El proyecto de investigación EMPHYSIS dirigido por Bosch, ha entregado el nuevo "estándar eFMI" de intercambio de modelos para acelerar el desarrollo basado en modelos de software embebido. 

El objetivo del proyecto EMPHYSIS (Sistemas Embebidos con Modelos Físicos en el Software en Producción), encabezado por Bosch, era idear un nueva base estándar abierto para desarrollar nuevas herramientas innovadoras

 

El 15 de septiembre, este proyecto de colaboración internacional, reunió a 25 socios industriales y académicos de diferentes sectores localizados en Bélgica, Canadá, Francia, Alemania y Suecia, fueron reconocidos con el ITEA Award of Excellence por este logro único.


Mejor programación con menos esfuerzo al usar "eFMI", el nuevo estándar de intercambio de modelos para dispositivos integrados


Al desarrollar una nueva función matemática, muchos ingenieros aprenden que su conocimiento sobre la física de sus productos no es suficiente para desarrollar un algoritmo con cierto objetivo, debido a los exigentes requisitos del software en cuanto a seguridad, limitación del CPU y menos memoria de la estimada. Si bien esto podría dar como resultado una idea inicial que nunca despegue en cuanto a operar y controlar su producto de manera más inteligente, al mismo tiempo, revela la necesidad de un vínculo entre la simulación digital de procesos físicos y software integrado.


El objetivo del proyecto EMPHYSIS (Sistemas Embebidos con Modelos Físicos en el Software en Producción), encabezado por Bosch, era idear un nueva base estándar abierto para desarrollar nuevas herramientas innovadoras. Esto permite que las funciones basadas en modelos se ejecuten directamente en software integrado en dispositivos, con mejor código y menos esfuerzo. Con este fin, el proyecto llevó adelante la idea del exitoso modelo de interface de ensambles funcionales (FMI), como estándar de intercambio en simulación de desarrollo FMI para sistemas embebidos, o el nuevo “estándar eFMI”. Esto permite una amplia variedad de métodos avanzados basados en modelos de control y diagnóstico, por ejemplo, como resolver un conjunto de ecuaciones diferenciales para calcular una señal en lugar de medirla a través de un sensor. Al permitir que un sensor de hardware sea reemplazado por una pieza de software, bajamos el costo total del proceso.

 

“El proyecto EMPHYSIS ha logrado resultados como la generación automática de código de programación óptimo a ser embebido en dispositivos. Muestra que con el poder de los proyectos de investigación colaborativos se impulsa la adopción de un nuevo estándar y genera ganancias de productividad para la industria.” comenta Jean-François Lavignon, ITEA Vice-chairman

 

Investigación a detalle y beneficios técnicos


Hablando técnicamente, eFMI es innovador porque ofrece un formato intermedio independiente del objetivo, el cual define el nuevo lenguaje algorítmico protegido para control integrado (GALEC). Este nuevo lenguaje de programación es capaz de garantizar que un algoritmo se pueda traducir a un código que tenga:

  • Tiempo de ejecución estático en el peor de los casos
  • Demanda de memoria estática conocida a priori
  • Ausencia de acceso ilegal a la memoria

 

En otras palabras: el código satisface estos estrictos requerimientos del sector automotriz en software embebido, lo que también lo hace aplicable a otros sectores con menos restricciones como robótica, aplicaciones industriales y bienes de consumo.

Con eFMI y GALEC es posible capturar la esencia computacional de un modelo en una forma independiente del objetivo, lo que es una base sólida para que cualquier generador de código de programación, produzca código optimizado para ambientes de ejecución arbitrarios y arquitecturas de software. Todo esto se convierte en una arquitectura de contenedor rastreable, escalable y verificable, que va mucho más allá de un simple formato de intercambio.

La forma de trabajo de eFMI permite a los programadores modelar un sistema en un alto nivel de abstracción, comenzando con un modelo reutilizable, de alto nivel, orientado a componentes y estructurado físicamente. El toolkit transforma en automático una solución que se puede integrar mejor en el software.


Los principales beneficios de esta solución y el flujo de trabajo eFMI asociado son:

  • Acelerar el tiempo de desarrollo;
  • Mejor uso de los expertos de dominios al separar el tema del modelado físico y la implementación integrada;
  • Superar el bloqueo de proveedores de software a través de eFMI ya que se publica como un estándar abierto en GitHub;
  • Permite nuevas formas de colaboración con proveedores de OEMs.


Se estableció un OEM Advisory Board para recopilar requerimientos, aportes y casos de uso adicionales y difundir los resultados del proyecto, lo que ayuda a asegurar la aceptación y las innovaciones futuras en nuevos dominios.

El 22 de marzo de 2021, justo después de la finalización del proyecto, la Asociación Modelica sin fines de lucro, aprobó oficialmente un nuevo proyecto para seguir desarrollando, estandarizando y dar a conocer eFMI. Como miembros iniciales del comité de dirección se encuentran Robert Bosch GmbH, Dassault Systèmes, DLR Institute of System Dynamics and Control, dSPACE, ESI Group, ETAS GmbH y Modelon AB; Mercedes-Benz AG se unió recientemente. El primer lanzamiento oficial de eFMI 1.0 será en 2021. Se han desarrollado 14 herramientas dentro de EMPHYSIS, eFMI ya tiene una base amplia incluso antes de su lanzamiento oficial.


“Lo que nos enorgullece como equipo es el hecho de que este éxito ha sido reconocido no solo por nuestros socios comerciales y el OEM Advisory Board que representa la voz del cliente, sino también por la organización ITEA.” señala Oliver Lenord, ingeniero de investigación del departamento MBSE de Robert Bosch


El software de EMPHYSIS se traduce en vehículos más seguros y eficientes que pueden seguir el ritmo de las demandas de los clientes y ayudar a atenderlos problemas climáticos a largo plazo. Sin embargo, por el momento, el mensaje del proyecto es claro: aprovechar al máximo, el lenguaje de modelado orientado a componentes basado en ecuaciones, con una buena biblioteca de programas se pueden obtener ganancias del 90% en la productividad del desarrollo de funciones basadas en modelos.


Socios del Proyecto EMPHYSIS

Belgica
• Dana Belgium
• Siemens Industry Software NV
• University of Antwerp NEXOR

Canada
• Maplesoft

Francia
• CEA
• Dassault Systemes SE
• FH Electronics
• Institut Polytechnique de Grenoble
• OSE Engineering
• Renault SAS
• Siemens Industry Software SAS
• SOBEN

Alemania
• AbsInt Angewandte Informatik GmbH
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) System Dynamics and Control
• dSPACE GmbH
• Elektronische Fahrwerksysteme GmbH
• ESI ITI GmbH, part of ESI Group
• ETAS GmbH
• PIKETEC
• Robert Bosch GmbH

Suecia
• Dassault Systèmes AB
• Linköping University
• Modelon AB
• RISE - Research institutes of Sweden SICS East
• Volvo Personvagnar AB

 


Sobre ITEA

ITEA es el Cluster Eureka para la innovación de software, que permite a una gran comunidad internacional colaborar en proyectos financiados que convierten ideas innovadoras en nuevos negocios, empleos, crecimiento económico y beneficios a la sociedad. https://itea4.org

Acerca de ESI Group

Fundado en 1973, ESI Group imagina un mundo en el que la industria se compromete con resultados audaces, abordando preocupaciones de alto riesgo: impacto ambiental, seguridad y comodidad a consumidores y trabajadores, modelos comerciales adaptables y sostenibles. ESI ofrece soluciones confiables y personalizadas basadas en el modelado de física predictiva, la experiencia en creación de prototipos virtuales y permitir que las industrias tomen las decisiones correctas en el momento adecuado, mientras administran su complejidad. Actuando principalmente en automoción y transporte terrestre, aeroespacial, defensa y naval, energía e industria pesada, ESI está presente en más de 20 países, emplea a 1200 personas en todo el mundo y registró ventas en 2020 de 132,6 millones de euros. ESI tiene su sede en Francia y cotiza en el compartimento B de Euronext Paris.

 

Fuente: BUSINESS WIRE - ESI Group