Sulautetut järjestelmät yhdistävät mekaniikkaa, elektroniikkaa ja ohjelmistoja täsmällisesti määritellyn tehtävän suorittamiseen. Käyttökohteita on valtavasti – tavallisesta tietokoneen hiirestä tai auton kaasupolkimesta teollisuusrobotteihin ja vaativiin lääkinnällisiin laitteisiin.

Sulautettu järjestelmä sisältää tietokoneen, vaikka ei näytäkään siltä. Järjestelmät voivat olla pieniä laitteita tai monimutkaisia kokonaisuuksia, joihin kuuluu myös hallintapaneeli. Yhteistä ratkaisuille on, että järjestelmä vastaa tarkasti siitä tarkoituksesta, johon se on kehitetty. Kun mitään ylimääräistä ei ole, saavutetaan hyvä toimintavarmuus.

CASE: ”Aivopesu”

ALTEN on tehnyt sulautettuja järjestelmiä pitkään esimerkiksi lääkinnällisiin laitteisiin. Yksi esimerkki on laite, jonka avulla voidaan poistaa verihyytymiä aivoista. Laite on tarkoitettu potilaille, joille on aiheutunut aivoverenvuoto, esimerkiksi auto-onnettomuudessa. ALTEN suunnitteli ja kehitti kaikki laitteen osa-alueet mekaniikasta ja elektroniikasta ohjelmistoon. Potilasturvallisuuden varmistamiseksi tässä laitteessa on äärimmäisen tärkeää, että aivopainetta seurataan ja laite monitoroi itseään samalla, kun aivoihin pumpataan nestettä.

Laitteessa on kaksi erillistä osaa, molemmat ALTENin kehittämiä: kone, joka sisältää sulautetun järjestelmän sekä steriili, kertakäyttöinen osa, joka sisältää katetrin, anturit ja letkut. Tämä on yleinen ratkaisu invasiivisissa eli elimistön sisälle ulottuvissa tuotteissa: näin varmistetaan sekä potilashygienia ja -turvallisuus että hyvä liiketoimintamalli. Tässä laitteessa kertakäyttöinen osa toteutettiin plug-and-play-kasettiratkaisuna. Tämä vähentää laitteen asennusaikaa ja käyttövirheiden riskiä, mikä parantaa järjestelmää entisestään.

Lähde liikkeelle hyvästä järjestelmäarkkitehtuurista – näin varmistat laitteiden laadun ja turvallisuuden

Hyvä järjestelmäarkkitehtuuri varmistaa, että keskitymme oikeaan ongelmaan. Tämä onnistuu jakamalla tehtävät eri suunnittelualojen välillä siten, että saavutetaan eniten vastinetta rahoille ja silti valmistetaan turvallinen, laadukas tuote. Turvallisuuskriittisissä järjestelmissä tällä on sääntelyn vuoksi vielä suurempi vaikutus. Kun ratkaisu perustuu mekaniikkaan eikä ohjelmistoon tai elektroniikkaan, kustannukset saattavat pienentyä, sillä ohjelmisto ei enää olekaan turvallisuuskriittinen. Ohjelmiston avulla voidaan saavuttaa täsmällisempää turvallisuutta, jota vaaditaan herkissä tilanteissa.

Laadunhallinta ja dokumentaatio äärimmäisen tärkeitä

Laadunhallinta on sulautetuissa järjestelmissä hyvin keskeisessä roolissa. Sen merkitys korostuu tietyissä käyttökohteissa – esimerkiksi vaativissa lääkinnällisissä laitteissa, joissa puutteet laadunhallinnassa tai dokumentaatiossa voivat vaarantaa ihmishenkiä.

Laadunhallinta perustuu laadunhallintajärjestelmille ja sertifioiduille standardeille. Dokumentaatiolla on ratkaiseva asema lääkinnällisten laitteiden alalla, sillä sitä tarvitaan kaikkien laitteiden, palveluiden ja ohjelmistojen koko elinkaaren ajan suunnittelusta ja valmistuksesta markkinoille saattamisen jälkeiseen seurantaan. Lisäksi vaaditaan jatkuvaa laadunvarmistusta ja testausta. Ihmishenkiin kohdistuvat suuret riskit asettavat korkeat vaatimukset lääkinnällisille laitteille ja niiden dokumentaatiolle. Pienimmätkin virheet saattavat olla tuhoisia. Kaikkien dokumenttien käyttö- ja huolto-ohjeista lyhyempiin ohjeistuksiin on noudatettava maailmanlaajuisia ja alueellisia lakeja ja määräyksiä.

ALTENilla on kokonaisvaltaista osaamista

Sulautetuissa järjestelmissä on tärkeää, että haasteet tunnistetaan järjestelmätasolla ja tiimi ratkaisee ne yhteisvoimin. Meillä ALTENilla on vahva asiantuntemus järjestelmäarkkitehtuurista, teollisesta suunnittelusta sekä mekaniikka-, elektroniikka-, ohjelmisto- ja testikehityksestä. Eri asiakkaille ja toimialoille toteutetut projektit tuovat meille laaja-alaista näkemystä ja kokemusta sulautetuista järjestelmistä; tätä voimme soveltaa kunkin asiakkaan tarpeisiin.

Kirjoittajat

Rickard Gunée on työskennellyt ALTENilla vuodesta 2008 alkaen. Hän on osallistunut sekä sulautettujen järjestelmien ohjelmistokehitykseen että elektroniikkasuunnitteluun, ja keskittyy nykyään järjestelmätason suunnitteluun. Gunée työskentelee pääasiassa lääkinnällisten laitteiden parissa.

Tomas Forsblom-Strand työskentelee ALTENilla sulautettujen järjestelmien ohjelmistokehittäjänä. Hänellä on pitkä kokemus sulautettujen järjestelmien ohjelmistokehityksestä, dataloggauksesta ja valvonnasta.

Petteri Merikallio työskentelee dokumentaatiospesialistina ALTENilla. Hänellä on kattava osaaminen lääkinnällisten laitteiden dokumentaatiosta, ja tätä tietoa hän soveltaa nyt eri toimialojen ratkaisuihin.