ARTEMIS-H Nemzeti Stratégiai Terv - npu.hu · PDF fileSTRATÉGIAI TERV ArtemisH...
Transcript of 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:
Dr. Pataricza András
okl. villamosmérnök
egyetemi tanár, az MTA doktora
BME MIT;
elnök, OptXware Kft.
1., 2., 4. fejezet
Dr. Bartha Tamás
okl. villamosmérnök
fejlesztőmérnök, MTA SZTAKI
3. fejezet
Szerzők:
Dr. Bartha Tamás
okl. villamosmérnök
tud. főmunkatárs, PhD
MTA SZTAKI
Bencsáth Boldizsár
okl. villamosmérnök
tanársegéd,
BME HIT
Dr. Hetthéssy Jenő
okl. villamosmérnök
egyetemi docens, műsz.tud.kand.
BME AAIT
Hideg Mihály
okl. repülőmérnök
elnök,
Magyar Repülőipari Alapítvány (HAIF)
Jusztin Tamás
okl. villamosmérnök
tanácsadó
Lantos Péter
okl. villamosmérnök
szoftverfejlesztési osztályvezető
Prolan Zrt.
Dr. Pataki Béla
okl. villamosmérnök
egyetemi docens, PhD
BME MIT
Dr. Pataricza András
okl. villamosmérnök
egyetemi tanár, az MTA doktora
BME MIT;
elnök, OptXware Kft.
Dr. Soumelidis Alexandros
okl. villamosmérnök
tud. főmunkatárs, PhD
MTA SZTAKI
Szalai György
okl. programozó matematikus
röntgenfejlesztés-vezető, Innomed
Medical Zrt.
Dr. Szalai Sándor
okl. villamosmérnök, az MTA doktora
ügyvezető igazgató, SGF Kft.
Dr. techn. Tóth Csaba
okl. villamosmérnök
adjunktus, BME MIT
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.
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.
3.2.3 A szakterület stratégiai céljai
Villamos elosztó hálózattal minden ország rendelkezik, üzemeltetése is több központban történik.
Ezen a területen jelentős hazai eredmények vannak. Számos részterületen a hazai ipar nemzetközi
összehasonlításban is megállja a helyét, a magyar cégek a korábban felsorolt technológiák
alkalmazásával folyton újabb termékeket fejlesztenek. E pozíció fenntartása, sőt javítása fontos a
hazai szolgáltató ipar fenntartásához, növekedéséhez.
3.2.4 A stratégiai célok vetülete a beágyazott rendszerekre (kihívások, specialitások)
Biztonság, szabvány
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.
3.2.5 Szakterületspecifikus igények
Ennek a területnek az igénye a szerteágazói tervezési szakismeretek rendszerezett egyetemi
oktatásának magvalósítása, amely magába foglalja a protokollokat és az adatszolgáltatási igényeket
is. Megoldásra vár a minősítő tesztelések terepének kialakítása is, hiszen e rendszereknek valóban
komoly villamos zavartatás mellett kell megbízhatóan működniük. A gyors szoftverfejlesztés
lehetőségét modellvezérelt módszertanok alkalmazása teremtheti meg, ami módot ad 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.
3.3.2 A szakterület stratégiai céljai
A hazai egészségipar stratégiai jelentőségű gazdasági tényező. „Trendkutatások bizonyítják: az
egészségügy, mint mega-iparág válhat a gazdaság hajtóerejévé, és számos egyéb területet is magával
húzhat. Nem kiadás, sokkal inkább befektetés minden, az egészségügyre fordított forint. A magyar
egészségipar a nemzeti jövedelemhez 6,3 százalékot ad, miközben az egészségügyre fordított kiadás
csak 5,9 százalék.” [20][20] „A következő időszakban a növekedés motorja az egészségipar lesz, mely
egyben a legfontosabb kitörési pont” [21]. Stratégiai cél az egészségipar, ezen belül is az orvosi
műszerek, diagnosztikai és terápiás berendezések, illetve a gyógyszeripar fejlesztésének és
gyártásának területén elért korábbi régiós vezető szerep visszaszerzése, illetve új részterületekkel
(fúziós technikák, CAD rendszerek) való bővítése.
„2013-ig Magyarország váljon egyértelműen kiemelkedő vezetővé az új EU-tagállamok között a
biotechnológia területén, ezzel bejutva Európa tíz legjelentősebb biotech országa közé” [22]. Ez egy
nagyon kemény, de teljesíthető célkitűzés, figyelembe véve az eddig elért eredményeket és a hazai
kapacitásokat.
A stratégiai célok tekintetében azon területek emelhetők ki, amelyeken egy Magyarország méretű
ország jelentős hozzáadott értéket képes előállítani. Ezek elsősorban a tudásintenzív területek, mint
például az orvosi eszközök fejlesztése, orvosi-biológiai jel- illetve képfeldolgozás, a bioinformatika és
a mesterséges intelligencia alkalmazása.
Fontos stratégiai célunk, hogy az egészségipar és biotechnológia is kerüljön fel a hazai közép- és
hosszú-távú súlyponti gazdasági területek közé.
STRATÉGIAI TERV
ArtemisH 2010. 37
3.3.3 A stratégiai célok vetülete a beágyazott rendszerekre (kihívások, specialitások)
Orvosi célú alkalmazások fejlesztése és gyártása esetén az alkalmazott beágyazott rendszereknek
speciális igényeknek kell megfelelniük, melyek speciális megközelítéseket igényelnek.
Biztonság, szabványi előírások
Orvosi célú alkalmazások esetén a legfontosabb szempont a biztonság. Az ilyen készülékek és
rendszerek többsége a felhasználás jellege miatt a fokozott biztonságú alkalmazások körébe
tartozik. Ennek biztosítása érdekében mind a kutatási-tervezési, mind pedig a gyártási
folyamatoknak meg kell felelniük nem csak az általános ISO előírásoknak (ISO 9001) és
készülék- illetve eszközszabványoknak, de a sokkal szigorúbb Orvosi Direktíva (93/42 EEC),
illetve a kapcsolódó orvosi eszközökre vonatkozó egyéb szabványi követelményeknek is (ISO
13485, ISO 14971, EN 46001, EN 62304, EN 62366, EN 60601). Ezekbe a beágyazott
rendszerekbe csak megfelelő, szavatolt biztonságú (medical grade) processzorok és
alkatrészek tervezhetők és építhetők be. A rendszerek hierarchiáját úgy kell kialakítani, hogy a
kritikus feladatokat osztott működésű, párhuzamos, független részegységek lássák el.
Biztosítani kell a véletlen események (pl. áramkimaradás) és meghibásodások elleni védelmet,
illetve az ilyen események megfelelő biztonságú lekezelését. A fejlesztést és gyártást validált
hardver- és szoftverkörnyezetben kell végezni.
Aritmetikai kapacitás, sebesség
Bizonyos orvosi alkalmazások jelentős számítási teljesítményt igényelnek (aritmetikai és
sebességi igényeket támasztanak) a beépített számítástechnikai modulokkal szemben (3D/4D
képfeldolgozás), sőt egyes alkalmazási területek nem is fejlődhettek volna ki a megfelelő
kapacitású és sebességű hardvereszközök megjelenése nélkül (CT, MRI, PET, SPECT). Egyes
nagyon számításigényes területek, mint például a real-time CAD képfeldolgozó rendszerek
pedig csak multiprocesszoros, tipikusan 64-256 célprocesszort tartalmazó, párhuzamos
programstruktúrájú beágyazott környezetben tudnak elfogadható futásidőket biztosítani.
Ezekre az alkalmazásokra tehát speciális, gyors aritmetikájú processzorokat illetve FPGA
áramköröket és párhuzamosítható hierarchiájú programmegoldásokat kell alkalmazni, az
ezeket támogató fejlesztő és futtató (operációs) környezetekkel együtt. E téren jelentős
előrelépés, hogy a többszálú párhuzamos számítások ma már szintén elvégezhetők beágyazott
rendszerek segítségével, ami jelentős költségmegtakarítást jelent a szuperszámítógépek (pl.
grid rendszerek) alkalmazásával szemben.
Alacsony energiafogyasztás
Az orvosi alkalmazású készülékek egy része hordozható (pl. vérnyomásmérő, EKG, vércukor
mérő), illetve az emberi testbe beépülő (szívritmus-szabályozó, inzulinadagoló)
elemes/akkumulátoros működtetésű eszköz. Ezeknél az alkalmazásoknál a megfelelő
biztonság mellett kiemelt szempont az alacsony energiafogyasztás megvalósítása. Speciális
megoldás egyes beültetett eszközöknél az akkumulátorok újratöltése külső elektromágneses
energiacsatolással, vagy a működtető energia biztosítása közvetlenül a környező élő
testszövetekből. Ilyen alkalmazásokra tehát olyan hardvereszközöket és olyan 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.
3.3.6 Szakterületspecifikus igények
Javítani kell a felsőoktatás színvonalát, korszerűsíteni struktúráját. Folytatni és támogatni kell az
egészségügyi mérnök (orvos-biológiai szakmérnök) és biomenedzser képzéseket. Növelni a 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.
3.4.1 A szakterület stratégiai céljai
A rohamos ütemben folyamatosan érkező infokommunikációs technológiai újítások már középtávon
jelentős változásokat fognak hozni a felhasználók mindennapjaiban. A következő évtizedben
végbemenő változás legalább akkora lesz, mint amit az elmúlt 10 évben tapasztalhattunk.
Az Európai Unió 7. Kutatás-Fejlesztési Keretprogramjának részeként – a FET program keretében –
támogatást nyújt a legkockázatosabb, ám potenciálisan a legnagyobb újdonságtartalmú és technológiai
áttöréssel kecsegetető projektek számára is. E projektek célja, hogy a kutatókat mindenfajta
konzervatív és szkeptikus hozzáállástól megfosztva a nyitott gondolkodásra, kísérletezésre és
fejlesztésre ösztönözze, hogy akár a jelen technológiai keretrendszerétől elrugaszkodó, a hosszú távú
jövőt megalapozó megoldásokkal állhassanak elő.
A modern IKT fejlődése a párhuzamos, megosztott és hálózatalapú komplex rendszerek irányába
mutat. A párhuzamos rendszerek jelentős növekedést hozhatnak a számítási kapacitásokban az egyedi
processzorok fejlődése nélkül is, azok összekapcsolása révén a beágyazott rendszerekben is. A
jövőben minden eszköz, a mobiltelefonoktól kezdve az adatközpontokig, párhuzamosan,
összekapcsolva fog működni, állandó és változatos interakciót biztosítva a valós és virtuális világok
között.
Az egyének és szervezetek, vállalkozások életét egyre inkább meg fogják határozni e megosztott
rendszerek. Számtalan új alkalmazásnak fognak teret adni minden területen, például a
telekommunikációban, egészségügyben, szórakoztatóiparban stb. Egyik legfőbb kihívás lesz a
rendszerek heterogenitásának kezelése, a kiszámíthatóság, megbízhatóság és skálázhatóság biztosítása.
Ezen belül különösen fontos lesz a megbízható rendszerek felépítése megbízhatatlan alkotóelemekből,
a tervezés és futamidő komplexitásának menedzselése, valamint az új programozási paradigmák és
támogató környezetek létrehozása. Az új IKT rendszerek a következő évtizedben számos új lehetőség
kapuját fogják megnyitni a számítástudomány és kommunikáció terén, valamint az
eszközfejlesztésben.
A környezetünkben található egyre több IKT eszköz és ezek kapcsolódása egyre erősebb igényt
támaszt arra, hogy képesek legyenek együttműködni egymással, alkalmazkodni környezetükhöz,
válaszolni az egyéni emberi igényekre, s a változó kontextusnak megfelelően módosítani önmagukat
módosítani. A decentralizált, heterogén önszerveződő rendszerek koncepciója azon nyugszik, hogy a
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