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German Aerospace Congress

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  1. 1. Markus Litz DLR, Simulations- und Softwaretechnik Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2011 Bremen – 29.09.2011 Framework für die Integration von Simulationscodes zur Unterstützung des multidisziplinären Vorentwurfs
  2. 2. Übersicht <ul><li>Motivation und Hintergrund </li></ul><ul><li>Aktueller Stand </li></ul><ul><ul><li>Datenformat </li></ul></ul><ul><ul><li>Schnittstellen </li></ul></ul><ul><ul><li>Framework </li></ul></ul><ul><li>Ein alternatives Integrationsframework </li></ul><ul><li>Probleme, Erkenntnisse und aktuelle Arbeiten </li></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  3. 3. Ursprüngliche Situation im DLR <ul><li>Benötigte Fachdisziplinen und Simulationstools vorhanden </li></ul><ul><li>Zusammenarbeit einzelner Fachdisziplinen (Institute) in Projekten </li></ul><ul><li>Aber: </li></ul><ul><li>Datenaustausch auf ad-hoc Basis nach Bedarf des Projektes </li></ul><ul><li>Eingesetzte Tools besitzen kein gemeinsames Datenformat </li></ul><ul><li>Tools wurden manuell und isoliert voneinander betrieben </li></ul><ul><ul><li>Es existierten keine automatisierten Toolketten </li></ul></ul><ul><li>Das Ziel war dann: </li></ul>Ein DLR weites Werkzeug, das den multidisziplinären Entwurf von Flugzeugkonfigurationen ermöglicht. DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  4. 4. Technische Vorgehensweise <ul><li>Datenaustausch zwischen den Tools ermöglichen </li></ul><ul><ul><li>Gemeinsame Sprache/Datenformat entwickeln </li></ul></ul><ul><ul><li>Fachtools an dieses Datenformat anpassen </li></ul></ul><ul><li>Tools in ein Integrationsframework einbinden </li></ul><ul><ul><li>Automatischer Ablauf der Prozesskette möglich </li></ul></ul><ul><ul><li>Fachtools dezentral im DLR verteilt </li></ul></ul><ul><li>Aufbau von Prozessketten zur </li></ul><ul><ul><li>Nachrechnung </li></ul></ul><ul><ul><li>Entwurf </li></ul></ul><ul><ul><li>Optimierung </li></ul></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  5. 5. Das gemeinsame Datenaustauschformat CPACS Common Parametric Aircraft Configuration Schema cpacs header engines wings global fuselages missions sections section transformation elements airfoilUID DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  6. 6. TIXI – TI VA X ML I nterface (I) <ul><li>Programmbibliothek zur Unterstützung XML-basierter Ein- und Ausgabe </li></ul><ul><li>Einfacher Zugriff auf „höhere“ XML-Funktionen: </li></ul><ul><ul><li>Dateien lesen, schreiben und verwalten </li></ul></ul><ul><ul><li>Elemente lesen, schreiben und entfernen </li></ul></ul><ul><ul><li>Funktionen zum Lesen/Schreiben von </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Textelementen </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Fließkommazahlen/Integerzahlen </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Matrizen </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>3D-Punkten </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>… </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>CPACS Validierung </li></ul></ul><ul><li>Nutzbar aus vielen Programmiersprachen (C/C++, Fortran, Python, JAVA, Matlab…) </li></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  7. 7. Geometriebibliothek TIGL <ul><li>TIGL: TI VA G eometry L ibrary </li></ul><ul><li>Aufbau der dreidimensionalen Flugzeuggeometrie im Arbeitsspeicher </li></ul><ul><li>Bereitstellung von Funktionen für </li></ul><ul><ul><li>Geometrieaufbau (B-Splines etc.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Berechnung von Oberflächenpunkten </li></ul></ul><ul><ul><li>Export in andere (CAD) Dateiformate </li></ul></ul><ul><ul><li>Volumen-/Flächenberechnung </li></ul></ul><ul><ul><li>… </li></ul></ul><ul><li>Nutzbar aus vielen Programmiersprachen (C/C++, Fortran, Python, JAVA, Matlab…) </li></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  8. 8. Framework: ModelCenter <ul><li>Integrationsframework von Phoenix Integration </li></ul><ul><li>Komponenten zur Integration von CPACS und weitere Hilfsprogramme </li></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  9. 9. Die TIVA Flugzeugvorentwurfsumgebung in… DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie EVITA UCAV-2010, FaUSST CATS TIVA, TIVA II, VAMP IML2
  10. 10. Probleme in den Projekten <ul><li>EVITA </li></ul><ul><ul><li>Vorentwurfsprozess von Triebwerken besitzt hohe Komplexität </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Automatisierung vielfach hilfreich </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Automatisierung nicht überall möglich </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Plattformabhängigkeit </li></ul></ul><ul><li>CATS </li></ul><ul><ul><li>Datenmenge schwer handhabbar </li></ul></ul><ul><li>IML2 </li></ul><ul><ul><li>Abhängigkeit von kommerzieller Software </li></ul></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  11. 11. Remote Component Environment (RCE) <ul><li>Eigenentwicklung vom DLR </li></ul><ul><li>Als Integrationsframework für den frühen Entwurf von Schiffen </li></ul><ul><li>Schiffe, Flugzeuge, Raumfahrzeuge, … alles irgendwie dasselbe… </li></ul><ul><li>… aus Software-technologischer Sicht jedenfalls :) </li></ul><ul><li>Anpassung der CPACS-Komponenten für RCE </li></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  12. 12. RCE - Steckbrief <ul><li>Open Source </li></ul><ul><li>Basierend auf Eclipse </li></ul><ul><li>Plattformunabhängig </li></ul><ul><li>Sehr hohe Anpassbarkeit </li></ul><ul><li>Basis Komponenten </li></ul><ul><ul><li>Datenmanagement </li></ul></ul><ul><ul><li>Privilegienmanagement </li></ul></ul><ul><ul><li>Workflowmanagement </li></ul></ul><ul><ul><li>Verteilung </li></ul></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  13. 13. RCE im Einsatz SESIS - Light Ship Weight DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  14. 14. RCE im Einsatz Flugzeugvorentwurf mit CPACS Komponenten DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  15. 15. Provenienz   <ul><li>Exakte Zurückverfolgung der Herkunft aller Daten des Systems </li></ul><ul><li>Besondern wichtig bei Automatisierung, Optimierung, …. </li></ul><ul><li>Reproduzieren von Ergebnissen </li></ul><ul><li>Besondere Herausforderung: Visualisierung </li></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  16. 16. Wissensmanagement und Expertensystem <ul><li>Nicht nur das Ergebnis zählt, sondern auch die Entscheidungen auf dem Weg dort hin </li></ul><ul><li>Laufzeit von Prozessketten vs. Zeit für den Aufbau </li></ul><ul><li>Wissen direkt einsammeln & verknüpfen wo es genutzt wird </li></ul><ul><li>Entwicklung unterstützen </li></ul><ul><li>Wissen generieren </li></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  17. 17. Verteiltes, interaktives Zusammenarbeiten DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  18. 18. Fazit <ul><li>CPACS Umgebung wurde im DLR in den letzten Jahren erfolgreich aufgebaut und wird bereits eingesetzt </li></ul><ul><li>Momentan zwei unterschiedliche Integrationsframeworks verfügbar </li></ul><ul><li>Forschung und Entwicklung bei RCE im Bereich von </li></ul><ul><ul><li>Interaktive Workflows </li></ul></ul><ul><ul><li>Umgang mit großen Datenmengen </li></ul></ul><ul><ul><li>Provenienz von Daten und Ergebnissen </li></ul></ul><ul><ul><li>Anbindung Expertensystem </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Dokumentiertes Wissen </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Generiertes Wissen </li></ul></ul></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie
  19. 19. <ul><li>Fragen und Bemerkungen? </li></ul>DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie

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