WM 1

Modellbasierte Entwicklung

eines Beatmungsgerätes

02.07.2013

WM 2

Inhalt

Über uns

User Story: Medumat Transport

Konzeptphase

Profitieren durch Wiederverwendung

Realisierungsphase

Variantenbildung

Qualifikationsphase

Verifikation auf Modellebene

Analyse auf Systemebene

Zusammenfassung

WM 3

Weinmann ist bekannt als deutsches Familienunternehmen mit

jahrhundertelanger Erfahrung in der Kurz- und Langzeitbeatmung.

Wir fokussieren unsere Arbeit weltweit auf Profis der Heim-, Schlaf- und

Notfallbeatmung, die uns insbesondere für unsere intelligenten und einfach

zu bedienenden Medizinprodukte schätzen.

Wir bauen unsere Marktposition kontinuierlich aus und wachsen weltweit.

Damit sichern wir das langfristige Fortbestehen von Weinmann.

Mission und Leitbild

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Gegründet als feinmechanischer Betrieb in

Ludwigshafen reicht unsere Geschichte

zurück bis in das Jahr 1874.

Mit dem Einstieg der Familien Feldhahn und

Griefahn in das Unternehmen begann im

Jahre 1968 der Aufstieg in der

Medizintechnik.

Heute zählt Weinmann zu den

renommierten Hamburger

Familienunternehmen und gehört in vielen

seiner Absatzmärkten zu den Top 3 in der

Welt.

Geschichte

WM 5

Mitarbeiter (circa)

Total: 520

Zentrale: 265

Zentrum für Produktion, Service, Logistik: 95

Forschung & Entwicklung

20% der Beschäftigten

Kennzahlen

WM 6

Produktsparten

Systemlösungen für Notfall-,

Transport- und

Katastrophenmedizin

Beatmungskomponenten für den

Rettungsdienst und die Klinik

Defibrillation

Notfallkoffer und –Rucksäcke

Absaugung

Systemlösungen für

Heimbeatmung, Schlaf- und

Sauerstoffmedizin

Schlaftherapie und –diagnostik

Beatmung

Beatmungsmasken

WM 7

User Story: Medumat Transport

http://www.mathworks.de/company/user_stories/Weinmann-Develops-Life-

Saving-Transport-Ventilator-Using-Model-Based-Design.html?by=company

WM 8

User Story: Medumat Transport

Notfall- und Transportbeatmungsgerät

Druckgasbetrieben

Druck- und volumenkontrollierte Beatmung

Unterstützt spontanatmende Patienten

Einstellbare Sauerstoffkonzentration

Umfangreiches Monitoring

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User Story: Medumat Transport

Die Entwicklung des Medumat Transport startete im Jahre 2004 und bedeutete

einen Quantensprung für die Firma Weinmann im Bereich der Entwicklung von

Notfall-Beatmungsgeräten.

Auf einem relativ kleinen Embedded Controller musste eine sehr umfangreiche

Software zur Steuerung und Regelung mit harten Echtzeitanforderungen

umgesetzt werden.

Die modellbasierte Entwicklung mit Matlab/Simulink ermöglichte die

Realisierung der Anforderungen an die embedded Software, die sowohl in ihrer

Anzahl, als auch in ihrer Komplexität, im Vergleich zu vorherigen

Entwicklungen, um ein Vielfaches gestiegen waren.

Des Weiteren vereinfachte der Einsatz der MathWorks Tools die

Zusammenarbeit mit dem TÜV und die Zertifizierung des Medumat Transport.

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User Story: Medumat Transport

Sensorik

Kommunikations- Protokoll und Register

(C-Code)

Pe

riph

erie

-Tre

ibe

r

(C-C

od

e)

Simulink-Scheduler

(C-Code / Assembler)

Watchdog

Aktorik

Pe

riph

erie

-Tre

ibe

r

(C-C

od

e)

em

bP

C

em

bP

C

Die Steuerung und Regelung des Gerätes, sowie die zugehörige Datenvor- und

nachverarbeitung wurden komplett modellbasiert entwickelt und anschließend

in C-Code übersetzt.

Lediglich Treiber für die spezifische Hardware wurden „per Hand“ kodiert.

WM 11

Profitieren durch Wiederverwendung

Projekt „Medumat Transport“

Neues Projekt

WM 12

Profitieren durch Wiederverwendung

Modellkern

Produktspezifisch

WM 13

Profitieren durch Wiederverwendung

Aufteilung eines Gesamtmodells… …in viele einzelne Libraries

WM 14

Profitieren durch Wiederverwendung

Projektübergreifender Austausch

WM 15

Variantenbildung

Im Detail anders gelöst… Auswahl der Variante vor Code-

Generierung

WM 16

Variantenbildung

Varianten für unterschiedliche Geräte

WM 17

Variantenbildung

Varianten für unterschiedliche Ausbaustufen

VENTIlogic

VENTIlogic plus

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Verifikation auf Modellebene

Verbindungen herstellen

Requirement Linking

Requirement Linking

Requirement Linking

Requirement Linking

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Verifikation auf Modellebene

Verifikation durch Review

Gefordert durch

Entwicklungsrichtlinie

für alles was

Risikoklasse C ist.

WM 20

Verifikation auf Modellebene

Verifikation mit Hilfe des Design Verifiers

Suche nach Design-Fehlern

WM 21

Verifikation auf Modellebene

Verifikation mit Hilfe des Design Verifiers

Überprüfung von Anforderungen

WM 22

Verifikation auf Modellebene

Verifikation mit Hilfe des Design Verifiers

Generierte Testfälle ausführen Coverage

WM 23

Analyse auf Systemebene

Patientensimulation mit Hilfe einer

programmierbaren Lunge

Matlab als unterstützendes

Werkzeug bei der

Systemqualifikation

WM 24

Analyse auf Systemebene

Grafische Aufbereitung der Messdaten

WM 25

Analyse auf Systemebene

Optische und statistische Analyse

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Zusammenfassung

Die MathWorks Tools werden bei Weinmann über die gesamte Projektlaufzeit

von der Konzeptphase über die Realisierung bis hin zur Qualifikation

eingesetzt. Dabei wird profitiert von:

Hoher Abstraktion

Rapid Prototyping

Guter Wiederverwendbarkeit

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Jörn Matthies - Entwicklungsingenieur

F+E Notfallmedizin

R+D Emergency Medicine

Weinmann

Geräte für Medizin GmbH + Co. KG

Kronsaalsweg 40

22525 Hamburg

Germany

T: +49 (0)40-547 02-596

F: +49 (0)40-547 02-589

E: j.matthies@weinmann.de

www.weinmann.de

Facebook: WEINMANN

Youtube: WeinmannMedTec

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Vielen Dank

für Ihre Aufmerksamkeit!