Forslag til dansk program om:
TEKNOLOGIER TIL INTELLIGENTE SYSTEMER
D-ARTEMIS netværket Nærværende forslag til program om Teknologier til Indlejrede Systemer er udarbejdet af aktørerne i D-ARTEMIS i samarbejde med branchens underleverandører. D-ARTEMIS netværket er søsat med det formål at samle alle kræfter inden for indlejrede systemer, både fra industrien og forskningsverdenen, og at stimulere en stærk dansk deltagelse i EU’s forskningsprogrammer inden for FP7, specielt ARTEMIS programmet.
D-ARTEMIS partnere: ITEK, DTU, SDU, AAU, AU, ALEXANDRA
Forslag til dansk program om: Teknologier til Intelligente Systemer Fremtidens teknologi ligger i de indlejrede systemer. Rundt om i Europa har regeringer og de største virksomheder allerede afsat store beløb til udviklingen af teknologien til frembringelse af intelligente systemer. Skal Danmark holde positionen blandt førende it-nationer, gælder det om at markere sig nu.
Indlejrede systemer anvendes i alle markedssektorer – energi, medicin, miljø, landbrug, kommunikation, underholdning, tekstiler, transport, logistik, kemi, fødevarer og materialer. Indlejrede systemer har stor indflydelse på, hvordan disse sektorer arbejder og samarbejder, hvordan de vil udvikle sig, hvordan de opfattes af både professionelle og offentligheden, og hvor succesfulde deres produkter vil være i den globale konkurrence.
Innovationen i langt størstedelen af dagens produkter og services skabes ved at tilføre intelligens baseret på elektroniske systemer indlejret i produktet. Disse indlejrede systemer findes overalt, indbygget i vores biler, veje, broer og tunneller, i medicinske instrumenter og kirurgiske robotter, i hjemmet, kontoret og fabrikken, i skibe, fly og lufthavne, i mobiltelefoner og kommunikationsudstyr, selv indbygget i vores tøj. De er forbundet i store netværk – bilen til vejnettet, hævekortet til banksystemet.
Et voksende marked Verdensmarkedet for indlejrede systemer er i dag omkring 160 milliarder EUR, med en årlig vækst på 9%. Figuren viser eksempler på størrelse og årlig volumen af den indlejrede software i en række produkter. Selvom disse statistikker er sammenlignelige med de største software pakker, så som Microsoft Windows, så er indlejret software langt mere komplekst, pga., realtids- og interface krav, som man typisk ikke finder i traditionelle IT systemer.
109 RT-linux
Mobil phone low cost
108
Washing machine
Automotive SW
107 Mobil phone High end
Pacemaker
SYSTEM PER YEAR
106
105
104
Airplane navigation
103
102
101
100
Space flight SW
105
106
107
108
SIZE IN OBJECT INSTRUCTIONS
109
En analyse fra ARTEMIS viser, at andelen af indlejrede systemer i gængse produkter målt på produktets kostpris er vokset fra 4% i 1977 til 25% i 2007, og denne andel forventes fortsat at vokse i de kommende år.
Virksomhedernes fokus ændres derfor i retning af at opbygge kompetencer, som muliggør udviklingen af disse indlejrede systemer, der tilfører produkterne den nødvendige intelligens. På europæisk plan har EU Kommissionen netop i samarbejde med de største koncerner (bl.a. Daimler, Bosch, Airbus Industries, Siemens og Philips) igangsat en fokuseret satsning (2.700 mio. EUR) på at opbygge kompetencer og systemer, som muliggør en mere effektiv udvikling af indlejrede systemer (ARTEMIS programmet). Baggrunden herfor er, at selv små effektiviseringer i udviklingsprocessen af indlejrede systemer vil komme mangedobbelt tilbage i de produkter og services, som udvikles længere oppe i værdikæden.
Analyser udført af MEDEA+ viser, at udviklingen af basisteknologier i form af bl.a. designværktøjer til indlejrede systemer genererer ekstremt høje afkast i de efterfølgende led af værdikæden. Investeres én EUR i basisteknologierne, genereres der ifølge MEDEA+ henved 100 EUR inden for anvendelsesområder som f.eks. energi-, sundheds- og kommunikationssystemer. Dette skyldes, at de samme basisteknologier til udvikling af de indlejrede systemer finder anvendelse inden for stort set alle applikationsområder. Nedenstående figur viser hvorledes tilvækst genereret inden for basisteknologierne forplanter sig op i de danske sektorer inden for energi-, sundheds- og kommunikationssystemer.
iNDLEJRET SYSTEMER i PROCENTDEL AF PRODUKTETS KOSTPRIS 100% 80% 60%
40%
20%
0% 1977
1987
1997
2007
iNDLEJRET DEL IKKE iNDLEJRET DEL
ARTEMIS er et fælleseuropæisk partnerskab mellem forskning og industri og et ambitiøst forskningsprogram i samarbejde mellem offentlige og private virksomheder/institutioner inden for indlejrede systemer. Målsætningen i ARTEMIS er at sikre kritisk masse inden for dette vigtige felt, så Europa kan fastholde og udbygge sin position i verdenseliten.
MEDEA+ er et industridrevet fælleseuropæisk program for avanceret forskning og udvikling inden for mikroelektronik med det formal at sikre Europa en teknologisk og konkurrencemæssig føreposition indenfor mikroelektronik.
3.000 Service, Energidistribution, Hospitalsvæsen, og Telekommunikation
V TI LA RE
1.500
Industrielle anvendelser, Energi-, Sundheds- og Kommunikationsektoren
E RK MA SE EL
RR
TØ SS DS
660
Udviklingshuse (Underleverandører)
100
Teknologier til indlejrede Systemer
Indlejrede systemer er derfor et teknologiområde med brede anvendelsesperspektiver, der kan bidrage til at løse en række af de udfordringer, som samfundet ser sig konfronteret med i begyndelsen af det 21. århundrede. Undersøgelser peger på, at knap en tredjedel af stigningen i den danske arbejdsproduktivitet skyldes øgede investeringer i og udnyttelse af IKT blandt andet i form af indlejrede systemer. Værktøjer, metoder og teknologier vil kunne bidrage til at nyudvikle og innovere i fx sundhedssektoren og samtidig bidrage til at revitalisere store dele af den traditionelle industri inden for bl.a. energi- og kommunikationssystemer.
DONG, Regionerne TDC, TELENOR, 3... Grunfos, Danfoss, Vestas Velux, B&O, APC, MAN Oticon, GN Resound, RTX... DataRespons, Develco, Gatehouse Logos Design, PAJ System, Prevas T&O, Wirtek, Mjølner Informatics...
DTU, AAU, AU, SDU, CISS, Alexandra, Delta, ARTEMIS, International Komponentleverandører...
Visioner Danmark er kendt som en af de førende it-nationer i brug af internet og mobilkommunikation. Men for at blive i førerpositionen må vi også være med i næste generation af intelligente systemer. Forsknings- og innovationsstyrelsen har en vision om, at Danmark i 2015 er ledende inden for udvikling af nye innovative it-, kommunikations- og telebaserede produkter og services (IKT) samtidig med, at samfundets behov og den generelle IKT udvikling i højere grad sammentænkes. Desuden er det en målsætning, at det danske erhvervsliv i stigende grad eksporterer sine systemer og teknologier til markeder i udlandet, som fx markederne for avancerede energiteknologier. I lyset af den stigende konkurrence fra fjernmarkeder er det vigtigt, at der satses på udviklingen af IKT-sektoren både inden for smalle nicheprægede teknologier, de brede kerneteknologier samt udvikling af globale forretningsmodeller. Succesfuld udvikling og implementering af IKT-projekter kræver fuld forståelse og kontrol af de processer, som skaber fremtidens intelligente systemer.
Den danske forretningsmodel for udvikling af intelligente systemer Danmark er generelt anerkendt som en IT nation med førende anvendelse af internettet og mobilkommunikation. Denne førerposition giver et stærkt udgangspunkt for udviklingen af næste generation af intelligente systemer. Den danske udviklingssektor tæller såvel internationale spillere som Nokia, Ericsson, Siemens og Motorola som en lang række danske virksomheder, der udnytter indlejrede systemer til at tilføre deres produkter intelligens, eksempelvis: 5
Sundhedssystemer: Oticon, GN Resound, Widex, Sonion, Radiometer og B-K Medical 5 Energisystemer: Danfoss, Grundfos, Velux, Vestas Wind Systems, DONG Energy, APC Denmark og MAN Diesel 5 Kommunikation: Thrane & Thrane, RTX Telecom, GN Netcom, Bang & Olufsen og ETI
Til udvikling af de intelligente systemer bliver disse virksomheder ofte støttet af en gruppe underleverandører, som er højt specialiserede inden for udviklingen af indlejrede systemer, såsom: • • • • • • • • • • • •
Data Respons Develco GateHouse Homatic Logos Design Mjølner Informatics PAJ Systems Prevas RTX/Penell T&O Stelectric Tricon Wirtek
ENERGI SYSTEMER
TEKNOLOGIER
Over de seneste fire år (2004-2007) har disse underleverandører udvist gennemsnitlige årlige vækstrater på næsten 24%, og medarbejderantallet er øget fra under 600 til over 800 i samme periode. Ud over disse omfatter denne forretningssektor henved 50 mindre, men meget innovative virksomheder, mange opstået som spin-off fra universiteterne. Disse fokuserer på deres eget produkt baseret på et indlejret system, eksempelvis: CCI Europe, Condigi Televagt, Cryptomathic, CSC Scandihealth, Kamstrup, Systematic Software Engineering, Trifork, Priway, AuditData, TeklaTech, Skov, IcePower, PowerSense, etc.
Styrkelse af forretningsområdet EU Kommissionen og de helt store virksomheder i Europa har set den strategiske betydning af at styrke udviklingen inden for indlejrede systemer. Andre lande, bl.a. Sverige og Finland, har også igangsat nationale programmer for specifikt at tilføre mere intelligens i produkter og services. F.eks. har det finske Tekes i 2007 igangsat et 7-årigt forskningsprogram (Ubicom) inden for indlejret IKT med et budget på ca. 300 millioner EUR.
SUNDHEDS SYSTEMER
KOMMUNIKATIONS SYSTEMER
( komponenter / platform / sensorer )
INTEGRATIONSMETODER
( plug and play )
UDVIKLINGSVÆRKTØJER
( design / metoder / modellering )
Mobile Comm.
ENIAC
PHOTONICS Optical Technologies
Manufacturing Tech.
N
MANUFUTURE
EN
T
Smart System
M
EPoSS
Embedded Systems
Nanoelectronics
eMOBILITY
AP PL IK AT IO N
Transports
PO
ARTEMIS
ERTRAC
SY ST E
Aeronautics
KO M
ACARE
For at styrke Danmarks position inden for anvendelsen af intelligente systemer foreslås gennemført et program målrettet intelligente systemer inden for de tre erhvervssektorer: Energi, Sundhed og Kommunikation.
Integrationsmetoder: Middleware, der muliggør simpel integration af komponenter (plug and play), og som støtter nye services bl.a. baseret på ambient intelligence.
Udviklingen af basisteknologierne vil dermed kunne målrettes ikke kun mod f.eks. mindre og mellemstore virksomheders behov men specifikt mod de tre erhvervssektorer, hvor Danmark allerede har en stærk international position.
Udviklingsværktøjer: System design metoder og værktøjer til effektivisering af designprocessen.
Organisering af et nationalt program Udviklingsprogrammet foreslås opbygget, så det tilgodeser behovene i såvel applikationsvirksomheder inden for energi-, sundheds- og kommunikationssystemer som sektorens underleverandører. Programmets udviklingsprojekter skal støtte hele fødekæden for udviklingen af indlejrede systemer, hvilket vil sige såvel teknologier og integrationsmetoder som værktøjer, der understøtter hele udviklingsprocessen. Teknologier: Udvikling af komponenter baseret på standardarkitekturer for et antal applikationer, som muliggør håndteringen af den stigende kompleksitet.
Programmet skal dække hele innovationskæden fra uddannelse af kandidater over teknologi, komponenter, systemværktøjer og designmetoder til IPR beskyttelse. Det foreslås, at programmet baseres på de velkendte og afprøvede stimuleringsinstrumenter under VTU, som eksempelvis Innovationskonsortier, PhD stipendier, Netværk, etc., men at der også afsættes midler til at finansiere større egentlige projekter mellem virksomheder og universiteter. For at matche andre nationale programmer foreslås en indsats i størrelsesordenen 150 mio. kr pr år frem til 2016. Strukturen i det foreslåede program er opbygget, så det også styrker integrationen med de europæiske satsninger og som for ARTEMIS’ vedkommende løber frem til 2016.
Bjarne Ravn Sørensen, President, Vestas Control Systems A/S “Vi har investeret mere end 225 mio. kr i opbygningen af egen elektronikfabrik for at understøtte vores elektronikudvikling, da styringen af vindmøllerne er en vigtig kernekompetence for Vestas.”
Kurt Godsk, Teknisk Direktør, Data Respons A/S ”Når vi øger produktiviteten med 20%, og holder os skarpe på platformsområdet, kommer det alle vores kunder tilgode, som derved får lettere ved at møde kravene om time-to-market til en rimelig pris og med opdateret teknologi”
Rune Domsten, Teknisk Direktør, Prevas A/S “Som underleverandør til næsten hele den danske energi-, sundheds- og kommunikationssektor er det altafgørende, at vi har tilgang til de mest effektive udviklingsværktøjer samt kandidater, som er uddannet til at kunne forstå og bruge disse”
Tom Togsverd, Direktør, ITEK/DI “En styrket indsats inden for teknologier til intelligente systemer vil ikke kun fremme ITEK erhvervet, men vil mangedoble effekten inden for mere traditionelle sektorer som energi, sundhed og kommunikation”
Knut Conradsen, Prorektor, DTU “Styrkelsen af forskningen inden for intelligente systemer har vores allerstørste opbakning, da det ligger i direkte forlængelse af vore strategiplaner”
Kresten Nørgaard Christensen, Direktør, Develco A/S “I udviklingen af vores produkter er vi på stadig jagt efter systemudviklingsværktøjer, som gennem øget abstraktion muliggør en mere effektiv udvikling af mere og mere komplekse indlejrede systemer”