© Technion - Israel Institute of Technology, Technion Libraries ‫תקציר התיזה נוצר בספרית הפקולטה לאווירונאוטיקה‬ 04-8292310 :‫ טל‬[email protected] :‫דוא"ל‬ ‫מנוהל ומתוחזק ע"י הספריה המרכזית ע"ש אלישר‬ 04-8292513 ,04-8292520 :‫ טל‬[email protected] :‫יעץ‬ 04-8293827 :‫ טל‬[email protected] :‫מחשוב‬ .‫המסמכים במאגר זה מוגנים לפי דיני זכויות היוצרים‬ .‫ לימוד עצמי ומחקר בטכניון‬,‫השימוש בהם מיועד אך ורק לצרכי הוראה‬ ‫ ללא הסכמה מראש‬,‫ להפיץ או לפרסם את החומר המוגן או חלק ממנו‬,‫ להעתיק‬,‫אין לשכפל‬ .‫ובכתב של בעל זכויות היוצרים‬ .‫שימוש במאגר מהווה הסכמה לקבלת התנאים המפורטים לעיל‬ The documents in this database are protected by copyright law. You may use them for the purpose of teaching, self study and research in the Technion. You may not duplicate, copy, distribute or publish these protected documents or part of them without prior written consent from the owner of the copyright. Use of this database constitutes acceptance to the above conditions. ‫הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫"שרביט האור"‬ ‫)‪(LightWand‬‬ ‫ מערכת עזר לעיוורים וכבדי ראיה לזיהוי ואיתור חפצים ברחבי‬‫הבית ‪-‬‬ ‫עבודת גמר‬ ‫לשם מילוי חלקי של הדרישות לקבלת תואר‬ ‫מגיסטר להנדסה )‪(M.E.‬‬ ‫לובה חסקין‬ ‫‪307731851‬‬ ‫לנה אורלובסקי‬ ‫‪317943868‬‬ ‫שם מרכז הפרויקט‪ :‬דר' יצחק גלזר‬ ‫שם מנחה הפרויקט‪ :‬דר' קלמן וילנר‬ ‫ט' באלול תש"ע‬ ‫תל אביב‬ ‫‪ 19‬באוגוסט ‪2010‬‬ ‫‪© Technion - Israel Institute of Technology, Technion Libraries‬‬ ‫התכנית הבין יחידתית להנדסת מערכות‬ ‫מערכת "שרביט האור" – "‪ – "LightWand‬באה לענות על הצורך היומיומי של האדם‬ ‫העיוור או כבד‪-‬הראייה בזיהוי ואיתור חפצים בסביבה הביתית‪ .‬קבלת מענה לצורך‬ ‫מרכזי זה – זיהוי ואיתור אובייקטים לפי נוחות המשתמש‪ ,‬ללא צורך בשימור סדר‬ ‫נוקשה במיקומם של החפצים בבית‪ ,‬ללא צורך במישוש החפצים לשם זיהוים וללא‬ ‫תלותיות בעזרה חיצונית מתמדת – תאפשר לאדם העיוור או כבד‪-‬הראייה ניהול‬ ‫עצמאי וגמיש של משק הבית‪ ,‬באופן המותאם להעדפות וצרכי המשתמש‪.‬‬ ‫חברה שלנו הינה חברת ‪ LightKeys Inc.‬הינה חברה המתמחה במוצרי‪-‬עזר לעיוורים‬ ‫ולכבדי‪-‬ראייה‪ .‬החברה הוקמה בשנת ‪ ,2001‬ועוסקת בפיתוח‪ ,‬ייצור ושיווק של מגוון‬ ‫מוצרים בתחום‪:‬‬ ‫‪‬‬ ‫צגי ברייל לעיוורים‬ ‫‪‬‬ ‫מכשירי זיהוי צבע‬ ‫‪‬‬ ‫שעונים מדברים‬ ‫‪‬‬ ‫מכשירי מדידת גובה מים )מד‪-‬מים(‬ ‫‪‬‬ ‫מערכות זיהוי אובייקטים באמצעות טכנולוגיות תיוג‬ ‫כיום קיים מגוון רחב יחסית של אמצעי‪-‬עזר לעיוורים בתחום זיהוי ואיתור‬ ‫אובייקטים‪ .‬עם זאת‪ ,‬אמצעי‪-‬העזר הקיימים כיום בתחום זה‪ ,‬עונים רק על אחד משני‬ ‫הצרכים המרכזיים‪ :‬זיהוי או איתור‪ .‬סקר השוק שבוצע בשלבים המוקדמים של‬ ‫הפרויקט‪ ,‬לא העלה מוצרים קיימים המשלבים יכולות זיהוי עם יכולות איתור‬ ‫האובייקטים‪.‬‬ ‫מערכת "שרביט האור"‪ ,‬אשר מבוססת בעיקרה על מוצרי‪-‬מדף‪ ,‬מספקת מענה‬ ‫משולב לזיהוי ואיתור אובייקטים בסביבה הביתית‪ ,‬באופן המתואר להלן‪:‬‬ ‫המערכת באה לטפל בשתי קבוצות אובייקטים –‬ ‫‪‬‬ ‫חפצים לזיהוי בלבד – חפצים אשר נמצאים ב"מתחם סגור" )כגון מוצרים‬ ‫במקרר‪ ,‬שימורים בארון‪ ,‬תרופות במגירה וכדומה( – חפצים אלו אינם נדרשים‬ ‫לאיתור‪ ,‬אלא לזיהוי בלבד‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫חפצים לאיתור ולזיהוי – חפצים אשר עשויים להיאבד ברחבי הבית‪ ,‬ואשר‬ ‫נדרשים הן לאיתור והן לזיהוי )כגון דיסקים‪ ,‬בגדים‪ ,‬מפתחות וכדומה(‪.‬‬ ‫על כל אובייקט שייבחר ע"י המשתמש כאובייקט המיועד לזיהוי בלבד‪ ,‬תוצמד‬ ‫מדבקת ‪ ,RFID‬אשר תקודד )באמצעות הקלטה קולית( בהתאם לנוחות המשתמש‪.‬‬ ‫‪© Technion - Israel Institute of Technology, Technion Libraries‬‬ ‫תקציר‬ ‫תגית איתור וזיהוי‪ ,‬אשר מורכבת ממודול ‪) BlueTooth‬המשמש לאיתור הפריטים( וכן‬ ‫ממודול ‪) RFID‬המשמש לזיהוי(‪ .‬גם תגית האיתור והזיהוי תקודד )באמצעות הקלטה‬ ‫קולית( בהתאם לנוחות המשתמש‪.‬‬ ‫כאשר המשתמש רוצה לאתר פריט מסוים‪ ,‬הוא בוחר באפשרות האיתור במכשיר‬ ‫ומקריא את שם הפריט הנדרש לאיתור‪ .‬כתוצאה מכך מושמע צליל בפריט הרצוי‪,‬‬ ‫המאפשר למשתמש לאתרו ברחבי הבית‪ .‬כאשר המשתמש רוצה לזהות פריט מסוים‪,‬‬ ‫הוא בוחר באפשרות הזיהוי‪ ,‬תוך כדי קירוב המכשיר אל הפריט‪ .‬המכשיר מזהה את‬ ‫קוד ה‪ RFID -‬של תג הזיהוי על‪-‬גבי הפריט‪ ,‬ומשמיע את הרישום הקולי המוקלט עבור‬ ‫קוד זה‪ .‬באפשרות המשתמש לעדכן ולשנות בכל זמן את ההקלטות הקוליות עבור‬ ‫התגים ואת הקצאתם לפריטים שונים‪ ,‬בהתאם לצרכיו המשתנים‪.‬‬ ‫המכשיר הראשי‪ ,‬המתופעל ע"י המשתמש‪ ,‬פועל על‪-‬בסיס עורקי ‪ RFID‬מול מדבקות‬ ‫ה‪ RFID -‬ומול התגים המשולבים בעת ביצוע זיהוי הפריטים‪ ,‬ועל‪-‬בסיס עורקי‬ ‫‪ BlueTooth‬מול התגים המשולבים בעת ביצוע איתור הפריטים‪.‬‬ ‫עיקרי מפרט המערכת‪:‬‬ ‫‪‬‬ ‫עמידה בתרחישים המבצעיים – זיהוי ואיתור אובייקטים‪ ,‬הזנה ועדכון של‬ ‫נתוני האובייקטים לאיתור וזיהוי‬ ‫‪‬‬ ‫נוחות ופשטות התפעול – בדגש על תפעול עצמאי ע"י המשתמש העיוור‬ ‫‪‬‬ ‫אמינות ורמת ביצועים גבוהה‬ ‫‪‬‬ ‫אחוזי הצלחת הזיהוי‪ :‬מעל ‪ , 95%‬מהירות הזיהוי‪ :‬לכל היותר ‪ 5‬שנ'‬ ‫)ערכי‬ ‫סף(‬ ‫‪‬‬ ‫אחוזי הצלחת האיתור‪ :‬מעל ‪,95%‬‬ ‫מהירות האיתור‪ :‬לכל היותר ‪ 15‬שנ'‬ ‫)ערכי סף(‬ ‫‪‬‬ ‫תחזוקה שוטפת נוחה‬ ‫‪‬‬ ‫טווח הכיסוי הרדיאלי של המערכת – לפחות ‪ 10‬מטרים‬ ‫‪‬‬ ‫פעולה תקינה ללא קו ראייה בטווח הכיסוי המלא של המערכת‬ ‫פערי ידע עיקריים בתכן ופיתוח המערכת‪:‬‬ ‫‪‬‬ ‫טכנולוגיית ‪ – WiPower/WiTricity‬מידת הבשלות של הטכנולוגיה‪ ,‬עלויות‬ ‫הרכיבים ורמת הביצועים‬ ‫‪‬‬ ‫השפעה על צריכת ההספק בעת עבודה במקביל של מספר רב של תגיות‬ ‫איתור וזיהוי‬ ‫‪© Technion - Israel Institute of Technology, Technion Libraries‬‬ ‫על כל אובייקט שייבחר ע"י המשתמש כאובייקט המיועד לאיתור ולזיהוי‪ ,‬תוצמד‬ ‫לזה של מערכת ‪LightWand‬‬ ‫תהליך אימות התכן הינו תהליך שמתבצע לכל אורך התכן ופיתוח הפרויקט‪.‬‬ ‫השלבים בהם יתבצע אימות התכן הינם‪:‬‬ ‫‪ ‬אימות דרישות ‪ -‬אימות שהמפרט עונה לצורך‬ ‫‪ ‬הוכחת התכן ‪ -‬אימות בהשלמת התכן‬ ‫‪ ‬פריט ראשון ‪ -‬אימות ‪ Beta-Site‬ודגמי הנדסה‬ ‫‪ ‬ייצור ‪ -‬בדיקות ואימות בייצור הסדרתי‬ ‫‪ ‬הפעלה ותחזוקה ‪ -‬בדיקות ובחינת המערכת בעת ההפעלה ע"י‬ ‫המשתמש האופייני‬ ‫האמצעים שעומדים לרשותנו הינם‪:‬‬ ‫‪ ‬ביצוע סקרי לקוחות ובעקבותם ניתוח דרישות המערכת – לדוגמא‪ ,‬מהם‬ ‫הפרמטרים שלפיהם יוכל הלקוח לזהות‪/‬לאתר פריטים‪.‬‬ ‫‪ ‬ניתוחים אנליטיים וביצוע סימולציות ‪ -‬לדוגמא בשלב הגדרת התכן‬ ‫המערכתי‪ ,‬נבדוק איך המערכת תתפקד עם ריבוי מכשירים ביתיים‬ ‫אשר עובדים באותו תחום התדר‪.‬‬ ‫‪ ‬בדיקות שוטפות לאורך שלבי הפיתוח – בדיקות תוכנה‪ ,‬חומרה‪ ,‬שילובים‬ ‫מערכתיים ועוד‪.‬‬ ‫‪ ‬ביצוע בדיקות אב‪-‬טיפוס – כדאי לבנות אב‪-‬טיפוס לתת‪-‬מערכת‬ ‫מסויימת כאשר קיים סיכון מסויים בפיתוחה ונדרש להוכיח קונספט‬ ‫לפתרון‪ .‬במקרה שלנו‪ ,‬מדובר בבניית אב‪-‬טיפוס לטכנולוגיית ‪Wi-‬‬ ‫‪ Power‬על מנת להוריד סיכון טכנולוגי ותקציבי‪.‬‬ ‫‪ ‬ביצוע בדיקות דגמי הנדסה – מעבר לבדיקות ביצועים במעבדה ובדיקות‬ ‫תנאיי הסביבה‪ ,‬בפרויקט שלנו נבצע בדיקות בטה‪-‬סייט בבתי‬ ‫הלקוחות על מנת לשפר ולהתאים ככל הניתן את המערכת הסופית‬ ‫ללקוח הסופי‪.‬‬ ‫‪ ‬ניתוחים בשלבי תפעול שוטף ותחזוקת המערכת – לדוגמא חישובי ‪MTBF‬‬ ‫ומעקב אחר התקלות האופייניות של המערכת על מנת לבצע שיפורים‬ ‫הכרחיים בייצור ובגרסאות עתידיות של המערכת‪.‬‬ ‫התוכנית הכלכלית והעסקית של הפרויקט מוכיחה את כדאיותו הכלכלית – ‪IRR‬‬ ‫‪© Technion - Israel Institute of Technology, Technion Libraries‬‬ ‫‪‬‬ ‫נתונים ופרופילי פעולה של מכשירים ביתיים הפועלים בתחומי תדר הקרובים‬ ‫הנמכרות‪ ,‬וללו"ז הפרויקטאלי‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫רגישות לכמויות המכירה – ירידת המכירות מעבר ל‪ 20% -‬תהפוך את‬ ‫הפרויקט ללא רווחי‬ ‫‪‬‬ ‫רגישות למחיר המוצר – ירידת המחיר מעבר ל‪ 18% -‬תהפוך את הפרויקט‬ ‫ללא רווחי‬ ‫‪‬‬ ‫רגישות ללו"ז הפרויקטאלי – רק עיכוב לו"ז של כשנתיים יהפוך את הפרויקט‬ ‫ללא רווחי‬ ‫זאת בהתבסס על התוכנית העסקית הנומינאלית של הפרויקט‪ ,‬שעיקריה‪:‬‬ ‫‪‬‬ ‫תקופת פיתוח של שנתיים‪2011-2012 :‬‬ ‫‪‬‬ ‫מחיר המכירה של כל מערכת‪₪ 5,500 :‬‬ ‫‪‬‬ ‫בהתייצבות הייצור )החל מ‪ – (2014 -‬מכירה של כ‪ 10,000 -‬מערכות בשנה‬ ‫לאור כלל הניתוחים שבוצעו )ניתוחים טכנולוגיים‪ ,‬ניתוח סיכונים‪ ,‬בניית תוכנית‬ ‫עבודה מפורטת ושילוב פעילויות להקטנת פערי ידע בתוכנית העבודה‪ ,‬ניתוח‬ ‫כלכלי( ניתן לקבוע שניתן לצאת לדרך במימוש הפרויקט תחת תכולה טכנולוגית‪,‬‬ ‫תקציב‪ ,‬לו"ז‪ ,‬סיכונים ותוכנית להקטנתם שהוגדרו‪.‬‬ ‫‪© Technion - Israel Institute of Technology, Technion Libraries‬‬ ‫גבוה )‪ IRR=55%‬ו‪ ,(NVP=71.2 MNIS-‬תוך רגישות סבירה למחיר המוצר‪ ,‬לכמויות‬