WOM减少了具有基于模型设计的外科设备控制软件的上市时间

挑战

缩短用于外科泵和吹风器的实时控制系统的上市时间

解决方案

使用基于模型的设计与MATLAB和Simulink模拟和模拟控制设计,为实时R金宝appCP硬件生成代码,并为生产嵌入式处理器生成优化的代码

结果

  • 软件质量得到改善
  • 用于仿真,RCP和生产代码生成的单一模型
  • 新员工的学习曲线缩短了

“金宝appSimulink使我们能够在短时间内生产稳定的控制系统。我们建模了整个系统,包括状态机和级联PI控件。我们改进了这种模型来提高鲁棒性和响应时间,然后用RCP验证,并生成嵌入式代码。“

RenéPätznick,Wom

来自wom的50l insufflator。


腹腔镜检查和其他微创手术必须在腹部紧密受限的空间内进行。为了增加手术器械的运动自由,使用吹气器通过吹气扩展身体腔2气体进入它。吹蛋器被分类为II类医疗设备,这意味着它们的控制软件必须特别可靠,并符合IEC 62304,即医疗设备软件的国际标准。

WOM是世界上的腹腔镜和腹腔镜和宫腔镜技术的泵技术领导者之一,采用基于模型的设计与MATLAB®和模拟金宝app®加快高质量灌注器控制软件的开发。

“基于模型的设计使我们能够创建明确定义的接口,通过模拟测试我们的设计,生成生产代码并执行快速控制原型设计,”WOM的控制系统工程师称,RenéPätznick说。“这一切都有助于减少上市时间和更可靠的软件。”

挑战

为了在操作期间保持腹部的稳定性,吹蛋器需要特别精确地控制压力和气体流动。

在过去的类似项目中,WOW工程师使用传统的开发工作流程,涉及手写代码。这种方法难以识别和纠正设计和编码错误,直到过程迟到,延迟软件交付。

WOM希望减少新员工成效所需的时间。他们还希望缩短开发时间,同时提高质量,满足FDA和德国监管机构的认证要求。

解决方案

采用MATLAB和SIMULINK的基于模型的设计基于模型的设计,以加速经过认证的医用吹金宝app气器和泵。

使用系统识别工具箱™,WOW工程师使用测量的输入输出数据来创建腹腔的非线性数学模型。它们在Simulink中纳入了该模型,包括压力传感器,执行器和其他硬件组件。金宝app

接下来,他们开发了一种具有两个级联比例积分(PI)控制器的控制模型,一个用于流动,一个用于压力。它们使用Simuli金宝appnk Check™检查控制模型是否符合行业标准控制算法建模指南和IEC 62304指南。

使用StateFlow.®,团队建模的决策逻辑和系统转换为系统 - 例如,从初始充气模式转换到在设置上下边界内保持腹部的压力的模式。

该团队通过使用工厂模型运行控制模型的闭环模拟来验证控制功能。

为了验证设计的实时性能,它们使用Simulink Coder™从控制模型中生成C代码,并将其部署到连接到原型嵌入器中的传感器和执行器的实时硬件。金宝app

WOW工程师与客户共享此快速控制原型(RCP)设置,以展示控制器的稳定性,并征求有关功能性要求和性能的反馈。

在基于客户输入炼制设计之后,团队为目标手臂生成了生产代码®Cortex-M.®处理器。他们使用ARM Cortex-M的嵌入式编码器支持包来优化金宝app基本数学操作的执行速度,例如通过Cortex微控制器软件接口标准(CMSI)。

在全面的整合测试和系统级测试之后,WOM获得了FDA和德国监管机构的批准,为新的嵌入器进行了新的灌注组,现在正在生产和临床使用中。

结果

  • 软件质量得到改善。“我们已经看到了我们代码的质量提高了基于模型的设计,”Nubrahim Ilik,Compon System Engineer y on Power。“仿真使我们能够在我们的过程中早期找到设计错误,我们不再具有手动编码错误,从而节省了大量时间。”
  • 用于仿真,RCP和生产代码的单一模型。“使用模型引用,因为我们在Simulink中开发了我们的模型,使我们能够清楚地定义我们的控制器界面,”R金宝appenéPätznick说。“这种明确定义的界面使得可以轻松在验证我们在桌面上的设计之间通过模拟,RCP硬件以及我们的生产目标进行验证。”
  • 新员工的学习曲线缩短了。“当我们手工编写控制软件时,新员工了解系统设计是一项挑战,”RenéPätznick说。“通过基于模型的设计,任何加入我们团队的人都可以查看模型并运行模拟,以了解系统的工作原理,因此他们迅速速度。”