Model-driven Development

In der heutigen, sich ständig weiterentwickelnden Technologielandschaft erfordert die zunehmende Komplexität moderner Systeme eine kontinuierliche Verbesserung der Entwicklungsprozesse, um die höchsten Qualitätsstandards zu erfüllen. Die modellgetriebene Entwicklung (Model-Driven Development, MDD) erweist sich als ein zentraler Ansatz, der verschiedene Facetten traditioneller Produktdesignprozesse grundlegend verbessern kann. MDD mindert nicht nur die Projektrisiken und reduziert die Kosten, sondern fördert auch die reibungslose Zusammenarbeit zwischen Entwicklern verschiedener Disziplinen.

Unsere Weg begann vor Jahrzehnten mit der Implementierung von Modellierungs- und Simulationstechniken wie SPICE zur Analyse von Elektronik und der Anwendung der FEM-Analyse zur Optimierung des Board-Designs. Seit 2012 haben wir unsere Möglichkeiten erweitert und generieren Code für Prozessoren und FPGAs aus Systemmodellen. Unsere Erfolgsgeschichte mit dem Brakebox Wafer Handler können Sie auf der MathWorks-Website nachlesen.

Bei 3T optimieren wir die Platzierung der Komponenten und sind dank unserer Leistungsanalyse in der Lage, Designs mit hoher Leistungsdichte zu entwickeln. Wir haben bereits Simulationsmodelle für unsere Plattformen VIPER und PEPPER entwickelt.So können wir die spezifischen mechatronischen Herausforderungen unserer Kunden schnell einschätzen und unsere Simulationsmodelle anpassen, um eine auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnittene Steuerungssoftware zu erstellen.

Mit unserem Comittment für die modellbasierte Entwicklung bleiben wir an der Spitze der Innovation, um die steigenden Anforderungen der heutigen komplexen Produktdesignlandschaft zu erfüllen.

Das Sirius Pintuition System stellt eine innovative Lösung für die Brustkrebs-Chirurgie dar. Bei dem Verfahren wird ein winziger titanumhüllter Magnet mit einer Nadel in den Tumor eingeführt. Zur weiteren Unterstützung des Chirurgen wird ein spezieller Stab durch einen kleinen Einschnitt in der Brust eingeführt. Dieser Stab erkennt das Magnetfeld und bietet eine wertvolle Orientierungshilfe während des chirurgischen Eingriffs. Dieser innovative Ansatz verbessert vor allem die kosmetischen Ergebnisse und ermöglicht mehr brusterhaltende Operationen.

Während der gesamten Entwicklung des Systems war 3T federführend bei den elektronischen Komponenten, um die Herausforderungen bei der genauen Erkennung und Interpretation des Magnetfelds zu bewältigen. In Zusammenarbeit mit einem Drittanbieter haben wir ausgefeilte mathematische Algorithmen für eine präzise Positionierung entwickelt.

Das fertige Gerät zeigt nun in Echtzeit den Abstand zwischen dem Stab und dem magnetischen Seed millimetergenau auf dem Display an, was während der Operation eine wertvolle Unterstützung darstellt.

OP-Verteilersysteme erfordern ein Höchstmaß an Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit, um dem Operationsteam einen schnellen Zugriff auf wichtige Funktionen zu ermöglichen. Um eine nahtlose Steuerung der Bedieneinheit zu ermöglichen, entwickelte unser Kunde ein intelligentes Bremssystem, für das wir die Elektronik und Software lieferten.

Die größte Herausforderung bestand darin, eine Software zu entwickeln, die sich nahtlos in ein komplexes System einfügt, wobei ein erheblicher Teil des mechanischen Designs noch nicht fertiggestellt war. Durch den Ansatz der modellgetriebenen Entwicklung (Model-Driven Development) konnte unser Team die Schnittstellen und das Verhalten des Systems effektiv modellieren und simulieren, was eine präzise, auf die Anforderungen des Kunden zugeschnittene Entwicklung ermöglichte.

Wir erreichten eine ideale Lösung, indem wir den Kunden aktiv in die Entwicklungsiterationen und Softwareoptimierungen einbezogen. Dieser kollaborative Ansatz stellte sicher, dass die chirurgischen Ausleger den höchsten Leistungs- und Benutzerfreundlichkeitsstandards entsprachen.

PEPPER ist ein hochmodernes Entwicklungsboard, das einen außergewöhnlich präzisen digitalen Verstärker beinhaltet. Die 4-Kanal-Plattform ist mit hochmodernen Galliumnitrid-FETs (GaN-FETs) ausgestattet und bietet eine umfassende Kontrolle über die Spannungs- und Stromausgänge.

Der Verstärker ist äußerst vielseitig und eignet sich für eine breite Palette von Lastimpedanzen, von kapazitiv bis induktiv.

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VIPER ist ein elektronischer Drehzahlregler mit einer Leistung von bis zu 1 kW, ideal für Motoren mit einer Versorgungsspannung von 8 bis 60 V. Das Motorsteuerungsboard besteht aus einem robusten Prozessor, einem intelligenten FED-Treiber und diskreten Leistungsstufen. Die Stärke dieses Moduls liegt in seinem umfassenden Individualisierungspotenzial, wodurch es sich für eine Vielzahl von Anwendungen perfekt eignet.

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In Zusammenarbeit mit unserem Kunden haben wir ein leistungsfähiges Backend-Radarmodul entwickelt. Dieses Modul steuert das Radar-Frontend-Modul, das die analogen Tracking-Signale erzeugt und empfängt. Das Radar-Backend-Modul, das vom Xilinx Zynq Z-7020 betrieben wird, umfasst die Signalkonditionierung, Datenerfassung und Datenverarbeitung für analoge Radar-Tracking-Signale.

Die digitale Signalverarbeitung auf der Zynq FPGA-Fabric verbessert die Verarbeitungsmöglichkeiten, während das eCos RTOS auf einem Zynq ARM-Kern das präzise Timing der Radarverfolgungsaufgaben sicherstellt. Die erforderlichen Tracking-Algorithmen werden mittels modellbasierter Entwicklung unter Verwendung von MATLAB und Simulink entwickelt. Diese integrierte Lösung stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Radarsignalverarbeitung und -verfolgungstechnologie dar.

Mit unserem frühen Commitment für den Model-Driven Development Ansatz in Kombiantion mit Code-Generierung sind wir Vorreiter in unserem Industrieumfeld.

Auf der Grundlage unserer umfangreichen Erfahrung haben wir den Entwicklungsprozess so verfeinert und optimiert, dass sich unsere Projektrisiken veringern und wir Produkte von höchster Qualität liefern.

Unser Fachwissen kommt vor allem im Bereich der Bewegungssteuerung zum Tragen, wo die Modellierung eine zentrale Rolle spielt. Indem wir mechatronische Systeme durch modellgestützte Entwicklung verstehen, gewinnen wir tiefere Einblicke in die Herausforderungen und beschleunigen die Entwicklung effektiver Lösungen.

Bert van den Berg, 3T Business Unit Manager

3TModel-Driven Development

Unser Leistungsspektrum im Überblick

Optimierung auf Systemebene und eine Bewertung der Anforderungen
Stark in den Entwurfsprozess integriert
Entwicklung und Bewertung von Algorithmen in den frühen Stadien, erleichtert durch ein vollständiges Systemmodell

Bewertung von Steuerungsstrategien für mechatronische Systeme, ohne dass physische Hardware zur Verfügung stehen muss
Simulation komplexer Softwarearchitekturen und der Interaktion zwischen verschiedenen Teilen des Systems
Einsatz von Tools, die Standard-konforme Software erzeugen und die Time-to-market reduzieren

Physikalische Simulationen geben Einblick in ein System, das nicht gemessen werden kann
Die bereichsübergreifende Modellierung verringert die Kommunikationsbarrieren zwischen den technischen Disziplinen.
Frühzeitige Identifizierung potenzieller Produktfallen

3T Letter Wheel - Model-Driven Development

Sehen Sie sich das Video an, in dem Sjoerd Rozendal von 3T die Vorteile des Model-driven Development anhand des Letterwheel-Demonstrators auf der E&A 2023 präsentiert.

3T B.V. (HQ)

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7521 PH Enschede

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3T ist ein renommiertes niederländisches Elektronik-Designhaus mit über vier Jahrzehnten Branchenerfahrung. Unser engagiertes Team mit über 100 Entwicklern setzt sich mit viel Leidenschaft dafür ein, Spitzenleistungen und Innovationen für unsere Kundenprojekte zu erzielen.
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Analog- und Mixed-Signal-Design ist eine besondere Stärke von 3T. Wir sind die Experten wenn Sie präzise Sensorschnittstellen, Echtzeit-Datenerfassung oder eine komplexe Steuerschaltung benötigen. Als AD- und TI-Designpartner arbeiten wir immer mit den neusten Technologien.

Seit der Markeinführung von FPGAs hat 3T weitgehende FPGA-Kenntnisse und -Erfahrungen aufgebaut. Als Design-Partner von Intel, AMD und Microchip arbeiten wir mit den neuesten FPGA-Technologien, wie z. B. der neuesten Generation von Systems-On-Chip- (SOC)-Bausteinen.

Die Steuerung von Aktoren und geregelte Wärmeableitung sind entscheidend in verschiedenen Anwendungen, beispielsweise in der industriellen Automatisierung und Robotik, in elektronischen Geräten und bei der Energieerzeugung. Mit Hilfe intelligenter Algorithmen werden physikalischer Systeme präzise gesteuert und die Wärmeabfuhr optimiert, um eine hohe Systemleistung, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Komponenten zu gewährleisten.

Die Funktionalität einer komplexen Anwendung wird häufig durch ihre Embedded Software bestimmt. Bei deren Entwicklung stützen wir uns auf unser umfassendes Know-how im Bereich Programmiersprachen, Mikrocontroller, Hardwareschnittstellen und Echtzeitbetriebssysteme. Als Entwicklungspartner von NXP, TI und Microchip arbeiten wir nur mit den neusten Technologien.

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Basierend auf unseren fundierten Kenntnissen über die entwickelte Anwendung ist die Entwicklung zugehöriger Testsysteme und Teststrategien eine logische Folge. Je nach Situation liefert das Testkonzept eine andere Perspektive und Wirkung auf den Entwicklungsprozess.