artemis-h nemzeti stratégiai terv - npu.hu · pdf filestratégiai terv artemish...

ARTEMIS-Magyarország Nemzeti Technológiai Platform

NTP_07-ArtemisH

STRATÉGIAI TERV

2010.

Dokumentumazonosító: V1e

A Helyzetelemzés dokumentum elkészítésében részt vett munkatársak:

HELYZETELEMZÉS

ArtemisH 2010. 2

Főszerkesztő:

Dr. Pataricza András

okl. villamosmérnök

egyetemi tanár, az MTA doktora

BME MIT;

elnök, OptXware Kft.

Fejezetszerkesztők:




BME MIT;


1., 2., 4. fejezet

Dr. Bartha Tamás


fejlesztőmérnök, MTA SZTAKI

3. fejezet

Szerzők:

Dr. Bartha Tamás


tud. főmunkatárs, PhD

MTA SZTAKI

Bencsáth Boldizsár


tanársegéd,

BME HIT

Dr. Hetthéssy Jenő


egyetemi docens, műsz.tud.kand.

BME AAIT

Hideg Mihály

okl. repülőmérnök

elnök,

Magyar Repülőipari Alapítvány (HAIF)

Jusztin Tamás


tanácsadó

Lantos Péter


szoftverfejlesztési osztályvezető

Prolan Zrt.

Dr. Pataki Béla


egyetemi docens, PhD

BME MIT




BME MIT;


Dr. Soumelidis Alexandros


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


adjunktus, BME MIT

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 3

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 4

Tartalomjegyzék

1 Motiváció ............................................................................................................................... 5

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

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

2 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

3 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

4 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 5

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 (rendszer-

és 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 6

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].

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 7

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 fejlesztés-

és 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:

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.

2.2 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 8

o 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.

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 9

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;

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 10

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 technológiák az interoperáabilitás alapvető volta miatt élenjárnak a

szabványosításban.

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 11

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 nem-

informatikus 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 12

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 13

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),

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 14

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 15

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.

2.3 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 16

harmonizálása így az ARTEMIS és a kiválósági központ tevékenységének

harmonizálását feltételezi.

o 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.

o 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.

o 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.

o 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.

o 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 17

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 (műszaki-

tudományos 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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 18

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 19

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).

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 20

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. Járműipar, közlekedés, logisztika

2. Energetika és ipari alkalmazások

3. Biotechnológia és egészségipar

4. 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 Platform elnevezése Koordinátor

Járműipar, logisztika

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

Biotechnológia és Biotechnológiai NTP Magyar Biotechnológiai Szövetség

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 21

egészségipar eVITA NJSZT

Innovatív Gyógyszerek Kutatása NTP Magyarországi Gyógyszergyártók

Orsz. Szöv.

Energetika és ipari

alkalmazások

MANUFUTURE-HU Gépipari Tudományos Egyesület

Integrált Mikro/Nanorendszerek TP MTA Műszaki-fizikai és

Anyagtudományi Kutatóintézet

Védelmi és Biztonsági

Együttműködési Platform Magyar Védelmiipari Szövetség

Információs

technológiák

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 22

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 23

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 nem-

biztonsági 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.

http://www.engineering-cluster.com/


http://www.eacp-aero.eu/


STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 24

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 EL-

TECH Center [16][16] jelentheti a kezdeti lökést. A magyar űrkutatás több évtizedes hagyományaira

alapuló rendszerfejlesztések és tesztelések több lehetőséget jelentenek a nemzetközi együttműködés

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 25

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 26

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 27

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).

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 28

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 kutató-

fejlesztő 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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 29

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 kompozit-

műanyagok 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 30

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 31

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 32

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 rendszer-

realizálás 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 33

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.


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.


Biztonság, szabvány

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 34

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.


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 szakterület-

specifikus 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 35

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 36

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.


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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 37


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 szoftver-

megoldásokat 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 38

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 39

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 40

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.


Javítani kell a felsőoktatás színvonalát, korszerűsíteni struktúráját. Folytatni és támogatni kell az

egészségügyi mérnök (orvos-biológiai szakmérnök) és biomenedzser képzéseket. Növelni a labor-

óraszámokat és szorosabb együttműködést kialakítani az ágazatot képviselő vállalatokkal-

kutatóintézetekkel (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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 41

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 60601-

1-6). 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 42

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.


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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 43

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 44

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 processzor-

választás, 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 45

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 46

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, objektum-

orientált, 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).

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 47

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 kontextus-

tudatossá 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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 48

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 49

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 multi-

nacionális 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, K+F műhelyek) közötti

együttműködést sok tényező hátráltatja. Két gátló tényező különösen is kiemelhető. Az egyik a

magyar gazdaság duális szerkezete, leginkább a multinacionális cégek csoportjának viszonylag

elszigetelt működése. A másik szintén fontos tényező a gazdaságot erőteljesen befolyásoló

bizalomhiány, és az ebből is fakadó rövidtávú szemlélet.

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 50

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 51

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 52

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 53

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 gyógyulás-

elősegítő 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 54

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 55

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 mobil-

multimédia 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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 56

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 57

hamar reagált a nemzetközi ipari trendekre (pl. a formális módszerek oktatása a BME-n 1997-

ben 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 ad-

hoc;

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-

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 58

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

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.

4.2 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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 59

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 60

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 61

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 62

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)

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 63

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 know-

how 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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 64

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;

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 65

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 66

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-how-

val 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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 67

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

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 68

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 tervezés-

ellenőrzés-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,

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 69

o a feladat algoritmizálását ideértve a funkcionális működéshez szükséges és a nem-

funkcionális követelményeknek való megfelelést biztosító speciális algoritmusok

kiválasztását és formalizálását,

o implementációs platform és technológia kiválasztását,

o megvalósító alvállalkozói hálózat szervezését,

o folyamat és termék műszaki ellenőrzését,

o 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.

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.

4.4 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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 70

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.

STRATÉGIAI TERV

ArtemisH 2010. 71

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

http://haif.org/company_data.html

http://www.bhe-mw.eu/?page=rd

http://www.fukeyacht.hu/



http://haif.org/HATP.html

http://www.eltech-center.eu/

http://sgf.hu/

http://www.cleansky.eu/index.php?arbo_id=83&set_language=en

http://www.eltech-center.eu/livecam.html

artemis-h nemzeti stratégiai terv - npu.hu · pdf filestratégiai terv artemish...

Documents