Lucid-konsepti automatisoi ohjelmiston tuotannon

Kuvassa Lucid-konsepti kuvattu kaaviona.

Lucid on Comatec Groupiin kuuluvan Microteam Oy:n kehittämä konsepti, jonka avulla voidaan koneen, laitteen tai ajoneuvon toiminnot toteuttaa kustannustehokkaasti, joustavasti ja hallitusti koko sen elinkaaren ajan näin lyhyesti sanottuna.

– Lucid-konseptin avulla ohjelmiston tuotanto automatisoidaan. Tämä oli idea, kun Lucidia lähdettiin aikanaan 1990-luvulla kehittämään. Lucid-konseptissa olemme myös miettineet, mitä se edellyttää muilta vaiheilta. Softan tuotannon automatisointi ykkösvaatimuksena on asettanut muut kulmakivet paikoilleen, Microteamin teknologiajohtaja Pertti Arjanne sanoo.

– Yhtenä hyötynä on se, että konsepti käsittää kaikki tuotantovaiheet, tuotekehityksen, myynnin, tuotannon ja jälkimarkkinat. Alkuperäisenä lähtökohtana oli, että ei ole hyötyä automatisoida vain yhtä vaihetta, vaan pyritään siihen, että automaatio on mahdollisimman kattava. Ei pelkästään tehokkaan toiminnan kannalta, vaan liiketoimintariskien välttämiseksi, Pertti kertoo.

– Perinteisesti informaatio kulkee suunnittelun, tuotannon ja jälkimarkkinoiden järjestelmissä eri tavoin, erinäköisenä eri vaiheissa. Jälkimarkkinoiden osalta tieto ei aina ole virheetöntä. Sitä, että ajoneuvoon voidaan sen elinkaaren aikana tehdä muutoksia, tuoda siihen uusia ominaisuuksia ja ladata siihen uutta softaa, ei voida tehdä kovin luotettavasti manuaalisesti. Lucid-konseptin automaattinen prosessi sen sijaan toteutuu luotettavasti ja parantaa siten toiminnan laatua.

Lucidin prosessikuri

Lucidin sisältämä prosessikuri on yksi niistä kulmakivistä, jotka softan tuotannon automatisointi on asettanut Lucid-konseptille.

– Tuotannollisessa yritysmaailmassa ohjelmistotuotanto on prosessina enemmän tai vähemmän erillinen osa ja se ei ole tuotantoautomaatiossa ja tuotannonohjauksessa samalla tavalla elimellisesti kiinni kuin Lucid, Pertti kertoo.

– Lucid-konsepti sisältää prosessit ja prosessikurin, joka tarkoittaa sitä, että kaikki toimintaprosessin vaiheet käydään läpi ja niiden tulee noudattaa tiettyjä periaatteita.

– Kaikki mahdollinen konseptiin kuuluva pyritään standardoimaan, oli kyse sitten uudesta tai vanhasta osasta. Tämä tarkoittaa sitä, että määritetään mahdollisimman tarkkoja standardeja ja suositellaan poikettavan niistä harvoin, jotta variantteja fyysisistä laitteista, kuten ohjausyksiköt (ECU), tulisi mahdollisimman vähän. Tällöin ne ovat todennäköisemmin hyvin yleiskäyttöisiä, Pertti sanoo.

– Prosessina emme ole oikeastaan tunnistaneet mitään negatiivista, mitä tämä konsepti tuottaisi. Päinvastoin, olemme pystyneet karsimaan hyvin paljon turhaa. Lucid-konseptiin kuuluvan prosessikurin voisi kuvitella lisäävän kustannuksia, mutta kurin noudattaminen ennemmin säästää kuin lisää niitä.

– Ensimmäisellä kerralla Lucid-konseptin kurin noudattaminen saattaa tuntua työläälle, mutta toisella kerralla, se jo tuo hyödyt esille, Pertti toteaa.

– Peruskivenä tässä on se, että teet kerran kunnolla ja sen jälkeen pystyt uudelleen käyttämään aikaisemmin tehtyä, myyntipäällikkö Janne Virta toteaa.

Kuvassa vasemmalta Mikroteam Oy:n teknologiajohtaja Pertti Arjanne ja myyntipäällikkö Janne Virta.

Ympäristöstä riippumaton konsepti

– Lucid-konsepti on Microteamin toimesta käytössä muun muassa Volvon linja-autojen suunnittelussa, valmistuksessa ja ylläpidossa. Lucid-konseptilla voidaan toki toimia muillakin toimialoilla kuin liikkuvassa kalustossa, johon se on alun perin suunniteltu, Pertti sanoo.

– Lucid mukautuu monenlaiseen ympäristöön, koska Lucidin pääperiaatteet ovat päteviä lähes kaikissa ympäristöissä.

– Lucid on omiaan ympäristössä, jossa luodaan runsaasti erilaisia variantteja ja niitä ei tehdä valtavan suuria sarjoja. Linja-autojen tuotanto on hyvä esimerkki ympäristöstä, jollaiseen Lucid on omiaan antamaan lisäarvoa.

– Laajimmillaan Lucid soveltuu juuri enterprise-tyyppiseen toimintaan, kuten Volvolla, jossa kaikki on integroitu tuotannonohjauksesta jälkimarkkinointiin.

– Lucid-konseptin ansiosta Volvon ilmastointijärjestelmä (HVAC) on selkeästi linja-automaailman kehittyneimmästä päästä. Se on esimerkki lisäarvosta, jota Lucid pystyy tuomaan. Pystymme ohjaamaan ilmastointijärjestelmää ja kehittämään siihen kokoajan joustavasti eri markkina-alueille kohdennettuja ominaisuuksia ja funktioita, Pertti toteaa.

– Yksinkertaisimmillaan voimme tarjota koneenvalmistajalle pilvipalveluna koko softainfran siten, että valmistajalla ei tarvitse olla muuta kuin internetyhteys. Meiltä saa ohjausjärjestelmään ECU:t ja teemme kaiken valmiiksi niin, että he pääsevät laatimaan ohjausfunktioita, Pertti kertoo.

Lucid takaa päivitettävyyden jälkimarkkinoilla

Lucid-konseptin automaattinen prosessi mahdollistaa luotettavan päivitettävyyden. Ajoneuvoon voidaan tehdä muutoksia, tuoda siihen uusia ominaisuuksia ja ladata siihen uutta softaa luotettavasti sen koko elinkaaren ajan.

– Bussien elinkaari esimerkiksi voi olla vuosikymmeniä. Se vaihtaa todennäköisesti omistajaa useaankin kertaan elinkaarensa aikana. Tällöin yleensä tulee tarvetta tehdä siihen käyttötarkoituksen muutos. Käyttötarkoituksen muutos, vaatii usein funktioiden tai fyysisten osien muutoksia, Pertti kertoo.

– Bussin osilla ja komponenteilla on oma elinkaarensa tuotannossa. Esimerkiksi ECU:illa se on 5-10 vuotta. Bussin eliniän aikana alkuperäiset ECU:t ovat todennäköisesti eri sukupolvea kuin uudet ja ne on toteutettu eri tekniikoilla. Konsepti takaa, että vanha ECU voidaan suoraan korvata uudella.

– Lucid-konseptissa on panostettu hyvin paljon loogiseen yhteensopivuuteen, jonka ansiosta jokaisen sähköisten osien ja funktioiden konfiguraation muutoksen yhteydessä, ei tarvita ohjelmointia ja testausta erikseen. Testaus on integroitu järjestelmään ja ohjelmiston luonti on automatisoitu. Valmis paketti on asennettavissa autoon palvelimelta esimerkiksi huollon yhteydessä.

– Taustalla toki on monimutkainen järjestelmä. Kuitenkin, kun Lucid-konsepti on kerran kunnolla toteutettu, kaikki muutokset, jotka perinteisesti tarvitsevat käsin ohjelmointia, on tehtävissä helposti.

Uniikkia Lucidissa

– Kun esimerkiksi Volvo valmistaa bussin, koko prosessiin kuuluu monia vaiheita, tuotekehitystä ja suunnittelua, myyntiä, tuotantoa ja lopulta valmiista bussista pidetään huolta sen koko elinkaaren ajan. Lucid on mukana tässä koko ketjussa.

– Bussin tilauksen käsittelyssä syntyy osaluettelo (BOM = Bill of Materials), osanumeroiden lista, joka sisältää aivan kaiken, mitä bussiin tulee.

– Bussi sisältää lukemattomien osien lisäksi lukemattomia toimintoja. Lasinpyyhkimien tulee pyyhkiä, ovimekanismin tulee avata ja sulkea ovet, ilmastoinnin tulee toimia oikein. Kaikkien näiden tulee toimia turvallisesti ja paikallisten määräysten mukaan ja siten kuin kullakin markkina-alueella on tarpeen.

– Pyyhkijät, ovimekanismi sekä ilmastointilaite ovat mekaanisia laitteita, joiden toimintaa ohjataan ECU:illa. ECU:t itsessään sisältävät oman informaationsa. ECU:ja ohjataan ohjelmoimalla ja ne saavat mekaaniset laitteet toteuttamaan halutut toiminnot eli funktiot.

– Osaluettelo sisältää kaiken tämän, mutta erityistä on se, että Lucidissa se ei määrittele valmista ohjelmistoa, vaan konfiguraatioon kuuluvien funktioiden kohderiippumattomat määritelmät sisältyvät siihen kukin omalla osanumerollaan. Myös sähköinen kytkentä, johon ECU:t kuuluvat, muodostuu osanumeroista. Kytkentä ja funktio muodostavat kokonaisuuden, josta automaattisesti tuotetaan ohjelmisto ajoneuvolle.

– Mielestäni Lucidissa uniikki juttu on se, että se hallitsee koko ajoneuvon ohjelmiston tuottamisen osaluetteloon perustuen, Pertti toteaa.

Lucid-konseptissa on helppo päivittää uusia ominaisuuksia vanhaan konemalliin.

Ohjelmiston päivitys toimitettuun konfiguraatioon

– Perinteisesti toimien pitää kullekin ECU:lle kirjoittaa ohjelmisto erikseen. Uniikin konfiguraation ohjelmiston päivittäminen vaatisi testausta kentällä kyseisessä konfiguraatiossa. Tämä jäänee usein tekemättä, Pertti toteaa.

– Lucid-konseptin mukaan toimien, ohjelmaa ei tarvitse päivittää jokaiselle osalle ja ohjausyksikölle erikseen, vaan konseptiin sisältyy automatisoitu ohjelmistorobotti, joka tiedettyjen periaatteiden mukaan luo ohjelmistopaketin käytännössä nappia painamalla.

– Lucidin ohjelmistorobotti analysoi tarkasti tuotetun ohjelmiston varmistaakseen toiminnan kohdekonfiguraatiossa. Luotu ohjelma päivitetään sitten esimerkiksi huollon yhteydessä tai missä ja milloin vain verkon välityksellä.

Miten Lucid eroaa perinteisestä tavasta toimia?

– Anturit, lähdöt ja tulot ovat kiinni ECU:ssa, mutta Lucid ei ota funktioiden kuvauksessa kantaa siihen, missä ne sijaitsevat. Funktio kuvataan ylätasolla ja se on irrotettu ECU:sta. Järjestelmä tuottaa viestit ECU:hin.

– Perinteinen tapa funktion kuvaukselle on se, että se tehdään tietyille ECU:lle. Määritelmään kirjoitetaan silloin, tämä ECU tekee tätä ja tuo ECU tekee tuota. Viestiliikenne tehdään silloin juuri näille tietyille ECU:lle.

– Jos esimerkiksi tulisi tarve lisätä koneeseen ECU:ja tai muuttaa niiden kytkentöjä, jouduttaisiin normaalisti kirjoittamaan softa ECU-kohtaisesti ja tekemään ohjelmistoon merkittäviä muutoksia. Koska Lucidissa funktion kuvauksessa ei missään kohdassa yksilöidä ECU:ja, ei funktioihin tarvitse tehdä muutoksia sähköisen kytkennän muuttuessa.

– Sen sijaan signaali, jonka tulo tai anturi ECU:ssa tuottaa tai lähtö käyttää, on määritelty funktion kuvauksessa ilman viittausta tulon tai lähdön fyysiseen sijaintiin. Kääntäjärobotti sijoittaa signaalin aikanaan oikeaan ECU:un, joka sitten tuottaa oikeanlaisen funktion.

– Fyysiset muutokset esimerkiksi auton konfiguraatiossa, eivät edellytä mitään muutoksia ohjelmaan.

Kaikki tieto palvelimilla

– Palvelimille tallentuu Volvolla tiedot kaikista valmistetuista busseista osaluettelosta lähtien. Kaikki bussin elinkaaren aikana tehdyt muutokset tallentuvat myös palvelimelle. Siellä on tarkka kuvaus järjestelmästä ja kaikista siihen liittyvistä funktioista, koska se kuuluu Lucid-konseptiin.

– Jos on tarve päivittää jokin toiminto, esimerkiksi 15 vuotta vanhaan bussiin, voimme tehdä uuden funktion ja ottaa vanhan bussin päivitetyn osaluettelon, jossa on sen tämän hetkinen tilanne. Uusi ohjelmisto, uusilla funktioilla voidaan generoida nappia painamalla ja päivittää, kun bussi menee seuraavan kerran huoltoon.

– Tämä pystytään tekemään niin, että järjestelmä analysoi kaiken tarvittavan ja tiedämme, että funktio varmasti toimiin ja päivittäminen on turvallista. Tämä on poikkeuksellista, kun on kyse näinkin kompleksisesta järjestelmästä, Janne toteaa.

Lucid-konseptissa varaosille taataan taaksepäin yhteensopivuus, eivätkä varaosat tarvitse sovellusohjelmaa.

TEKSTI: TAINA SYRJÄNEN