az emberek számára rendelkezésre álló tudás és megértési készség számos új kapuját tárhatja fel. A heterogén adatok egységes tárolása, szemantikus elemzése és megjelenítése forradalmasíthatja a tudományos kutatást. Ma például a weben található információk többségével nem tudunk mit kezdeni. Az egyéni emberi igények hatékonyabb kielégítéséhez szükség lesz a jövőben a web jobb megértésére, egyrészt a számítástudományok és hálózatok, másrészt a kreativitás, innováció és emberi viselkedés szempontjából is. Adatok gyűjtése és elemzése A monitorozás és adatgyűjtés mindenre ki fog terjedni, mindent átható lesz (pl. levegőszennyezés, közlekedés, katasztrófa stb.). A megosztott és rendelkezésre álló információmennyiség gigantikus lesz. Lehetséges példák a jövőre:  

A hatalmas adatbázisok szemantikus elemzése pontos következtetéseket és előrejelzéseket fog lehetővé tenni egyéni és makroszinten egyaránt; A wiki-k az információcsere egyik fő csatornájává válhatnak az információs csatornák megnyitásával (pl. digitális könyvtárakhoz való nyitott hozzáférés), a virtuális és valós világok összekapcsolásával.

Alkalmazások működését biztosító háttér-technológiák Az elmúlt években dinamikus fejlődést figyelhettünk meg a mobil és mindent átható („ubiquitous”) számítástechnika terén, példaként szolgál az átható számítástechnika paradigmája, a beágyazott szenzortechnológiák térnyerése, a vezetékes és vezeték nélküli protokollok körének növekedése. A kontextus-tudatos számítástechnika lesz a következő

ArtemisH 2010.

45

STRATÉGIAI TERV

paradigma, amely keretében az infrastruktúrák és szolgáltatások határok nélkül, bármikor és bárhol, mindenfajta formában és formátumban elérhetőek lesznek. A processzorválasztás egyben meghatározza a programozási nyelvet és az alkalmazható operációs rendszert. A többnyelvűség nem csak az emberek egymás közti kommunikációjában jelent előnyt, hanem az ember-gép kapcsolatban is, ideértve a programozást is. Míg régen azonban elsősorban a különböző programozói stílusok és felfogások (strukturált, objektumorientált, funkcionális stb.) miatt használtak különböző nyelveket, ma egyre inkább az alkalmazási területek és a megoldandó feladatok eltérő szakmai jellege miatt. Ami az XML környékén történik a leíró (deskriptív) nyelvek számtalan szakspecifikus változatának és kiegészítésének megjelenésével, ahhoz hasonló fejlemények tapasztalhatók és várhatók az algoritmikus nyelvek körében is. A szoftverfejlesztő világnak ki kell mozdulnia a statikus, procedurális nyelvek és keretrendszerek használatának jelenlegi állapotából, és át kell térnie az ún. nyelvorientált programozásra. Kontextus-tudatos alkalmazások és rendszerek A kontextus kifejezés bármely olyan információt jelentheti, amely egy entitás helyzetének jellemzését szolgálja. Az entitás lehet olyan személy, helyszín vagy tárgy, amely releváns a felhasználó és az általa használt alkalmazás számára: a kontextus lehet például helyfüggő információ, sebesség, hálózati kapcsolódási lehetőségek vagy más mobileszközökhöz való kapcsolódás lehetősége. A kontextus kiterjed a fényviszonyokra, zajszintre, hálózati kapcsolatokra, kommunikációs költségekre, kommunikációs sávszélességre vagy akár a közösségi helyzetre, és még lehetne sorolni. A kontextus-tudatos alkalmazások intelligens módon reagálnak a környezetben végbemenő változásokra, fokozva ezzel a felhasználói élményt és az alkalmazás gyakorlati hasznát. A kontextus-tudatos alkalmazások többnyire mobilalkalmazások: a felhasználói kontextus a felhasználó mobilitásával gyakran változik, így mobilkörnyezetben sokkal nagyobb az igény a kontextus-tudatos alkalmazkodásra. A kontextus-tudatos alkalmazások figyelembe kell, hogy vegyék a felhasználó tartózkodási helyét, az elérhető hálózatokat és az alkalmazást futtató készülék képességeit. A beágyazott rendszerek új generációinak biztonsági kihívásai Tekintettel arra, hogy a beágyazott rendszerek funkcionalitásának a megvalósítása egyre inkább a szoftvermegoldások felé tolódik, immáron számos olyan biztonsági kihívással kell szembenézni, ami a „klasszikus” IKT területén már régóta fennáll. Mindeközben a beágyazott rendszerek egyre nagyobb teret hódítanak a biztonságkritikus alkalmazások területén. Számos felsorolt stratégiai célnak is jelentős biztonsági vetülete van: adatbiztonság (bizalmasság és sértetlenség), személyes adatok védelme, rendelkezésre állás, megbízhatóság és hasonlók. A fent említett konvergencia azt sugallja, hogy az új beágyazott alkalmazásokban is jól használhatóak az IKT területén már jól bevált biztonsági megoldások (azonosítási módozatok, biztonsági protokollok, titkosítási algoritmusok, digitális aláírási módszerek stb.). Ez azonban csak részben igaz, hiszen a beágyazott rendszerek jellegéből fakadó korlátokkal (pl. számítási kapacitás, tárhely, áramfelvétel) számolni kell. Szükség lehet tehát a már bevált és sikerrel alkalmazott biztonsági módszerek olyan irányú adaptálására, ami a fenti korlátokat figyelembe veszi. Egy jó példa erre az RSA helyett ECC, azaz elliptikus görbéken alapuló kriptográfia alkalmazása, amely sokkal tömörebb megvalósítást tesz lehetővé. Bizonyos esetekben azonban azzal is szembesülhetünk, hogy csak teljesen új, a beágyazott környezethez maximálisan alkalmazkodó biztonsági megoldások kidolgozása és használata biztosíthat jó megoldást. A jelenleg ismert, futó K+F projektek fókusza 

Kommunikációs sémák kialakítása a kontextushoz kapcsolódó információk kinyeréséhez autonóm szenzorok felhasználásával, központi irányítás nélkül (kontextus-tudatos adatcsomagok, amelyek továbbításuk útvonalán begyűjtik a környezet szenzorinformációit).

ArtemisH 2010.

46

STRATÉGIAI TERV   

  

Intelligens architektúrák, amelyek támogatják a különféle kontextus-információk, jellemzők begyűjtését és elemzését a komplex modellezés érdekében. Felfedezni, kiválasztani és végrehajtani az aktuális felhasználói kontextusnak megfelelő szolgáltatásokat. Olyan szolgáltatási platform kialakítása, amely támogatja a kontextus-tudatos beszéd- és adatalapú alkalmazások fejlesztését és működésbe helyezését a 3G mobilhálózatokon keresztül webes szolgáltatások formájában. Ágens-orientált architektúra fejlesztése az eszközök, szolgáltatások és ágensek kontextustudatossá válásának támogatásához a különféle intelligens terekben (pl. intelligens tárgyaló). A kontextus-tudatos mobilalkalmazások számára ágensalapú környezet kialakítása. A felhasználó tartózkodási helye alapján meghatározott kontextus-információkra épülő mobilalkalmazások fejlesztése.

A fő K+F kihívások a jövőben 



     

Kontextus észlelése: a mobileszközöknek észlelniük kell az ad-hoc hálózatokba kapcsolt különféle eszközöket és információforrásokat, s meg kell tudniuk állapítani, hogy az információs igények kielégítésére alkalmasak-e. A kontextus rögzítése és továbbítása: a szolgáltatások folyamatosságának fenntartásához, a kontextus-információk rögzítésének/továbbításának megszakításmentes elvégzéséhez az alkalmazásoknak folyamatosan kell tudni működni akkor is, ha a mobilkészülék hálózatot vált. Kontextus-adaptáció: a mobilalkalmazást különféle hardverplatformokon (asztali PC-től a mobiltelefonig) kell tudni futtatni, a manuális újrakonfigurálás igénye nélkül. Generikusabb módszerek szükségesek az önálló alkalmazkodásra képes, kontextus-tudatos alkalmazások fejlesztéséhez. Biztonsági kérdések kezelése, pl. felhasználó tartózkodási helyét illetéktelenek ne láthassák. Autonóm ágensek és multi-ágens rendszerek fejlesztése a kontextus-tudatos számítástechnika érdekében. Kontextus-tudatos otthoni alkalmazások fejlesztése, pl. mindent átható média és egészségügy terén. A kontextus-alapú ember–gép interakció keretrendszerének fejlesztése.

3.4.3 Stratégiai lehetőségek 3.4.3.1 Erősségek

Az infokommunikációs iparággal kapcsolatos nemzetközi versenyek, minősítések és elismerések Magyarország kimagasló reáltudományi és matematikai felkészültségét mutatják. Magyar diákok, kutatók, start-up-ok és technológiaintenzív vállalkozások értek el dobogós helyezést az infokommunikációs iparág legrangosabb innovációs versenyein, kiállításain. Az ismert eredmények alapján megállapítható, hogy algoritmus- és mesterséges intelligenciafejlesztés, valamint adat- és szövegbányászat terén szerepeltünk kiemelkedően. A vállalatokat érintő nemzetközi minősítések tekintetében a legnagyobb növekedési potenciál Magyarországon a navigációs szoftverek, a 3D-s vizualizáció, a mobilalkalmazások és az ajánlórendszerek („collaborativ filtering”) fejlesztése terén mutatkozik. Az elmúlt közel 10 évben Magyarország jelentős erőfeszítéseket és lépéseket tett annak érdekében, hogy az infokommunikációs technológiák (azon belül is a mobil- és háttér-intelligencia technológiák) terén komparatív előnyre tegyen szert. Az elmúlt 3 évben legalább 25 olyan alapkutatás jellegű projekt indult az OTKA programban, amelyek a következő 3-5 év infokommunikációs technológiáinak fejlődésével, fejlesztésével kapcsolatosak. Az OTKA-n belül kiemelt figyelmet kaptak a matematikai kutatások, amelyek várhatóan tovább erősítik majd a reáltudományokra épülő hazai kutatás-fejlesztési és üzletfejlesztési tevékenységeket is, mint például az algoritmus- és mesterséges intelligencia vagy a képalkotó technológiák fejlesztését. ArtemisH 2010.

47

STRATÉGIAI TERV

Az infokommunikációs technológiák témakörben az alábbi tématerületek élveztek prioritást     

3D-s képalkotás, szenzoreredmények értékelése, optimalizálás és modellezés különféle IKT alapú folyamatokhoz, digitális modellezés, digitális jel- és képfeldolgozás, algoritmusfejlesztés.

A magyar állam pályázati támogatással is igyekezett elősegíteni Magyarország bekapcsolódását az infokommunikációs technológiák fejlesztésébe. 2001 és 2009 között a magyar állam több mint 600 infokommunikációs tartalmú kutatásfejlesztési és innovációs pályázati projektnek ítélt támogatást, amelyek összértéke közel 40 milliárd forint. A következő 5 év technológiai fejlődését meghatározó FP7-es projektek A 2008 és 2009 között közel 50 olyan infokommunikációs témájú, nyertes FP7-es kutatás-fejlesztési projektbe kapcsolódott be Magyarország, amelyek hozzájárulhatnak az Európai Unió globális versenyképességének növekedéséhez az infokommunikációs technológiák terén. E projektek jellemzően az alábbi területekre fókuszálnak, amelyekben a magyar kutatók, fejlesztők – az eddig összegyűjtött információink alapján – többek között algoritmusfejlesztéssel, middleware szintű fejlesztésekkel és modellezéssel foglalkoznak:     

következő generációs adatátviteli technológiák és hálózatbiztonság, intelligens közlekedés, betegségmenedzsment és telemedicina, multimédiás technológiák fejlesztése (adattömörítés, P2P alkalmazások stb.), beágyazott rendszerek.

Több mint egy tucat hazai vezetésű FP7-es, infokommunikációs technológiák fejlesztésére épülő projekt indult el az elmúlt években, amelyek között meghatározó súllyal szerepelnek mobiltranzakciókkal, illetve 3D-s képalkotással kapcsolatos projektek. Hazai szabadalmak az infokommunikációs technológiák terén Az elmúlt 10 évben legalább 100 szabadalmat jelentettek be magyar kutatók vagy magyar tulajdonú cégek a mobiltechnológia, az adatbázis-kezelés, az algoritmusfejlesztés, az adatfeldolgozás, a multimédiás technológiák, illetve az informatika terén. Ugyanakkor várhatóan több százra tehető azon eljárások és fejlesztési eredmények száma az előbbi területeken, amelyek nem lettek vagy nem Magyarországon lettek szabadalmaztatva. Infokommunikációs technológiák fejlesztésével foglalkozó hazai tudományos műhelyek Közel egy tucat olyan tudományos műhely (pl. KKK, RET, akadémiai kutatócsoport stb.) működik és végez tudományos kutatásokat Magyarországon már több éve, amelyek az infokommunikációs technológiákhoz kapcsolódnak. E műhelyek egy része sikeresen bekapcsolódott az Európai Unió Kutatási Keretprogramjaiba is, így e műhelyek sokkal közvetlenebb módon férhetnek hozzá a legújabb tudományos eredményekhez és technológiákhoz. A nemzetközi tendenciák alapján az Európai Unióban a következő 10 évben jelentős szerephez jutnak majd a mobilizációt támogató technológiai fejlesztések, úgymint a „ubiquitous computing”-gal, a kontextus-tudatossággal és a környezeti intelligenciával kapcsolatos kutatás-fejlesztési és innovációs projektek. E „mainstream”-ben Magyarország aktív szereplő lehet az előbbi technológiákhoz kapcsolódó háttér-intelligencia és alkalmazások, valamint a prediktív előrejelzésen alapuló megoldások kutatás-fejlesztésében, amely területek olyan tudásból táplálkoznak, ahol jelenleg Magyarország komparatív előnnyel rendelkezik. 3.4.3.2 Kockázatok, akadályok

Ma minden innovációs mutatóban alacsonyan szerepel Magyarország, a kettős-gazdaság (dual economy) egyes jelei rajzolódnak ki. Az egyik oldalon állnak a nagy, külföldi tulajdonú, a nemzetközi ArtemisH 2010.

48

STRATÉGIAI TERV

termelésbe és kereskedelembe jól integrált vállalatok, amelyek gyakran az innovációs hálózatokhoz is kapcsolódnak, azonban ezek gyenge szálakon kapcsolódnak a magyar innovációs rendszerhez. A másik oldalon a kis és közepes vállalatok nagy tömege, alacsony hatékonysággal és innovációs képességekkel. Az innováció egyre költségesebb és bonyolultabb, miközben a piac egyre több innovációt és alacsonyabb árakat kíván. A technológiai nyomás helyett az ügyfél, illetve a piac húzóereje szabja meg a kutatási, fejlesztési irányokat. A magyar IKT szektor alacsony K+F teljesítménnyel rendelkezik, bár a keresleti és a gyártói piac erős, az olcsó és magas színvonalú munkaerő miatt vonzó volt a multinacionális cégek számára. Az elmúlt években ezek a cégek K+F központokat is kezdtek telepíteni (pl. Nokia, Ericsson, Siemens, Avaya, Philips). Magyarországon a különböző gazdasági szereplők (cégek, intézmények, együttműködést sok tényező hátráltatja. Két gátló tényező különösen is magyar gazdaság duális szerkezete, leginkább a multinacionális cégek elszigetelt működése. A másik szintén fontos tényező a gazdaságot bizalomhiány, és az ebből is fakadó rövidtávú szemlélet.

K+F műhelyek) közötti kiemelhető. Az egyik a csoportjának viszonylag erőteljesen befolyásoló

Európa egyre komolyabb mennyiségi és minőségi gondokkal küzd a magas IKT képzettségű munkaerő terén. A munkavállalók nagy része számára nemhogy a magas szintű, de még a legalapvetőbb számítástechnikai készségek is hiányoznak, ami nagymértékben akadályozza a vállalkozások versenyképes munkaerővel való ellátottságát. A magyar munkaerőpiacon is minőségi és mennyiségi informatikai szakemberhiány mutatkozik (elégtelen számú szakember, nem megfelelő képzettségi szintek, oktatási programok piac-és gyakorlatidegensége), ami hátrányosan érinti a vállalkozásokat. 2008-ban kb. 4800 IT-szakember hiányzott a hazai piacról, és a hiány évről évre növekvő tendenciát mutat. A szakértőhiány és az utánpótlás helyzete miatt Magyarország régiós versenyképessége tovább romlott a betelepülő fejlesztési központokért folytatott versenyben. 2006-ban és 2007-ben nagy multinacionális vállalatok (IBM, HP, Microsoft) többnyire Romániát választották. A vállalatok és a felsőoktatási intézmények közötti oktatási, kutatási és fejlesztési együttműködés megerősítésének kulcsa az egyetemek és főiskolák kezében van. A felsőoktatási intézmények nem várhatják el a vállaltoktól, hogy azok felkeressék őket, ha adott esetben a cégek még a kutatási együttműködésre alkalmas tanszék(ek) létezéséről sem tudnak. Ahhoz, hogy ez a helyzet megváltozzon, az egyetemeknek és főiskoláknak sokkal aktívabb marketing tevékenységet kell végezniük a vállalatok irányába. Meg kell ismertetni minden egyes szóba jöhető céget az egyetemi, főiskolai tanszéken folyó kutatásokról, és az együttműködésnek több lehetséges alternatíváját is fel kell vázolniuk. Az IKT szakember-utánpótlás mennyiségi és minőségi mutatói tovább romlanak, a szakemberhiány tovább nő. Az IKT szakemberek tudása nem a piaci igényekhez igazított, a gyártói technológiák gyors fejlődését nem képes követni, ezzel nem optimális, nem hatékony megoldások készülnek. A munkaerő mobilitása nem javul, az IKT képességek hiánya jelentős akadály a munkaerőpiacon. A válság miatt munkát vesztő szakértők tudása a gazdasági fellendülés időszakára elavul, tovább fokozva a szakemberhiányt. Az innováció és a fejlesztés nem válik a vállalati kultúra részévé, a versenyképesség nem javul, a cégek növekedési esélyei csökkennek. Az EU K+F programjaiba a magyar vállalatok, intézmények nem kapcsolódnak be, az Európai kapcsolatrendszer nem alakul ki. A távközlési szektor számára nincsenek elérhető K+F szolgáltatásfejlesztési programok. 3.4.3.3 Piaci trendek, jellegzetességek

Érték alapú jövőkép Az IKT szektor gazdasági súlya nő, a hazai össztermék 10%-ot meghaladó részé adja, „enabler” szerepén keresztül a lakosság, a vállalkozások és a közigazgatás egyre nagyobb hatékonyságot, költségmegtakarítást ér el. Az IKT szektor új munkahelyeket hoz létre, magasan képzett, jól fizető állásokkal. A képzésbe történő befektetések révén jelentős hazai és nemzetközi szolgáltató és fejlesztőközpontok jönnek létre, nagy hozzáadott értékkel, és jelentős export árbevétellel a régióból.

ArtemisH 2010.

49

STRATÉGIAI TERV

A mobilhasználat ugyanúgy részévé vált a mindennapi gyakorlatnak, mint pl. a golyóstoll; egyértelmű, hogy a mobileszköz mint infrastruktúra mennyire kényelmessé teszi a mindennapi életünket és elősegíti a gazdasági folyamatokat. A magyar mobiltech új médiaszektor kialakulása és hosszú tavú stabil fejlődése szempontjából a legfontosabb kérdés az, hogy létrejönnek-e nemzetközileg is versenyképes mobil- és új médiatechnológiákra épülő szolgáltatások, valamint ilyen termékek és szolgáltatások kifejlesztésére és piaci bevezetésére képes vállalkozások. 3.4.4 Alkalmazások és beágyazott technológiák

Az alkalmazások tématerület mindazon, a nevesített jövőkutató intézetek által meghatározott infokommunikációs technológiával kapcsolatos alkalmazásfejlesztési jövőképeket és megoldásokat takarja, amelyek nem közvetlenül az ember és gép közti interakcióhoz, valamint a szélessávú infrastruktúra fejlesztéséhez kapcsolódik. Önprogramozó szoftverek A szoftveralkalmazások intelligenciája a különféle (vizuális, szöveges, hang) tartalmak megértésén, elemzésén és az ez alapján generált logikus reakciókon túl egyéb tekintetben is meg fog nyilvánulni. Például olyan mesterséges intelligenciával felvértezett, intelligensen alkalmazkodó szoftverek fognak napvilágot látni, amelyek képesek lesznek a megfelelő működésükhöz szükséges új alkalmazásokat automatikusan létrehozni, a fellépő logikai inkonzisztenciákat korrigálni tudják, illetve képesek lesznek a saját kódolásuknak a megváltoztatásával a hardverváltozásokhoz alkalmazkodni. Tárhely alapú üzleti szolgáltatások Az elektronikus adatállományok elektronikus formában történő archiválására egyre nagyobb szükség van Magyarországon is, mind a növekvő adatmennyiség, mind a visszakereshetőség fontossága, valamint felhasználhatósági és elemezhetőségi szempontból is. Várhatóan egyre többféle formátumú állomány- és irattípus lesz integráltan kezelhető, s idővel a hosszú távú, maradandó elektronikus archiválást is biztosítani lehet majd. Holofonok A valós képi információk rögzítése és megjelenítése tekintetében is fejlődés előtt áll a vizualizáció. A holofonok a jövőben lehetővé fogják tenni, hogy 3D-s mozgóképeket rögzítsünk, vegyünk filmre. Lehetségessé fog válni az események, valamint emberek, gépek, állatok stb. mozgásának háromdimenziós felvétele és elemzése. Virtuális világok A valós világ és virtuális világok elemeit ötvöző virtuális világ alkalmazásokat egyre szélesebb körben, s már nem csak játékra fogják használni a jövőben. Nagyon sokféle alkalmazásban meg lesznek találhatók, s számos új lehetőséget fognak teremteni. Számítani lehet a jövőben többek között például a virtuális vállalatok térnyerésére (tényleges személyzetet és székhelyet nélkülöző, automatikus, s később intelligens mechanizmusokkal működtetett, többnyire webes felületen megjelenő vállalat), a virtuális valóság alapú tervező alkalmazások piaci megjelenésére (pl. valós objektum virtuális másának manipulálása), de gondolni lehetne akár a munkavégzést vagy egyéb tevékenységet segítő avatárok megjelenésére is. Távjelenlét A telejelenlét alkalmazások a közeljövőben elsősorban olyan specifikus alkalmazási területeken számíthatnak sikerre, mint a fejlett (komplexebb együttműködést lehetővé tevő) telekonferencia, a távoktatás és a távgyógyászat. A két vagy több végponton található egyének a fejlődő technológiának köszönhetően egyre több olyan funkciót tudnak betölteni, feladatot ellátni, amelyhez korábban személyes, együttes, közvetlen jelenlét volt szükséges. Például egy ilyen perspektivikus terület a távgyógyászat terén a távműtét: az orvos távolról vezérli a robotizált műtőszerkezetet, és műtét előtt esetleg távtanácsadás keretében konzultál a pácienssel.

ArtemisH 2010.

50

STRATÉGIAI TERV

Privacy Enhancing Technologies Korunk fejlődő információs és kommunikációs rendszerei egyre nagyobb adatforgalmat és adatcserét tesznek lehetővé. A felhasználók sokszor tudtukon kívül egyre több személyes adatot és információt továbbítanak, osztanak meg ezen rendszerek használata közben, amely visszaélésre ad lehetőséget. Ezt kívánják orvosolni a PET-ek (Privacy Enhancing Technologies): olyan infokommunikációs technológiák és rendszerek, amelyek a személyes információk és adatok nemkívánatos kezelését megakadályozzák az adatok kezelésének kiiktatásával vagy minimalizálásával, s eközben az információs rendszer hatékonyságát és funkcionalitását nem csökkentik. Lehetővé teszik ezáltal, hogy a személyes adatokat csakis törvényes és tisztességes célokra használhassák fel és a cél eléréséhez szükséges mértéknél jobban ne vehessék igénybe, s az alanyok rendelkezhessenek saját adataik megosztásáról, sorsáról. Cél tehát nem csak az adatok, hanem azok alanyainak a védelme is a visszaélések ellen. Egyéni szokásokra épülő célzott reklámozás A reklámozás fejlődése szempontjából fontos és perspektivikus irány a reklámok testre szabása, s nem csupán a célközönség jellemzőihez, hanem a reklámot éppen látó, halló, olvasó egyén egyedi személyes jellemzőihez és preferenciáihoz igazítása. A célzott reklámozás célja, hogy olyan termékekről és szolgáltatásokról juttasson el információkat az egyéni potenciális felhasználókhoz, amelyek érdeklődésre tartanak számot, illetve a reklám jellege is illeszkedjen az egyedi ízléshez. Ennek segítségével növelhető a reklámozás eredményessége és több termék/szolgáltatás találhatja meg gazdáját. Eszközök a kereskedelmi árbevétel növelésére A kereskedelmi láncok nagy hangsúlyt fektetnek az áruk polcokon való elhelyezésének a mikéntjére. Egy-egy „jól eltalált” kihelyezési struktúra ugyan csak akár néhány tized százalékos árbevétel-növekedést eredményez, ez azonban jelentős forgalom esetében már akkora összeg is lehet, amiért érdemes kifinomult műszaki megoldásokra áldozni. A különböző árú- és vásárlókövető technológiák (pl. videokamerás vagy RFID megoldások) lehetővé teszik a vásárlói szokások feltérképezését és megértését az egyes áruk vagy akár kölcsönhatásuk tekintetében, amiből már következik az árukihelyezés leghatékonyabb térbeli és időbeli struktúrája. A hasonló üzleti döntéseket segítő módszerek és az ezeket támogató eszközök a beágyazott rendszerek egy potenciális jövőbeni piaca. Egy további lehetőség ezen a területen belül a kihelyezett reklámok hatékonyságának a mérése, például arcazonosító vagy más video-alapú technológiák alkalmazásával (a reklámon töltött tekintet hosszának a mérése, a szemlélődő nemének meghatározása, gyerek vagy felnőtt megkülönböztetése a testmagasság alapján stb.). Mindezek segítségével növelhető a reklámozás eredményessége és több termék/szolgáltatás találhatja meg gazdáját. Épületen belüli pozicionálás A nyitott térben történő helymeghatározás és navigáció (elsősorban GPS) mára elterjedt technológia, kevéssé ismert és használt azonban az épületen belüli pozicionálás. A műholdas vételt leárnyékoló falak között elsősorban kétféle hely-, illetve pozíció-meghatározás ismert. Az egyik a mobiltelefon cellainformációira épít, amely alapján azt lehet meghatározni, hogy éppen melyik épületben tartózkodunk (helymeghatározás). A másik terjedőben lévő lehetőség az épületen belüli tartózkodási helyünk, pozíciónk pontos meghatározását szolgálja szenzorrendszerek, többnyire RFID (rövid hatósugarú rádiós azonosítás) segítségével. Egy további lehetséges technológia az épületen belüli személy- és tárgykövetés megvalósítására a videókép-tartalom analízise (Video Content Analysis, VCA). A fenti technológiák olyan alkalmazásokat fognak lehetővé tenni, mint például orvosok kórházon belüli pillanatnyi tartózkodási helyének megállapítása, otthon tartózkodó egyének nyomkövetése a lakásban (pl. rosszullétre utalhat, ha 3 órája a mosdóban van), üzletekben, kiállításokon és irodaházakban történő navigálás stb. A személykövető, a személyazonosító (például beléptető rendszer) és a videó alapú biztonsági rendszerek integrálásával az egyik ArtemisH 2010.

51

STRATÉGIAI TERV

távlati cél lehet az épület szintű személyazonosság-követés megvalósítása is, amely révén például nemcsak azt láthatjuk egy biztonsági kamera képén, hogy valaki van a képen, hanem rögtön az is megjelenik, hogy ki a látható személy. NFC A technológia alkalmazásba ültetését követően nem lesz szükséges lakáskulcsot hordani magunkkal, mert mobiltelefonunk segítségével belépést nyerhetünk majd otthonainkba vagy egyéb épületekbe. A beléptetés az RFID egyik továbbfejlesztésére, a közeltéri kommunikációs eszközök családjába tartozó NFC technológiára fog építeni, amely meghatározott fizikai közelségbe kerülve, a készülék vezeték nélküli módon azonosítja felhasználóját, s ezáltal lehetővé teszi beléptetését. Az NFC-nek köszönhetően a mobiltelefonokat hiteles fizetőeszközként is lehet majd használni. A rövid hatósugarú rádiós kommunikáció segítségével elegendő lehet mobiltelefonunkat „lehúzni” az érzékelőnél ahhoz, hogy vásárlásunk ellenértékét kiegyenlítsük. Gépi fordítás A jövőben a valóság vizuális, hangalapú és egyéb információinak egyre szélesebb körét fogják virtuális valóság alkalmazásokba integrálni. A virtuális valóság alkalmazások egy részének célja, hogy a valós térben található objektumokat, élőlényeket, tájakat, eseményeket stb. virtuális térbe átültesse, megalkossa és megjelenítse azok virtuális (kép)mását (pl. táj, tárgy, épület, emberi közösség virtuális világba ültetése egy virtuális „másolat” létrehozásával). A jövőben a valóság leképzését biztosító technológiák fejlődésének köszönhetően egyre élethűbben fogják tükrözni a valóságot, s ennek köszönhetően számos, a valóságra építő modellezési, tervezési, szórakoztatási és egyéb feladatot fognak tudni ellátni. Távvezérlő rendszerek Könnyebbséget és új élményeket hozhat az emberek életében a jövőben a médiacsatornák és elektromos eszközök összekapcsolása és optimális kiválasztása, amelynek keretében megvalósulhat a multimédiás és egyéb elektromos (pl. háztartási, biztonsági) eszközök egységes hálózatra kapcsolása, egységes vezérlés megvalósításával, mindig az adott eszköz és a felhasználó által támasztott igények (pl. sávszélesség) és tartózkodási hely alapján a legjobb kommunikációs csatorna (pl. WiFi, WLAN, mobil stb.) igénybe vételével. (Lehetővé válhatna például számunkra, hogy hideg időben egy mobileszköz segítségével egyszerre vegyük feljebb a fűtést, kapcsoljuk be a teavíz-forralót, engedjünk egy kád forró vizet automatizált csaptelepünkön keresztül, s mindehhez kellemes háttérzenét is igényeljünk, s közben VoD alapon fürdőszobai televíziónkra megrendeljük a legfrissebb időjárás előrejelzést stb.). Augmented reality A valóság és virtuális tér összefonódásának egyik fontos tényezője lesz az „augmented reality” alkalmazások térnyerése, vagyis a virtuális valóság alkalmazások valós térbe való integrálása, valós térre történő rávetítése. Olyan alkalmazások fognak például lehetővé válni és elterjedni, mint egy tervezett épület valós helyszínen történő virtuális megtekintése, középkori csatajelenet végignézése a mohácsi mezőn stb. A technológia jelenlegi fejlesztései elsősorban a fejre helyezhető kijelzők (3D-s szemüvegek) segítségével igyekeznek a virtuális képeket rávetíteni a valós térre. Önvezérlő járművek Az információs és kommunikációs technológiáknak már ma is széles körét alkalmazzák a közlekedés különböző típusainak biztonságosabbá tételében. A közúti közlekedésben megtalálható egyes autók már ma is képesek arra, hogy automatikusan tartsanak egyszerre követési távolságot, sebességet, a sávban tartsák az autót, figyelmeztetéseket generáljanak veszélyes helyzetekben, s segítsenek a fékezésben stb., de távol van még a jövőben az önmagukat teljes mértékben irányítani képes autók megjelenése. Egy közelebbi lehetőség lehet a járművek automata sebességkorlátozása: az autók az utak mentén elhelyezett szenzorok, rádiós node-ok segítségével maguktól fel fogják tudni ismerni az éppen

ArtemisH 2010.

52

STRATÉGIAI TERV

megengedett legnagyobb sebességet, s elektronikájuk meg fogja tudni gátolni, hogy ennél gyorsabban haladjanak. Légszennyezettség mérés Az infokommunikációs technológiák számos tekintetben hozzá tudnak járulni a környezet aktív (pl. energiafogyasztás-csökkentés) vagy passzív (pl. figyelemfelhívás) védelméhez. A környezettudatos életmódot és a légúti megbetegedések csökkentését segítheti elő a jövőben, ha az egyes emberek pontos képet kaphatnak környezetük, városuk vagy éppen aktuális tartózkodási helyük valós idejű légszennyezettségéről. Ennek egy megvalósítási lehetőségét a légszennyezettséget monitorozó chipek személyes eszközökben történő elhelyezése testesítheti meg. Már ma is léteznek olyan kísérleti mobileszközök, amelyek képesek bizonyos légszennyezettség-paraméterek érzékelésére, s azokat automatikusan továbbítani tudják egy térképes megjelenítést biztosító alkalmazásnak. Automatikus esemény-felismerés Az audio-vizuális tartalmak elemzésére alkalmas jelfeldolgozó módszerek fejlődésének köszönhetően gépeink a jövőben környezetük egyre többféle paraméterét, jellegzetességét, eseményét lesznek képesek felismerni, értékelni és mindez alapján következtetéseket levonni, esetleg intézkedéseket foganatosítani. A számítási kapacitás folyamatos fejlődése mostanra érte el azt a szintet, ahol lehetővé vált a mozgóképek, például biztonsági kamerák képeinek a valós idejű analízise. A már zajló kutatások révén várhatón hamarosan megvalósulnak azok az algoritmusok, amelyek lehetővé teszik a veszélyes vagy gyanús helyzetek automatikus gépi felismerését és kezelését. A mesterséges intelligencián alapuló rendszerek képesek lesznek megtanulni és felismerni a különféle okokból előálló helyzeteket, és akár automatikusan beavatkozni a helyzet következményeinek mérséklésére vagy elkerülésére. Már most láthatunk hasonló alapokon működő ütközés-felismerő rendszereket autókban, de léteznek piaci termékek például otthagyott csomagok észlelésére reptereken vagy komplex video-alapú kültéri behatolás jelzők. Ezen utóbbiak tipikusan kritikus infrastruktúrák (például erőművek, csővezetékek, olajfinomítók, vagy repülőterek) környezetét vagy határait – azaz a kerítést – figyelik, és jeleznek, ha behatolást vagy valaki közeledését észlelik. Telemedicina A fejlett technológiák azonban nemcsak a veszélyes környezeti helyzeteket, hanem az egészségi állapot változására utaló jeleket is képesek lesznek automatikusan felismerni, s később adott esetben kezelni is. Egy, már napjainkban is dinamikusan fejlődő terület az egészségi állapot távoli monitorozása és a gyógyulás távoli elősegítése. A modern technológiák egyre többféle vitális paraméter mérésére és különféle rosszullétre utaló jelek felismerésére alkalmasak, s már ma a távoli beavatkozás, rehabilitáció és egyéb gyógyuláselősegítő szolgáltatások különféle megvalósítására adnak lehetőséget. 3.4.5 Szakterület specifikus igények

Politikai stabilitás, konszenzus A politikai stabilitás szinte az élet minden területére hatással van. Az IKT és új média területek fejlődésére a tervezhetőség tekintetében meghatározó a hatása: a hosszú tavú stratégiai célkitűzések kialakítását és a stratégiai célkitűzések megvalósítását szolgáló cselekvési programok végrehajthatóságát befolyásolja. Politikai stabilitás hiányában a rendelkezésre álló erőforrások elherdálódhatnak pillanatnyi népszerű intézkedések finanszírozására és átgondolatlan fejlesztésekre. A gazdasági helyzetet meghatározó mértékben befolyásolja a politikai stabilitás. Ez a tény közvetve kihat az IKT és új média megoldások fejlődésére és elterjedésére. Pénzügyi szabályozás áttekinthetősége

ArtemisH 2010.

53

STRATÉGIAI TERV

A pénzügyi túlszabályozottság sokat kárhoztatott tényező a KKV-k versenyképessége tekintetében. A magas járulékokkal terhelt bonyolult adózási rendszer és a pályázati rendszerre jellemző bürokrácia egyaránt hátráltatja a KKV szektor K+F+I tevékenységet. Hosszú távú K+F+I stratégia, fókuszált K+F+I támogatások A K+F+I tevékenységet végző vállalatok, kutatóintézetek a stratégia alapján tisztában vannak a „játéktér nagyságával és a játék szabályaival”. A konzisztens és következetes hosszú távú stratégia megléte elősegíti a szektor érintettjeinek tervezését, így nemcsak a gyors árbevételt eredményező, alacsonyabb innovációs tartalmú tevékenységekre fókuszálnak, hanem egyre nagyobb hangsúlyt tudnak fektetni a hosszabb távon megterülő, ám idővel nagyobb haszonnal kecsegtető, magas K+F+I tartalmú tevékenységekre. Az IKT területet érintő K+F+I támogatások hatékonyabb megterülését eredményezheti, ha a K+F+I támogatások fókuszáltan kerülnek meghatározásra, s a fókuszterületek beazonosítása hasznosulási és eredményszemléleten alapul; azaz a legnagyobb komparatív előnnyel, K+F+I potenciállal, legjobb hasznosítási lehetőséggel rendelkező területekre helyezik a hangsúlyt. Amellett, hogy a fókuszált K+F+I támogatások elősegítik a K+F+I eredmények hasznosulását, az államigazgatásnak hivatkozási alapot adnak a „játéktér” belátható mértékű „szűkítésére” is, ami elősegíti az erőforrások hatékony felhasználását. A K+F+I tevékenység alapja lehet a nemzetközileg is versenyképes magyar mobilmédia termékek és szolgáltatások létrejöttének. A kutatás-fejlesztési és innovációs tevékenység körébe sorolható minden olyan tevékenység, amelynek eredményét a tevékenységben részt vevő saját maga felhasználhatja új, innovatív termékek létrehozásához és szolgáltatások nyújtásához. A K+F+I eredmények hasznosulása alatt azt értjük, hogy a kutatás-fejlesztési periódus lezárulást kivetően vagy még a K+F+I tevékenység időtartama alatt, a K+F+I eredményeket konkrét termékek és szolgáltatások létrehozásához használjak fel. A K+F+I tevékenység hatása marginális, ha az eredmények hasznosulása nem történik meg. A K+F+I eredmények üzleti hasznosulása rendkívül sok tényezőtől függ, melyek közül kiemelkedő szerepet játszik, hogy sikerül-e megtálalni azokat a fókuszterületeket a hazai K+F+I tevékenységnek, amelyeken tényleges esély mutatkozik az eredmények hasznosulására. Frekvenciahasználati lehetőségek Az új mobil adatátviteli technológiák (pl. LTE) új frekvenciatartományok használatát igénylik, emellett fontos szerepet játszanak a mobil adatátviteli szolgáltatások területén, a szabadon használható frekvenciatartományok (ún. white space-ek) is. A frekvenciagazdálkodás állami feladat, az egyes technológiák által igenyelt frekvenciatartományok használatának lehetősége állami döntéstől függ. A mobil adatátviteli infrastruktúra fejlődésére ezért jelentős hátast gyakorol, hogy az állam milyen stratégiát követ ezen a területen, és mikor születnek meg a mobiltechnológián alapuló új szektorokat érintő döntések. Adatvédelem Kérdés, hogy hol a határ a személyes adatainknál, amelyeket mobileszközeink „kiadhatnak rólunk”. GPS- vagy mobilhálózat-alapú helymeghatározás területén akadnak már most is a felhasználok helyzetét alapul vevő szolgáltatások (pl.: dugófigyelés). Technológiailag elképzelhető, hogy nem is sokára mobileszközünk segítségével aktuális térbeli helyzetünk pontosabban meghatározható, amely felveti a kérdést: mennyire szeretnénk magunkról kiadni ezt az információt? Bankkártya, fizetőeszközök, fogyasztói szokásaink megfigyelésére is használható eszközök: ha pontosan lehet tudni, hogy pl. vásárláskor milyen termékeket részesítünk előnyben, könnyebben befolyásolhatóak vagyunk, célzottabb marketingcsatornát biztosítunk a forgalmazok fele, de kevesebb az esélyünk a váltásra, más megismerésére. Ezért a mobiltechnológián alapuló új alkalmazások szempontjából döntő a mobileszközökön létrejövő szolgáltatási modellek adatvédelme iránti bizalom.

ArtemisH 2010.

54

STRATÉGIAI TERV

Ma a mobileszközök adatvédelmét illetően viszonylag pozitív a közvélekedés. Várhatóan azonban az egyes kirívó, személyes adatokkal való visszaélésről szóló esetek kapcsán keletkező médiavisszhang hatására egyre inkább irreális félelem és bizonytalanság fogja meghatározni a közvélekedést a mobileszközök adatvédelméről. A felhasználói tudás a küszöbön álló szolgáltatásokhoz kapcsolódó valós adatvédelmi dilemmákról egyébként is nagyon alacsony szintű. E nélkül pedig nem tud kialakulni megfelelő hozzáállás, amely a valódi kihívásokat felismeri és kezeli, miközben a használatot megengedi és támogatja, azaz egyéni identitáskezelést tesz lehetővé, és biztosítja a személyes adatok feletti önrendelkezést a felhasználó számára. A felhasználok érdeke, hogy különböző adataikhoz tudtukkal és jóváhagyásukkal, célhoz kötötten hozzáférést adhassanak. Ehhez az egyénnek tudnia kellene, hogy milyen lehetőségekhez, szolgáltatásokhoz juthat hozzá, illetve ezek milyen adatvédelmi kockázatokat rejtenek, rejthetnek számára. KKV-k lehetőségei a mobil IKT termékek és szolgáltatások versenypiacán Az IKT, mobiltermékek és alkalmazások piacán a verseny erőssége befolyásolja a KKV-k lehetőségeit, a K+F+I eredmények hasznosulását és nemzetközileg is versenyképes mobilmultimédia termékek és szolgáltatások létrejöttet. A mobiltechnológián alapuló új médiaszolgáltatások most vannak kialakulóban, ami együtt jár új piaci szegmensek megjelenésével. Egyelőre a szolgáltatások területén alacsonyak a belepési korlátok, ami esélyt ad arra, hogy kis- és közepes méretű vállalkozások is megjelenjenek termékeikkel és szolgáltatásaikkal ezeken az új piacokon. Tekintettel arra, hogy ezek a szolgáltatások és termékek többsége új technológiák alkalmazásán alapul, tág lehetőség nyílik K+F+I eredmények hasznosítására induló mikrovállalkozások számára is. A KKV-k lehetőségei ebben a szegmensben elsősorban attól függnek, hogy kialakul-e intenzív verseny a szolgáltatások piacán, valamint attól is, hogy a KKV-k működését mennyiben segíti vagy akadályozza a hazai pénzügyi szabályozás. Társadalmi szakadék, digitális írástudás A gazdasági válság következtében, a létminimumon élők számának növekedésével, valamint az öregedő társadalom következtében a mobiltechnológián alapuló új alkalmazások és szolgáltatások fejlesztésekor figyelembe kell venni ezeket a változási tendenciákat. A szociálisan leszakadtak számára a mobiltelefon lehet az egyetlen eszköz, melynek segítségével hozzáférhetnek információkhoz, szolgáltatásokhoz, lehetőségekhez, mely megállíthatja további leszakadásukat. A mobiltechnológián alapuló új alkalmazások fejlesztésénél figyelembe kell venni e rétegek sajátosságait, igényeit. A társadalom öregedése azt eredményezi, hogy a népességen belül megnő az idősek aránya. Ennek a változásnak egyszerre lesz keresletcsökkentő és -növelő hatása a mobiltechnológián alapuló új termékek és szolgáltatások piacára. Az inaktív népesség arányának növekedésével a munkavégzéshez kapcsolódó mobiltechnológián alapuló új termékek és szolgáltatások iránti kereslet csökken, az időskorúak által igénybe vett termékek és szolgáltatások iránti kereslet nő. Növekedhet a szabadidő eltöltéshez kapcsolódó mobiltechnológián alapuló új termékek és szolgáltatások iránti kereslet is, ennek mértéke azonban attól függ, hogy a társadalom öregedése együtt jár-e vásárlóerő csökkenésével. Az új technológiák fejlesztésekor és bevezetésekor hazánk esetében figyelembe kell venni, hogy a lakosság jelentős része, különösen az időskorúak, digitális analfabéta. Ezért olyan interfészek kialakítására célszerű törekedni, amelyek használatát a felhasználó könnyen elsajátíthatja, s a működtetés nem okoz különösebb bonyodalmat neki. Ha a felhasználói célcsoport megismeri, hogy milyen haszna származhat az új technológia igénybevételéből, várhatóan sokkal nyitottabb lesz rá. Szabványosítás A mobiltelefon-készülékek, kiegészítők, töltők, operációs rendszerek kavalkádja, technológiák túlburjánzó párhuzamossága a verseny szülte kaotikus negatív helyzet mintapéldánya. Az erősen széttagolódott és kompetitív mobilpiacon a klasszikus szabványosítás nem volt és

ArtemisH 2010.

55

STRATÉGIAI TERV

egyelőre nem is a járható út. Azonban az alkalmazásokat érintő területen a közeljövőben mégis jelentős előrehaladás lesz tapasztalható: a mindenki számára elérhető és a telefonokon nem csak gyártok szerinti megoszlásban futtatható technológiák (flash, android/oha) megjelenése, amelyek képesek a készülékek sokféleségéhez is alkalmazkodni és elterjedni, hatása a szabványosításhoz hasonlítható. Az Apple iPhone megjelenése óta létező „application store” modell eredményeiben szintén egy mobilalkalmazásokat érintő szabványosításhoz hasonló. Sikere teljes, 2010-re minden jelentős mobilplatformnak része lesz egy hasonló megoldás. A szabványosítás eredményeként az innovatív fejlesztések is felgyorsulnának, hiszen a szabványosítással a kreatív fejlesztő műhelyeknek is megérné a „fejlesztési versenybe” beszállni.

4 Nemzeti ES stratégia 4.1

A nemzetközi fejlődés hazai műszaki-gazdasági hatása (SWOT)

Az európai ARTEMIS kezdeményezés végeredményeképpen a nemzetközi hatások a magyar beágyazott megoldás- és alkalmazásfejlesztő piacot egyaránt befolyásolják. Az új tervezési paradigmák jelentős elmozdulást jelentenek a hagyományos tervezési technológiákhoz képest egyúttal a beágyazott rendszerek tervezésének belépési küszöbét az új műveltség birtoklói számára alacsonyabb szintre helyezik. Egyúttal az élvonalbeli technológiák lehetőséget és kényszert is teremtenek. A jelen alfejezetben elsőként a korábbi fejezetekben ismertetett egyes iparági elemzések (ezen belül az azokba ágyazott SWOT analízis) eredményeit összefoglalva áttekintjük az új nemzetközi kontextusban a hazai beágyazott rendszerek iparág erősségeit és gyengeségeit, valamint a kínálkozó lehetőségeket és a fejlődésre leselkedő veszélyeket. 4.1.1 Erősségek

Ma elmondható, hogy a magyar akadémiai szektor tudása megfelel az európai élvonalnak, különösen a gazdaságpolitikai szempontból kiemelt területeken. 



  



Számos olyan originális szellemi termék van a beágyazott rendszerek jelenlegi gyártmányspektrumán kívül is, amely egy hatékony innovációs láncba kapcsolódva viláhgszínvonalú terméket eredményezhet elsősorban a réspiacokon. Rendkívül erős az az akadémiai tudásanyag, amely a tisztán tudományos piacon nemzetközileg befogadott és versenyképes, de a klasszikus tervezési metodikák mentén még nem integrálódhatott beágyazott termékekbe. Ilyen kiemelt erejű akadémiai eredmények vannak például: o a beágyazott alkalmazások intelligenciáját szolgáltató algoritmika (például jelfeldolgozás, szabályozástechnika, mesterséges intelligencia, bioinformatika stb.) o valamint a hatékony tervezési-ellenőrzési-megvalósítási folyamatba ágyazott elméletileg is igényes megoldások területén (például hibatűrő rendszerek elmélete, szoftvertesztelés, karbantartás és modell alapú refaktorálás, adatbiztonság, mobil alkalmazások). Több hazai kutatóhely, innovatív KKV részese a beágyazott rendszerek területén az élvonalbeli nemzetközi megújulási trendnek. Számos nemzetközileg is versenyképes beágyazott rendszerekkel foglalkozó KKV létezik a nemzetközi ipar szövetébe integrálva. A hazai egyetemi oktatásban a korábbiak során az egzakt, matematikailag is megalapozott gondolkodásmód különösen a műszaki és természettudományi oktatás területén erős volt, azaz az informatikán kívül is nagy létszámban állnak rendelkezésre olyan szakemberek, akik az új technológia befogadására kellő képzés segítségével képesek lehetnek. Néhány területen az oktatásunk tradicionálisan élvonalbeli (pl. jelfeldolgozás, folyamatszabályozás, bioinformatika), továbbá a magyar felsőoktatás néhány területen kellően

ArtemisH 2010.

56

STRATÉGIAI TERV



hamar reagált a nemzetközi ipari trendekre (pl. a formális módszerek oktatása a BME-n 1997ben kezdődött, majd a műszaki informatika közös képzési követelményének része lett. Ez az ISO 26262 bevezetése óta hiányszakma a teljes nyugat-európai autóiparban). Így néhány helyen versenyelőnyünk van. A hazai informatikai kultúra esetében az adaptivitás és ötletesség kényszere az innovatív cégek esetében jelentős megújulási potenciált hordoz.

4.1.2 Gyengeségek

Az új technológiák befogadását akadályozó főbb gyengeségek az alábbiak: 











 



Az új technológiák mögötti már létező elemek hazai elterjedtsége (a nagy nemzetközi vállalatok hazai fejlesztési laboratóriumai kivételével) minimális, sőt az ilyen technológiák alkalmazásának szükségessége sem tudatosult. Az innovációs ökoszisztéma az ARTEMIS NTP és az olyan társadalmi szervezetek, mint a MATE, vagy az IVSz Elektronikai Szakosztálya, ill. az NJSzT BEAM kivételével csak adhoc; A hazai ipari kultúra és a szakemberek felkészültsége rendkívül széles spektrumon szór. Az élvonalbeli, a globális piacokra is fejlesztő illetve termelő cégek esetében színvonaluk meghaladja az európai átlagot; míg számos kis- és közepes vállalkozás 10-15 évvel ezelőtti tervezési és implementációs színvonalra ragadt be. A felsőoktatásban a bolognai folyamat kapcsán jelentős színvonalesés következett be, sőt egy a perspektivikusan hasznosítható ismereteket kiszorító trend eredményeképpen a ma kikerülő frissen végzett szakemberek felkészültsége gyengébb, mint a nyugat európaiaké. Az új technológiákra átállás még fokozatos bevezetés mellett is jelentős ráfordítás- és tőkeigénnyel jár. A tervezés és implementáció eszközeinek egy része ugyan szabadon hozzáférhető, de a professzionális eszközök árát a nyugat európai specialista bérekhez igazítva az általuk elérhető nyereséggel arányos módon állapítják meg, így azok elsősorban a hazai KKV-k esetében elérhetetlenek. A fejlődéssel kapcsolatos stratégiai és operatív információk késve jelennek meg hazánkban, hiszen például a de facto ipari szabványosítási folyamatban a hazai képviselet jó esetben is csak esetleges. Ez az adaptációs folyamatban év nagyságrendű késleltetést eredményez. Az átvevői oldalon számos esetben kultúrahiány is van (például a kritikus rendszerek szabványosságát tanúsító intézményhálózat illetve végátvevői kultúra kiforratlan). A beágyazott ipar döntő módon egy-egy alkalmazási területre specializált és kevés az alkalmazások kivitelezésére vállalkozó „beágyazott rendszerépítési fővállalkozó” dacára annak, hogy a tisztán informatikai alkalmazások környékén ez bevett gyakorlat. Kevés a hazai iparnak a korszerű technológiákhoz kapcsolódó specializált szolgáltatásokat nyújtó KKV, így a jelenlegi fejlesztési kultúra egy-egy alkalmazásfejlesztőnél dominánsan belterjes.

4.1.3 Lehetőségek

A várható új környezetből fakadó fő lehetőségek az alábbiak: 



A beágyazott rendszerek alkalmazásainak fejlesztésébe közvetlenül is bekapcsolódhatnak a végfelhasználói terület specialistái a specifikációtervezés fázisában. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy amennyiben egy nem informatikai terület specialistája formalizáltan meg tudja fogalmazni originális ötletét, ez bejáratot jelent a beágyazott rendszer formájában történő megvalósításra. Ez lényegesen szélesebb alkalmazási spektrumot jelent a hazai beágyazott ipar esetében. A beágyazott rendszerek nyújtotta intelligencia lehetőséget teremt arra, hogy a meglevő infrastruktúrát ne teljesen az alapoktól kezdve kelljen korszerűsíteni, hanem „pótlólagos” elektronizálással közel európai színvonalúra lehessen emelni (sikeres példája ennek a GySEV-

ArtemisH 2010.

57

STRATÉGIAI TERV



nél megvalósított beruházás, amelyben a régi relés vasútbiztosító berendezéseket megtartva azok fölé egy korszerű szolgáltatásokat megvalósító rendszer került). Abban az esetben viszont, hogyha egy originális ötlet a beágyazott rendszereknek valamely részfunkciójához kapcsolódik és nagyobb piac számára releváns, az új szabványintegrációs lehetőségek miatt nagyobb globális piacon lesz elhelyezhető.

4.1.4 Veszélyek 







4.2

A tervezés és implementációs technológia egységesedése a meglevő tudásvagyon illetve termékskála ehhez való adaptálását igényli különben a hazai alkalmazásfejlesztő ipar a költség, rugalmasság, globális piacra jutás új lehetőségének elmaradásával versenyhátrányba kerül. Az új kultúra széleskörű bevezetése nélkül a tradicionális tervezési-implementációs kultúrák leértékelődése miatt az informatikai ipar elveszíti versenyképességét (aminek ma egyik oka a nyugat európaihoz képesti bérelőny) az automatizálás ugyanis a termelékenység növekedéssel a manufakturális jellegű tervezésimplementációs tevékenységeket alacsony bérszínvonal mellett is versenyképtelenné teszi, valamint a minőségi versenyből egyszerűen kiszorítja. A nemzetközi szabványosítás a folyamatokban a legjobb nyugati gyakorlatot teszi kötelezővé, amelyre a hazai csúcsszintet képviselő vállalkozások kivételével nincs meg sem a kellő háttér technológia, sem pedig a felkészültség. Ez rohamos piacvesztést jelenthet még a hazai beszállítói ipar esetében is. A hazai beruházások mindinkább importfüggővé válnak nemcsak a magas technológiák vonatkozásában, hanem az azok adaptálásában és alkalmazásához szükséges tevékenységekben is. Alapfeltételek

A fejezet célja azon alapvető humán infrastruktúrát fejlesztő feltételek összefoglalása, amelyek lehetővé teszik a stratégiai célok megvalósítását. Ezek például technológiai adaptáció esetén a fogadókészség megteremtése (szabványismeret, tanúsítás, oktatás), amelyet az alapképzés illetve továbbképzés szervezeti kereteibe kell illeszteni. Hasonlóan a kutatási tevékenység esetében, a réspiacok feltárása és a kutatási eredmények termékké fejlesztése is igényel beágyazott rendszerek szempontjából specifikus elemeket. A beágyazott rendszerek hazai hátterében nemcsak a technológia, hanem az azok alkalmazásához szükséges tudás is széttagolt és messze nem beszélhetünk innovációs ökoszisztémáról. Az 1. ábrán látható módon erős kutatási háttér van a beágyazott rendszerek általános és alkalmazási terület specifikus algoritmikája és módszertana területén.

ArtemisH 2010.

58

STRATÉGIAI TERV

1. ábra A rendszerek implementáláshoz szükséges technológiák és metodikai ismeretek a nagy nyugat európai céges magyar fejlesztőterületein a vállalati kultúra részeként, de zártan jelennek meg; ugyanakkor alig vannak egy-egy speciális technológiához vagy feladathoz szükséges alvállalkozóként behívható szolgáltatások. Feltétlenül szükséges ennek alapján, hogy a nemzeti stratégia részeképpen az új technológiák fogadási kultúráján túl koncentráltan megjelenjenek a tudás és a technológia intézményi formái. Ennek érdekében a következő lépéseket javasoljuk: 

   

Az ARTEMIS nemzetközi technológiai platform állandósított formában való létrehozása, amely a jövőben nemcsak a beágyazott iparon belüli koordinációt kell, hogy ellássa, hanem a potenciális alkalmazói területek NTP-jének, klasztereinek és egyéb fórumainak közvetlen bevonását is célul kell, hogy tűzze. Az akadémiai elméleti és alkalmazástechnikai tudás koncentrálására egy országos tudásintegráló központ létrehozása. A beágyazott rendszerek iskolarendszerű és továbbképzési formáinak megújítását; A nem informatikus területi alkalmazások létrehozását támogató „beágyazott rendszerépítészi” irodahálózat kialakítása. Az egyes speciális technológiákhoz és metodikákhoz kapcsolódóan high-tech szolgáltató KKV-k létrehozása.

4.2.1 Emberi tényezők

Tartós gazdasági növekedést csak értékteremtéssel, hasznos, eladható, lehetőleg nagy hozzáadott értéket képviselő termékekkel és szolgáltatásokkal lehet elérni.

ArtemisH 2010.

59

STRATÉGIAI TERV

Az eredeti értékteremtés vagy a hozzáadott érték megteremtésének legfontosabb szükséges, de nem elégséges feltétele az alkotó ember. Alkotni csak művelt, tehetséges, intelligens, kreatív és innovatív ember tud. Stratégiai cél, hogy egy országban minél több alkotó ember legyen. (Sok egyéb feltétel is kell az alkotáshoz, pl. kitartás, szorgalom, együttműködési készség, nyelvtudás, de a fent felsoroltak a legalapvetőbb személyhez kötött feltételek. Az alkotáshoz természetesen megfelelő külső feltételek, körülmények is szükségesek.) A mindenkori kormányzatnak mindent meg kell tennie, hogy  

1. felkutassa, felszínre hozza a tehetségeket, a kiváló adottságokkal rendelkezőket, és megfelelően kiművelje őket, továbbá 2. megfelelő körülményeket, feltételeket teremtsen az alkotó, értékteremtő munkához az egyén és a közösség együttes boldogulására.

Az 1. pont teljesítésének intézményes rendszere az iskolarendszer, vagy általánosabban az oktatási rendszer (beleértve a továbbképzési, felnőttképzési rendszereket is), amelynek gazdája, irányítója az oktatási és művelődési miniszter, vagy régebbi, összefoglaló nevén a kultuszminiszter, illetve kultusztárca. A 2. pont már több miniszteriális intézmény fennhatósága alá tartozik, úgymint gazdasági, pénzügyi, jogi tárca, de közvetett módon a többi minisztérium is érintett a feltételrendszer kialakításában. A továbbiakban elsősorban az 1. pont teljesítésének lehetőségeire koncentrálunk. Műveltség Ezt a legkönnyebb tanítani és mérni. Nem véletlen, hogy az iskolák főleg erre helyezik a hangsúlyt, ennek a módszertana van a legjobban kidolgozva, ezen a téren lehet a legkönnyebben mérhető, látványos eredményeket elérni. Az utóbbi egy-két évtizedben a lexikális tudás fölöslegességét (hibásan) hangsúlyozó oktatáspolitika hatására csökkent a tanulók, diákok általános műveltsége, egyes területeken pedig szinte katasztrofálisan gyengévé vált. A mérnökutánpótlás számára létkérdés, hogy az általános és középiskolákban megismertessék és lehetőleg megszerettessék a tanulókkal a természettudományos és műszaki tárgyakat (elsősorban a matematikát, fizikát, kémiát, biológiát, számítástechnikát, informatikát), és megismertessék velük ezen tárgyak alapjait. E nélkül nem fognak mérnöki pályára jelentkezni az egyébként tehetséges diákok, vagy ha igen, a főiskolák, egyetemek nem lesznek képesek pótolni azt a tudást, amelyet a közoktatásnak kellett volna megadnia. Tehetség A tehetség olyan veleszületett adottság, amely képessé teszi az embert bizonyos dolgok elvégzésére másoknál sokkal jobban, könnyebben, elegánsabban, szebben, és amely adottság egyes emberekben jobban, másokban kevésbé van meg. Ezek az adottságok a körülményektől függően vagy manifesztálódnak és a tehetség kibontakozik (pl. egy jó hangú gyerekből operaénekest képeznek, és szerencsés esetben világhírű sztár lesz), vagy rejtve maradnak, és a tehetség elvész (a jó hangú gyerek legfeljebb baráti körben énekelget). Az oktatási rendszer feladata a tehetségek felkutatása és lehetőség szerinti képzése. Stratégiai cél, hogy a tehetségek ne kallódjanak el, hanem megfelelő neveléssel és oktatással bontakoztassák ki a tehetségüket, ki-ki a maga területén. A tehetségek felismeréséhez olyan tanítókra, tanárokra van szükség, akik maguk is tehetségesek, sokoldalúan műveltek. Szerencsére még mindig vannak kiváló pedagógusaink, akik a hihetetlen nehézségek ellenére teszik a dolgukat, és a tanítás, nevelés mellett a tehetséggondozásra is van idejük. Sajnos, az elmúlt sok évtized hibás oktatáspolitikája, a tanárok anyagi elismerésének hiánya oda vezetett, hogy a minden elismerést megérdemlő, kiváló pedagógusok mellett tömegesen kerültek be az oktatási rendszerbe tanítani nem tudó vagy nem szerető tanítók, tanárok. Nyilvánvaló, hogy a tanárképzésben a kétciklusú (BSc, MSc) képzés zsákutca, ezért a tanárképzésben vissza kell állítani az osztatlan ötéves képzést, továbbá jelentősen emelni kell a tanári pálya presztízsét, anyagi megbecsülését. A tehetségek felismerését, megfelelő orientálását és kiképzését nem lehet egyedül a pedagógusok nyakába varrni, a kormányzatnak is mindent meg kell tennie, pl. törvények megalkotásával, intézményrendszerek létrehozásával, megfelelő források biztosításával, hogy a tehetséggondozás ne csak üres szlogen legyen. A műszaki pályán a BSc-MSc képzés vélhetően fennmarad, bár lehetne finomítani rajta. Az

ArtemisH 2010.

60

STRATÉGIAI TERV

oktatók feladata, hogy a nagy tömegű alapképzéses hallgatókból kiválogassák a tehetségeseket, és arra ösztönözzék őket, hogy szerezzék meg az MSc diplomát is. Intelligencia Az intelligencia is nagyrészt veleszületett adottság, egyfajta általános lényegfelismerő, szabályfelismerő és problémamegoldó képesség, amely fejleszthető. Szintén az oktatási rendszer feladata, hogy a tanulók intelligenciáját megmozgassa, lehetőség szerint fejlessze. Kreativitás A kreativitás olyan képesség, amely lehetővé teszi új, korábban nem létező dolgok kitalálását, létrehozását. (Például a nagy költők egy-egy szófordulata, gondolatfüzére is a kreativitás körébe tartozik ugyanúgy, mint pl. a lézer felfedezése vagy sok más műszaki találmány.) Valószínűleg a kreatív hajlamot, az új ötletek kitalálásának képességét is örököljük, de az iskolarendszertől és a körülményektől függ, hogy ezt a képességet tudjuk-e fejleszteni, és legfőképpen hasznosítani. Manapság a kreativitásnak óriási szerepe van. A közvélekedés szerint a magyarok kreatívak (lásd a sok Nobel-díjas tudósunkat). Ha ez így van, akkor az oktatáspolitikának mindent meg kell tennie, hogy a tanulók, diákok kreativitását fejlessze, és ösztönözze őket a kreatív gondolkodásra, kísérletezésre. Az ipar számára a kreativitás létkérdés, hiszen a versenyben maradás egyik fontos feltétele. Egy termék vagy szolgáltatás létrehozásakor (elvileg) minden versenytárs rendelkezésére áll a state-of-the-art technika, technológia, tehát nagyjából azonos platformról indulnak. Az a cég lesz sikeres, amelyik valamilyen pluszt tud hozzátenni a korábban ismertekhez, és ezzel jobb, olcsóbb terméket vagy szolgáltatást tud kínálni. Ehhez kell a kreativitás, a gondolkodásnak ez a speciális módja, amely hasznos újdonságokat képes létrehozni. A felsőoktatásban olyan körülményeket kell teremteni, hogy az oktatók és a hallgatók kreativitása minél jobban érvényesülhessen, fejlődhessen. Innovativitás (innovációs képesség) A kreativitás és intelligencia, tehetség, műveltség mit sem ér, ha az új ötletből nem sikerül eladható, hasznot hozó terméket vagy szolgáltatást létrehozni. Az innováció az új ötleteken alapuló termékek, szolgáltatások létrehozását, megvalósítását jelenti. Nagyon komplex folyamat, sokféle tudásra, képességre van szükség ahhoz, hogy valaki ezen a téren sikeres legyen. Szerencsére az innováció folyamata tanítható. Természetesen, itt is szükség van egyfajta tehetségre (pl. erős motiváltság, kitartás, akarat, szorgalom, sokféle tudás megszerzésének képessége, bürokrácia leküzdése), de a folyamat alapvető lépései megtanulhatók, megtaníthatók. Az innováció azért rendkívül fontos, mert ezen áll vagy bukik, hogy a sok jó ötlet elvész-e, vagy hasznot hozó vállalkozássá növi ki magát. Az innováció elméletét elsősorban a felsőoktatásban kellene tanítani külön tantárgy keretében, a gyakorlatát pedig az önálló laboratóriumhoz (projekt laborhoz) hasonló keretek között (opcionálisan) mikroprojektek formájában. Ennek a formáját, kereteit, feltételrendszerét még ki kell dolgozni. Az oktatók helyzetének javítása A Helyzetelemzés tanulmány részletesen bemutatta az oktatók tarthatatlan helyzetét, a túlfeszített tempót, az anyagi problémákat. Sokan, sok helyen leírták már, hogy tudományt (technikát) csak az tud oktatni, aki maga is aktívan műveli azt, ehhez pedig mentesíteni kell az oktatókat a mindennapi anyagi gondoktól, hogy teljes idejüket és erejüket az oktatásra, tanulásra, kutatásra fordíthassák. Ennek a problémának a megoldása sürgős, nagyobb részt állami feladat. A külső nehézségek mellett az egyetemek maguk is gerjesztik az értelmetlen feladatokat, a fölösleges adminisztrációt. Egy korábbi rektor becslése szerint az egyetemek a problémáiknak kb. 30%-át maguk idézik elő. (A szám talán túlzott, de jól jelzi a probléma nagyságát.) Az okok és a tennivalók elemzése messze túlmutat a tanulmányunk keretein, de itt is szeretnénk felhívni az illetékesek figyelmét a tarthatatlan állapotra, amin azonnal változtatni, javítani kell. Jelenleg nem kellően tisztázott a BSc-MSc értéke, egymáshoz való viszonya. Ezekre a kérdésekre nem tudnak világos, egyértelmű választ adni sem a hallgatók, sem az oktatók, sem az ipar. A BSc-MSc körüli problémák miatt terítéken van a Bologna Folyamat értékelése, esetleg felülvizsgálata, tehát

ArtemisH 2010.

61

STRATÉGIAI TERV

elképzelhető egy alaposabb javítás, helyenként módosítás vagy átalakítás (pl. a tanárképzésben egyértelmű igény az osztatlan ötéves képzés visszaállítása). 4.2.2 Kapcsolat az ipar és az akadémiai szféra között

Ipar  egyetem Az ipar pénzzel (pl. adományok, szakképzési támogatás), eszközökkel, információkkal korábban is támogatta a felsőoktatási intézményeket, és vélhetően a jövőben is támogatni fogja. Az ipari megbízásoknak, közös projekteknek a rendszere korábban is működött, és remélhetően működni is fog. Az ipari megbízásokon keresztül jelentős mennyiségű pénz és tudás áramlott a felsőoktatásba, és viszonzásképpen az ipar újabb algoritmusokkal, módszerekkel és eszközökkel valamint másfajta tudással lett gazdagabb. Az ipar azzal tudja a legjobban támogatni a felsőoktatást, ha valós problémák megoldásával bízza meg az egyetemeket, főiskolákat. Ezeknek a projekteknek van a legtöbb haszna és nem csak anyagi, hanem pedagógiai értelemben is. Cél, hogy a hallgatók – különösen az MSc képzésben – vegyenek részt valós projektekben, dolgozzanak együtt az oktatókkal. Ehhez valós ipari projektek kellenek. Egyetem  ipar: technológiai felzárkózás, tudástranszfer A hazai ipar, különösen a KKV szektor egy részének a lemaradása olyan jelentős az élenjáró technológiák területén, hogy a felzárkóztatásuk megkezdése azonnali feladat a piacvesztés elkerülése érdekében. A beágyazott rendszerkomponenseket vagy rendszereket fejlesztő/gyártó iparnak elsősorban technológiai és fejlesztés-módszertani ismeretekre van szüksége, amelynek megszokott formája a tanfolyami oktatás, de megfontolandó a szakmérnöki képzés elindítása is néhány kulcsfontosságú területen. A beágyazott rendszereket a saját termékeikbe „fekete doboz”-ként beépítő cégektől nem várható el, hogy részleteiben ismerjék a beágyazott technológiákat, de fontos, hogy ismerjék a beágyazott rendszerek alapjait, a beágyazott rendszerek szélesebb körű alkalmazásainak előnyeit, és képesek legyenek megfogalmazni az igényeiket, és könnyebben szót tudjanak érteni a beágyazott rendszerekkel foglalkozó szakemberekkel. Ebben a körben célzott tanfolyamokkal jól megoldható a tudásátadás. A cégek felkészültségétől függően a technológia- és tudástranszfer az alábbi főbb területeket érinti (a felsorolás nem teljes, de így is jól szemlélteti a beágyazott rendszerek komplexitását, az érintett szakterületek szerteágazottságát). 1. Specifikációtervezés – A beágyazott rendszerek és komponensek előállítóinak és alkalmazóinak (tervezők, termelők), nem beágyazott rendszerekkel foglalkozó szakembereknek, akik beágyazott komponenseket és rendszereket kívánnak felhasználni (megrendelők). (a modellvezérelt tervezés, specifikáció, követelménytervezés, egyszerű tervezésautomatizálási eszközök, szabványos fejlesztési folyamatok, specifikációellenőrzés, verifikáció, verziókövetés, nem-funkcionális specifikáció kidolgozása: időzítés, teljesítmény, szolgáltatásbiztonsági jellemzők)

2. Rendszertervezés, alkalmazástervezés (implementációs platform és technológiaválasztás, köztesrétegek, elosztott rendszerek, szenzorhálózatok, szenzorfúzió, multirate jelfeldolgozás, együttműködés a hardver-szoftver tervezőivel)

3. Szoftverorientált tervezés – A beágyazott rendszerek és szoftverkomponensek tervezőinek, gyártóinak. (fejlesztési módszertanok, beágyazott operációs rendszerek, tervezési minták, intelligens információfeldolgozás és algoritmustervezés, párhuzamos, esemény- és idővezérelt programozás, szoftverarchitektúrák, OO szoftverfejlesztés, modellalapú szoftverfejlesztés, beágyazott adatbázisok, 4GL fejlesztőeszközök, RT rendszertervezés: taszkok futási idejének meghatározása, ütemezés, időzítési problémák, biztonságkritikus rendszerek speciális problémái, biztonsági és megbízhatósági analízis, szisztematikus tesztelés és hibakeresés, nyílt beágyazott rendszerek, hardver-szoftver együttes tervezés) 4. Hardverorientált tervezés – A beágyazott rendszerek és hardverkomponensek tervezőinek, gyártóinak. (hardver-szoftver együttes tervezés, DSP, FPGA és ASIC tervezés, mikrovezérlők, beágyazott kommunikációs technikák,* szenzorok, beavatkozók, tesztelés, diagnosztika, energiatudatos tervezés, EMC)

ArtemisH 2010.

62

STRATÉGIAI TERV

5. Egyéb (nem specifikus) témakörök – A beágyazott rendszerek és komponensek tervezőinek, gyártóinak, alkalmazóinak. (a hagyományos tervezési módszerek és a formális módszerek összehasonlítása, a modellvezérelt technikák jelentősége, a hardver-, szoftvertervezés, rendszertervezés kapcsolata, új paradigmák, referencia mintaplatformok, szabványismeret) 4.2.3 Újfajta intézményi modell: „rendszerépítész” irodák

A meglévő tudásközpontok, kiválósági központok, inkubátorházak, innovációs parkok, továbbképzési formák stb. nem mindig tudják betölteni azt a szerepet, amit nekik szántak, illetve amire az iparnak szüksége van, ezért újfajta intézményi modellre is szükség lehet, amit jobb szó híján az építészirodák mintájára „rendszerépítész” irodának nevezünk. Legfőbb feladata: hidat teremteni a megrendelő és a kivitelező között, beleértve a szükséges előzetes tanácsadás, esetenként tervezést, közvetítést, minőségbiztosítást. A „rendszerépítész” irodák feladatai részletesebben:      

a nem informatika-centrikus területek támogatása specifikáció, követelménytervezés implementációs platform és technológia kiválasztása megvalósító alvállalkozói hálózat szervezése folyamat és termék műszaki ellenőrzése közreműködés a minőség és biztonságtanúsításban

(A „rendszerépítész” irodák működési feltételeit részletesebben ki kell majd dolgozni.) 4.3

Cselekvési prioritások

4.3.1 Humán erőforrások és ipari kultúra

A beágyazott rendszerek területén bekövetkező változások kapcsán a tudatosság megteremtése elsődleges prioritású. Ennek eszközei:  

PR tevékenység (a beágyazott rendszerek fogalmának, jelentőségének széles körű megismertetése), oktatási és továbbképzési alapok megteremtése.

4.3.1.1 Technológiai felzárkózás, tudástranszfer

A technológiai felzárkózás megkezdése azonnali feladat a piacvesztés elkerülésére, amelynek megalapozó előfeltétele a tudástranszfer az ipari szakemberek számára. A modern technológia és az azok alkalmazásához szükséges know-how és metodikai tudás átadása egy lépcsőzetesen megvalósítandó folyamat a jelenlegi rendkívül heterogén ipari kultúra illetve az egyes a beágyazott rendszerek tervezésében betöltött szerepnek megfelelően. A fentieknek megfelelően többlépcsős (frissítő-, tovább-, illetve át-) képzést kell kidolgozni az alábbi főbb területeken, illeszkedve a cégek eltérő felkészültségéhez: 





Specifikációtervezés (pl. a modellvezérelt tervezés alapjai, specifikáció, követelménytervezés, egyszerű automatikus implementációs eszközök) célja egyrészt a széles alkalmazói kör és a beágyazott rendszer specialisták közti kommunikációs hézag csökkentése, részben pedig a belépő, kis bonyolultsági szintű alkalmazói kör számára az induló tudás biztosítása. Rendszertervezés (pl. elosztott rendszerek, middleware, algoritmusfejlesztés) célja az ARTEMIS jellegű implementációs technológiákhoz kapcsolódó alkalmazástechnikai knowhow összefoglalása. Alkalmazástervezés célja a professzionális Szoftverorientált tervezés (pl. fejlesztési módszertanok, beágyazott operációs rendszerek, párhuzamos, esemény- és idővezérelt programozás) illetve a Hardverorientált tervezés (pl. hardver-szoftver együttes tervezés, DSP, FPGA, nagyteljesítményű mikrovezérlők, beágyazott kommunikációs technikák) specialistáinak képzése.

ArtemisH 2010.

63

STRATÉGIAI TERV 

Folyamattervezés (pl. szabványismeret, szabad forráskódú és közösségi szoftveralapú mintacsomagok, referenciaplatformok, tervezési, ellenőrzési és implementációs technológiák) célja a beágyazott rendszerek előállítási és gyártási folyamatainak műszaki menedzsment feladatainak ellátása.

4.3.1.2 Oktatás, továbbképzés

A fenti tudástranszfer át kell, hogy fogja mind az újonnan képzett, mind pedig a már a beágyazott iparban, illetve a beágyazott rendszereket alkalmazni kívánó céliparágak szakembereit. 







Az iskolarendszerű képzés bázisát jelentő villamosmérnöki és mérnök/műszaki informatikus képzés fejlesztésének fő célja a szorosabb kapcsolat az ipar és a felsőoktatás között a modern technológiák és tervezési paradigmák ipari gyakorlatának megismertetése érdekében. A nem villamosmérnöki és mérnök/műszaki informatikus képzésben meg kell ismertetni a beágyazott rendszerek alapjait valamilyen informatikai és/vagy mérnöki tárgyba beépítve, amely egyúttal bemutatja az alkalmazási terület specifikumát. A beágyazott ipar szakemberei számára a széles körű tovább/átképzést kell megvalósítani az akadémiai és a vállalati szféra összefogásával (tanfolyamok; szakmérnök képzés) a fenti technológiai felzárkózás, tudástranszfer témakörökben. A nem-informatikai ipar a beágyazott rendszerek alapjainak, jelentőségének megismertetése előfeltétele az alkalmazások spektruma bővítésének.

4.3.1.3 Munkaerőpiaci hatás

A beágyazott rendszerek általánosságban is kiemelt nemzetgazdasági hatása a munkaerőpiacon is jelentős. Nagy szellemi hányadú iparágként közvetlenül high-tech munkahelyeket hoz létre, sőt a beágyazott rendszerek telepítése, üzemeltetése stb. újabb munkahelyeket is generál. A nemzetközi tapasztalatok szerint egy-egy high-tech munkahely megteremtése újabb három-négy beosztotti munkahelyet hoz létre. Kiemelendő ugyanakkor, hogy ezeknek a közel tisztán szellemi munkahelyeknek a létrehozási költsége, még a világszínvonalú szoftver és hardver háttér mellett is töredéke az egyéb gazdasági ágakénak. Külföldi beruházók idevonzása Ma a magyar informatikai ipar fő vonzerejét a nyugat Európához képest (ugyan csökkenő mértékben) meglevő bérelőny jelenti, hiszen a magasan képzett munkaerő ára a bérszínvonal felzárkózása dacára még jelentős kompetitív előny. Az elmúlt évek folyamatai ugyanakkor azt is mutatják, hogy miközben a magasan képzett munkaerő körül kialakuló kultúra egy jelentős megtartó erő a külföldi beruházók számára, az egyszerű például kódolói munka esetében a költségérzékenység miatt megjelent egy ugyanolyan elvándorlási trend elsősorban Ázsia irányába, mint a betanított szerelési tevékenységeknél. Ennek mértéke a nemzetközi piacokon jelenlevő szakemberek hiánya miatt a beágyazott rendszerek területén természetesen jóval visszafogottabb. Az új technológiák viszonylag lökésszerű megjelenése várhatóan a mennyiségi szakemberhiányt minőségivé fogja konvertálni, hiszen a nagyobb termelékenység miatt az átmenet stádiumában elvben kisebb létszámú termék és gyártásfejlesztői szakember garnitúra is ki tudja szolgálni a piacot, ugyanakkor Európa szerte várható az új technológiában jártas szakemberekben komoly hiány. Sikeres tudástranszfer és képzés esetén a hazai gazdaság e szakemberekből a kínálati oldalon tud megjelenni és így természetes módon járulhat hozzá a fejlesztés és innováció területén új vállalatok ideszívásához, valamint a beszállító ipar fejlődéséhez. „Értéknövelt” munkaerő A fenti tudástranszferrel és továbbképzésekkel a cégek munkavállalóinak értéke, „hadrafoghatósága” jelentősen felértékelődik, mert 

olyan tudásra és készségekre tesznek szert, amellyel a jelenleginél hatékonyabban tudnak megoldani egyedi és ismétlődő tervezési, fejlesztési feladatokat;

ArtemisH 2010.

64

STRATÉGIAI TERV    

javul a termék, szolgáltatás minősége; csökken a technológia szakadék a legfejlettebb, state-of-the-art technikák és a mindennapi gyakorlat között; bővül a potenciális piac, mert a nagy cégek által elvárt fejlesztési módszereket és technikákat, tanúsítványokat biztosítani tudják a kisebb cégek is; javul a munkaerő-piaci pozíciója az ilyen tudással rendelkező munkavállalóknak a hagyományos és óhatatlanul avuló tudással rendelkezőkkel szemben.

Szakterületi tudás felértékelődése A beágyazott rendszerek egyik fő jellemzője a szakterületi intelligencia termékkénti reprodukálása. Az új technológiák ezt a folyamatot nagyban erősítik és felértékelik az egyes alkalmazói területhez kapcsolódó szakértelmiségi tudást. 4.3.2 Stratégiai technológiai irányok

A jelen alfejezetben azokat a globális vonatkozásokat emeljük ki, amelyek a beágyazott ipar egészének súlyponti területei. A második fejezetben ismertetett módon ezek a technológiák alapfeltételei és kiszolgálói mind a nemzeti gazdasági stratégia szempontjából kiemelt iparágaknak, mind pedig az egyes réspiacokon megvalósuló innovatív termékeknek. A prioritási lista véglegesnek tekinthető, ugyanakkor a súlypontozás további összehangolást igényel az egyes alkalmazási területek kialakulóban levő stratégiáival. A szabványosítás egyik fő hatása az, hogy a széles területen használatos, nagy sorozatú alapplatformok terjedésével az egyedi megoldások mindinkább ki fognak szorulni a versenyképes termékekből. Ez a hajdani piaci zártság tradíciót némiképp még őrző hazai ipar szempontjából fejlesztési és gyártási súlypontáthelyezést is megkövetel. Ugyanakkor jó lehetőségeket teremt a beágyazott rendszerek alaptechnológiái és alkalmazásai környezetében a réspiacokon. A beágyazott rendszerek megvalósítási technológiáiban két trend dominanciája várható: Globális problémák A globális, az egész világon jelen levő kulcsproblémák esetén várhatóan a legjobb stratégia a nemzetközi élvonalbeli megoldások átvétele akár termék szinten is és e mögé egy olyan kultúra és szervezeti háló kialakítása, amely az élvonalbeli megoldásokat a hazai környezetre adaptálja, illetve azokat specifikus megoldásokkal egészíti ki. Egyértelmű gazdaságpolitikai cél, hogy a nagy nemzetközi konzorciumokkal együttműködve kialakuljon egy olyan fogadókultúra, amely mellett az ország képessé válik legalább a hazai igények kielégítésére, azaz ne kulcsrakész megoldásokat vásároljunk, hanem az azok felépítéséhez szükséges eszközöket (és a hozzájuk kapcsolódó megalapozó know-how-t) és azok bázisán hazai vállalkozások fejlesszék ki a megoldást (hazai szellemi beszállítás növelése). Közvetlenül lehetőség van viszont arra, hogy a dominánsan informatikai technológiákat igénylő nyílt beágyazott rendszerek területén végzendő fejlesztésekbe a hazai informatikai vállalkozások lényegében azonnal bekapcsolódhassanak (például RFID technológiákon alapuló alkalmazások), hiszen itt a beágyazott alrendszert az informatikai megoldás szabványos interfészeken keresztül integrálja. Réspiacok és hazai alkalmazásfejlesztés A réspiacok kiszolgálásának alapfeladata az, hogy jellegzetesen a kis és közepes sorozatnagyság esetén létrejöjjenek a nemzetközi élvonal minőségi elvárásainak megfelelő és a nagyobb rendszerekbe integrálható (azaz szélesebb piacon eladható) megoldások, mind konstrukciós, mind pedig implementációs és metodikai oldalon. 

Ennek érdekében a kis és közepes sorozatokat szem előtt tartva meg kell teremteni az élvonalbeli beágyazott technikák szinte teljes vertikumát, azonban olyan módon, hogy az a

ArtemisH 2010.

65

STRATÉGIAI TERV

Nyugat Európában szokásos költségráfordítási és megtérülési idő igényhez képest jelentősen redukált ráfordítással valósuljon meg. Az elsődleges feladat a tervezési kultúra megteremtése, illetve az alacsonyabb minőségi/biztonsági kategóriájú termékek számára a korszerű és a későbbiekben a professzionálisabb megoldások felé továbbvezethető tervezési-implementációs infrastruktúrájának létrehozása. A belépő szinten célszerű egy    

elsősorban nyílt forráskódú elemekre építkező, a korszerű paradigmákat megvalósító, a szabványokkal kompatibilis akár képzési, de (elsősorban a KKV szektorban) akár termelő célokra is felhasználható minimális fejlesztési környezet létrehozása.

Az ilyen komplett csomag kialakítása természetesen professzionalisták feladata és gondoskodni kell erkölcsi, műszaki karbantartásukról. Kiemelendő, hogy éppen a viszonylag gazdag szabványosítás miatt az ezekkel létrehozott szellemi tulajdon a későbbiekben professzionális technológiákba is integrálhatóvá válik. A szabványosítás másik jótékony hatása pedig az, hogy a beágyazott rendszerek megoldásait szolgáltató hazai ipar számára e keretekbe illeszkedő leskálázott megoldásaik jó nemzetközi marketing és referenciaszerző lehetőséget adnak. Professzionális implementációs technológiák meghonosítása Az implementációs technológiák közül elsősorban azoknak az általános platformokat kiegészítő technológiáknak a hazai meghonosítása tűnik célszerűnek, amelyek eszközberuházás igénye korlátos és elsősorban a magas színvonalú tervezési termékenységet igénylik. 



 

A mikroelektronikai háttér közül a cél- és alkalmazásspecifikus áramkörök esetében a funkcionális fejlesztés fázisa az ami várhatóan perspektivikus, de gyártásuk elsődlegesen a nemzetközi szállítók bázisán megoldható. A programozható elemek közül a speciális hardver termékek kultúrájának terjesztése (FPGA, DSP, mikro-kontrollerek) nagyon rövid idő alatt megtérül és egyben versenyképes megoldásokat szolgáltat. A szoftvertechnológiák esetében pedig a modellvezérelt technológia alapelemei már ma is hozzáférhetőek ilyen formában, de használatuk nem elterjedt. A professzionális technológiákat be kell hozni az országba és azokat az alkalmazásfejlesztő ipar számára szolgáltatásszerűen elérhetővé kell tenni.

A beágyazott rendszerek területén meg kell teremteni a kiemelt minőségi és biztonsági elvárásoknak megfelelő szabványismeretet, azok technológiai és szervezeti hátterét, valamint alkalmazási kultúráját. 4.3.3 Az innovációs ökoszisztéma szervezete

A hazai beágyazott rendszerek nemzeti stratégiának egy meglehetősen heterogén kiindulási pozícióból kell a magyar ipart az európai élvonalba vezetnie: 



Az új technológiák és metodikák alapjait az alkalmazói és szűkebb értelemben vett beágyazott iparban egyaránt meg kell honosítani az alkalmazásokhoz szükséges know-howval együtt; ugyanakkor ezzel a folyamattal szemben kritikus követelmény a költséghatékonyság. Ez centralizáltan megvalósított erőfeszítéseket igényel; ugyanakkor a technológiatranszferben egy jól gondozott olcsó vagy ingyenes technológia tömeges elterjesztését kívánja meg. Kiemelt eleme e célkitűzésnek az oktatás útján a humán felkészültség megteremtése. Az alkalmazói algoritmika illetve az okos rendszertervezésen alapuló intelligenciaipar megköveteli a ma szétszórtan meglevő európai színvonalú kompetencia integrálását és piaci kapcsolatrendszerének jobb kiépítését.

ArtemisH 2010.

66

STRATÉGIAI TERV 







Mind a minőség, mind pedig a hatékonyság szempontjából gyors ütemben meg kell alapozni a legkorszerűbb technológiák és metodikák szinte teljes vertikumának hazai elérhetőségét, azonban a hazai piac mérete és fejlettsége miatt (elsődlegesen a KKV szektor számára) ezeket nem belterjesen, hanem legalábbis a felfutási szakaszban centralizáltan, elérhető szolgáltatásként kell megvalósítani. Miután a beágyazott ipar fejlettsége alapfeltétele a nemzetgazdaságilag kiemelt szektorok dinamikus fejlődésének állandó, stratégiai és operatív koordináció szükséges a beágyazott terület NTPE és az egyes alkalmazási területek platformjai és klaszterei között. Létre kell hozni azokat a sajátos formákat, amelyek a beágyazott rendszerek formájában megvalósuló originális megoldások létrehozását segítik a korábban nem informatika centrikus területeken (rendszerépítész irodák). Támogatni kell a jó hazai infokommunikációs ipar bázisán a nagy gazdasági-társadalmi kihatású nyílt beágyazott rendszerek elterjedését.

A fenti komplex célrendszer megköveteli a beágyazott rendszerek területén a hazai innovációs ökoszisztéma létrehozását és fejlesztését. 4.3.3.1 ARTEMIS NTP állandó formába öntése

Jelenleg a beágyazott ipart a ma csak záros határidővel lezáruló projektként működő ARTEMIS Nemzeti Technológiai Platform kezdte összefogni. Az ARTEMIS NTP-t célszerű állandósítani, valamely non-profit formában. A stratégia megvalósítása érdekében meg kell valósítani annak kibővítését az alkalmazói platformok, klaszterek és szakmai közösségek, valamint a fejlesztéspolitika közvetlen képviseletével. Ebben az együttműködési formában célszerű kidolgozni az egyes fő alkalmazási területek stratégiáinak mintegy mellékleteképpen azok iparág specifikus beágyazott rendszer stratégiáit. 4.3.3.2 Átmenet az intelligenciaiparba

A beágyazott rendszerek esetében az új technológiák lehetőséget nyújtanak arra, hogy a komplexitás uralásával az általuk képviselt intelligencia minden eddiginél magasabb szintet érjen el. A kutatási eredmények szokásosan formalizált megfogalmazásából a termékig vezető út a modellbázisú megközelítés és a tervezésautomatizálás miatt drasztikusan lerövidül, így az innovatív akadémiai eredmények minden korábbinál nagyobb mértékben képesek a termék értékét és versenyképességét növelni. A felhasználó által látott szolgáltatás, annak minősége és főként hasznossága ezek után lényegében egy algoritmikai jellegű versennyé válik, hiszen az implementációs technológia és metodika nagymértékben egységesül (hasonlóan ahhoz, mint ahogy a Forma1-ben is a sikeres gyártók elsősorban a telemetriában és az autóba beágyazott rendszerek környezethez hangolásában versenyeznek ma már igazán). A fellelhető akadémiai eredmények 3 fő csoportra oszthatóak:   

Az alkalmazási területhez kapcsolódó originális ötletek (például egy új biotechnológiai eljárás) Egy-egy alkalmazáshoz kapcsolódó algoritmikai innovatív megoldás (például egy robosztusabb és a környezeti feltételekhez jobban alkalmazkodó szabályozási algoritmus) Az implementációhoz kapcsolódó, annak minőségét javító, vagy önköltségét csökkentő tervezési vagy futási idejű megoldások (például az integrált elosztott beágyazott rendszerek megjelenése, amely csökkenti a vezérlőegységek számát anélkül, hogy a rendszer robosztussága romlana.

E kategóriák mindegyike sajátos formában hasznosítható a piacon. Az első egy szakterületi specifikus megfogalmazásból kiindulva terméket feltételez, amely vagy önmagában forgalmazható, vagy a piac egy szélesebb spektruma számára szolgáltat részmegoldást. A hazai adottságok mentén várhatóan nagyszámú réspiac nyílhat meg hasznosítási célterületként. A második esetben ma ezek a megoldások vagy pusztán elméleti eredmények maradnak, vagy pedig esetlegesen egy-egy termékbe épülve realizálódnak. Az új technológiai jelentőségek ugyanakkor lehetővé teszik azt is, hogy az ilyen eredmények műszakilag újrahasznosítható formában szélesebb piacon elterjedjenek terv, illetve algoritmus formájában (a német kutatóhálózat egyik fontos eleme a Fraunhofer társaság máig fő ArtemisH 2010.

67

STRATÉGIAI TERV

bevételi forrása az mp3 szabadalom). A harmadik az implementációval kapcsolatos innovatív megoldások esetében pedig a fő hasznosítási forma a fejlesztési környezetbe illetve a platformba ágyazás. 4.3.3.3 Tudásközpont létrehozása

A beágyazott területet megalapozó tudás az országban ma területileg és szervezetileg szétosztott. A szinergikus hatás érdekében szükséges e kutatási bázis integrálása egy tudásközpontban. Ennek fő működési célterületei    

a fejlődő technológiák és szabványos folyamatok bevezetése az ipari gyakorlatba, az iskolarendszerű és tanfolyami oktatás szervezése, az alkalmazók számára konzultáció/coaching szervezése. Kiemelt feladata a technológiai és alkalmazástervező KKV-k közvetítése a nemzetközi és hazai piac felé, összehangolva ezt a célszervezetekkel.

4.3.3.4 A beágyazott ipar szervezeti tagoltságának fejlesztése, technológiai KKV háló létrehozása

Elsősorban a KKV körben a korszerű termékek létrehozásához szükséges fejlett technológiák és speciális tudás belterjes megteremtése nagy költségvonzatuk és várható kis kihasználtságuk miatt irreális, dacára annak, hogy használatukat a minőségi- és árverseny, sőt a nemzetközi szabványosítási folyamat mindinkább kikényszeríti. Kritikus feladat ezek után a beágyazott ipar számára az ilyen technológiákhoz és speciális tudáshoz való igény szerinti hozzáférés megteremtése. Abban az esetben ugyanis ha az ilyen háttérinfrastruktúra a hazai beágyazott ipar egésze számára szolgáltatásként áll rendelkezésre, használatuk összességében eléri a kritikus volument, miközben költségviselő bázisuk az ipar egésze. (Egy fémipari hasonlattal élve, a drága galvanizálási technológiákat nyilván csak azok a vállalatok építik ki házon belül, amelyek ezt a nagy terméksorozat miatt ki is tudják használni, a többiek ezt szolgáltatásként veszik meg egy professzionális szolgáltatótól). Az infrastrukturális szolgáltatások fő potenciális területei az alábbiak: 





Speciális technológiák nyújtása szolgáltatásként, azaz a nagy értékű technológiák egy-egy elemére specializált szervezet létrehozása. E technológiák magukba foglalhatják a tervezésellenőrzés-implementáció lánc kritikus technológiát és/vagy szaktudást igénylő olyan elemeit, mint garantált minőségű kód előállítása biztonságkritikus rendszereknél, speciális matematikai helyességbizonyító vizsgálatok elvégzése az IEC 26262 szerint autóipari beszállítóknál, teljesítménykritikus részek implementálása FPGA technológiákkal stb. A minőség- és biztonságtanúsítás területén a rohamosan szigorodó szabványosítás a nemzetközi ipari élvonal gyakorlatát kényszeríti rá a beszállítói iparra, annak érdekében, hogy a végtermék előállítójának és a fogyasztónak a kockázata minimalizálódjék. E folyamatok az élvonalbeli módszerek és technológiák használata mellett számos speciális folyamatelem meglétét is megkövetelik. Bevezetésük, fenntartásuk folyamatos tanácsadásadást igényel, a termékstratégia kialakításában pedig az a 60-80% önköltségvonzatú rész felmérése a vonatkozó költségek becslése pedig kritikus. A minőség- és biztonságtanúsítás (assessment) pedig a szabványok szerint elkülönült szervezetet igényel. Beágyazott rendszerépítész irodák létrehozása annak érdekében, hogy a nem informatika centrikus alkalmazási területek professzionális támogatást kapjanak a tervezési-megvalósítási folyamatban. Magyarországnak ugyanis már csak dimenzióinál fogva originális, magas szellemi tartalmú innovatív beágyazott rendszerek létrehozására elsősorban a nem informatikai réspiacokon van esélye, ehhez azonban professzionális beágyazott rendszer implementáció kell. Az ilyen, perspektivikusan specializálódó beágyazott rendszerépítész irodák végeznék a felhasználói igények alapján a o a specifikáció és a követelményrendszer tervezését és formalizálását,

ArtemisH 2010.

68

STRATÉGIAI TERV

o

o o o o

a feladat algoritmizálását ideértve a funkcionális működéshez szükséges és a nemfunkcionális követelményeknek való megfelelést biztosító speciális algoritmusok kiválasztását és formalizálását, implementációs platform és technológia kiválasztását, megvalósító alvállalkozói hálózat szervezését, folyamat és termék műszaki ellenőrzését, közreműködést a minőség és biztonságtanúsításban.

4.3.3.5 Nemzetközi együttműködés

A hazai beágyazott rendszereket és alkalmazásaikat előállító ipar esetében is igaz az, hogy a kis gazdaságok piaci, politikai erőben küszöbszint alattiak, azaz a globális, de legalábbis regionális piacok elérése nélkül az egyedi fejlesztéseket kivéve nehéz azokat gazdaságosan működtetni (ez alól természetesen kivétel lehet egy-egy réspiac, különösen ha a beágyazott rendszer egy originális ötletet valósít meg). A fentieknek megfelelően kiemelt fontosságú az, hogy a beágyazott rendszerek mögötti szervezetrendszer hatékonyan katalizálja a regionális és bővebb értelemben vett nemzetközi együttműködést. 



4.4

A regionális együttműködés iparpolitikai szempontból nemcsak azért kiemelt prioritású, mert a régió hasonló helyzetben levő országai együttesen egy kritikus gazdasági tömeget érnek el kínálati oldalon, hanem mert e piac fejlettsége és lehetőségei természetes bővítését jelentik a hazai piacnak. A beágyazott rendszereknek a rendkívül hosszú, gyakran évtizedes élettartama miatt kölcsönösen jó lehetőség nyílik például az infrastruktúra korszerűsítésében a későbbi globális piaci belépéshez referenciák kidolgozására. Az európai és globális piacra illetve együttműködésre döntő hatással van így a regionális együttműködés bázisán kialakított gazdaságpolitikai erőnövelés. Rövidtávú cél lehet egy ARTEMIS NoE megszerzése regionális összefogással, amely lehetőséget nyújtana a nemzetközi szabványosításba történő bekapcsolódással az új elemekre való korai felkészülésre, valamint a nemzetközi piaci lehetőségek korai feltárására. A cselekvési tervben megválaszolandó fő kérdések

Az alapfeltételek közül kiemeltnek tartjuk az emberi tényezők és ipari kultúra szerepét. 

A cselekvési prioritások fejezetben ismertetettek szerint a jó hazai szürkeállomány tudásának naprakészre hozatala, piacképességének frissítése, fenntartása ugyanis egy nagyobb volumenű képzési és át/továbbképzési program kidolgozását teszi szükségessé.



Ennek globálisan meg kell teremteni az oktatási kapacitás oldalán is a feltételrendszerét, illeszteni kell a meglevő formákhoz és keretekhez és meg kell oldani a finanszírozását is.



Részletesen kimunkálandó a cselekvési tervben a fenti kérdésekre adandó válaszon kívül az is, hogy az ARTEMIS nemzetközi stratégia új báziselemei, mint egyes alapvetően új, innovatív technológiák és szabványok milyen módon vezethetőek be a tudástranszferbe.

Az anyagban részletesen javasolt ökoszisztéma fejlesztése többszörösen is komplex feladat. 

Kiemelt feladat az ARTEMIS Magyarország NTP működésének állandósítása. Ehhez meg kell keresni az adekvát, a területen már működő intézmények/szervezetek mellett a potenciális, ES magterületen kívüli alkalmazókat is egybefogó szervezeti formát, valamint egy valószínűleg (az ARTEMIS központi ARTEMISIA IA szervezetéhez hasonló) vegyes finanszírozási formát.



A meglevő elméleti eredmények (amelyek egyaránt jelen vannak az alkalmazandó algoritmika, a széles értelembe vett implementáció és az egyes alkalmazási területek specifikumai vonatkozásában) egy erősen széttagolt akadémiai és ipari háttérben jelennek meg.

ArtemisH 2010.

69

STRATÉGIAI TERV

A korábbi egy-egy intézményt vagy régiót specifikusan átfogó tudásközponti struktúra helyett éppen a beágyazott rendszerek műveléséhez szükséges rendkívül széles műveltség összefogására a tudásközpontnak azonos szerepben, de újszerű struktúrában kell létrejönnie (talán helyesebb is lenne tudásközpont helyett a tudásklaszter elnevezést használni). 

A rendszerépítész irodák esetében fel kell mérni azok tényleges humán erőforrásbeli bázisát és harmonizálni kell azokat a létező intézményi hálózathoz és érdekekhez.



A high-tech spin off háló esetében sajátos kihívás az, hogy ezek megszületése az ipar széles spektruma számára elengedhetetlen feltétel, azonban a klasszikus állami pályázati szerepvállalás a megtérülési idő nehezen becsülhető volta miatt várhatóan nemigen működik. Számos bevezetendő technológia a hazai tőkeviszonyok mellett olyannyira költséges, hogy egy frissen alakuló vállalkozás esetében a szokásos pályázati önrész irreálisan magas még viszonylag magas támogatási hányad esetében is. Ugyanakkor az ilyen szolgáltatások elérhetetlensége egyszerűen a hazai beágyazott ipar piacra jutását blokkolhatja különös tekintettel arra, hogy ma már a közepesen kritikus alkalmazások esetében is a fejlesztési és gyártási folyamatokra szabványok írják elő használatukat.

A hazai beágyazott rendszerek piacának bővítése szempontjából kritikus a nemzetközi beágyazottság. 

A nemzetközi együttműködésben egyfelől gondot jelent az, hogy az ARTEMIS-nek nincs a felzárkózó országok felé nyitó specifikus programja (bár ezt az ARTEMIS NTP informálisan a diplomáciai illendőség határai között szorgalmazza).



A regionális együttműködés kialakításánál pedig némiképp gondot jelent az, hogy a régióbeli hasonló helyzetben levő országoknál a szervezettség alacsonyabb, például nem-igen találhatóak a felzárkózó országban tárgyalópartnerként szóba jövő nemzetközi platformok.

ArtemisH 2010.

70

STRATÉGIAI TERV

Referenciák [1]

COUNCIL REGULATION (EC) No 74/2008 of 20 December 2007 on the establishment of the ‘ARTEMIS Joint Undertaking’ to implement a Joint Technology Initiative in Embedded Computing Systems (Official Journal of the European Union L 30/52)

[2]

ARTEMIS Strategic Research Agenda - First Edition - March 2006

[3]

ARTEMIS Multi-Annual Strategic Plan and Research Agenda 2010 Draft

[4]

ARTEMIS SRA – Standardisation

[5]

ARTEMIS SRA – Design Methods and Tools 2006

[6]

ARTEMIS SRA – Innovation Environment 2006

[7]

ARTEMIS SRA – Reference Designs and Architectures 2006

[8]

ARTEMIS SRA – Report of the Expert Group on Seamless Connectivity and Middleware 2006

[9]

Cosine documents: D1.4.2 Expert Workshop on Strategies for Improving European Embedded Systems Education & Training

[10]

Hungarian Aviation Industry Foundation – http://haif.org/company_data.html

[11]

BHE Ltd honlapja – http://www.bhe-mw.eu/?page=rd

[12]

FŰKE Yacht Kft honlapja – http://www.fukeyacht.hu/

[13]

Magyar Járműfejlesztési Klaszter honlapja – http://www.engineering-cluster.com/

[14]

European Aerospace Cluster Partnership honlapja – http://www.eacp-aero.eu/

[15]

Hungarian Aviation Industry Foundation, Hungarian Aerospace Technology Platform – http://haif.org/HATP.html

[16]

EL-TECH Center Kft honlapja – http://www.eltech-center.eu/

[17]

http://sgf.hu/

[18]

Clean Sky JTI projekt honlapja – http://www.cleansky.eu/index.php?arbo_id=83&set_language=en

[19]

EL-TECH Center Kft, élő kép a központról – http://www.eltech-center.eu/livecam.html

[20]

Szepesi András, „Egészséges gazdaság – Gazdaságos egészség” című szakmai konferencia, MTA 2010.03.04.

[21]

MGYOSZ rendezvénye, 2009.11.12. – www.mno.hu

[22]

Dr. Fehér Arnold, a Magyar Biotechnológiai Szövetség Stratégiai Szakbizottságának vezetője – Biotech Évkönyv, 2009/10. oldal

ArtemisH 2010.

71