Das Dokument beschreibt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), seine großen Forschungsbereiche sowie die Relevanz von freier Software in der Forschung. Mit über 1.000 Softwaremitarbeitern ist das DLR eines der größten Softwarehäuser Deutschlands und setzt auf Open-Source-Technologien zur Effizienzsteigerung bei der Softwareentwicklung. Es werden verschiedene Anwendungsbeispiele und Forschungsprojekte vorgestellt, die die Nutzung und den Nutzen von freier Software in den Bereichen Luftfahrt, Raumfahrt, Verkehr und Energie verdeutlichen.

1. Freie Software in der (Groß-)Forschung Software Freedom Day > Linux-Installations-Party Odysseum (19.09.2009, Köln) Andreas Schreiber <Andreas.Schreiber@dlr.de> Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. http://www.dlr.de/sc

2. Was ist Großforschung? Großforschung ist Wissenschaft außerhalb von Universitäten quasi industrielle Arbeitsweisen Betrieb von Großanlagen Große Forschungseinrichtungen in Deutschland Max-Planck-Gesellschaft Fraunhofer Gesellschaft Leibniz-Gemeinschaft Helmholtz-Gemeinschaft Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) Forschungszentrum Jülich …

3. Das DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Forschungseinrichtung Raumfahrt-Agentur Projektträger

4. Standorte und Personal 6.300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten in 29 Forschungsinstituten und Einrichtungen in 13 Standorten. Büros in Brüssel, Paris und Washington.  Köln  Lampoldshausen  Stuttgart  Oberpfaffenhofen Braunschweig   Göttingen Berlin -   Bonn Trauen   Hamburg  Neustrelitz Weilheim  Bremen - 

5. Leitbild - Vision Das DLR - die führende und richtungsweisende öffentliche Forschungseinrichtung in Europa für seine Forschungsbereiche Luftfahrt, Raumfahrt, Verkehr und Energie Das DLR - die gestaltende Kraft für die europäische Raumfahrt in seiner Funktion als Raumfahrt-Agentur Das DLR - die Dachorganisation für die wirkungsvollsten und effizientesten Projektträger

6. DLR Forschungsbereich Luftfahrt Optimierung der Leistung und der Umweltverträglichkeit des Gesamtsystems „Flugzeug“ Erweiterung des Flugbereichs von Hubschraubern auf alle Wetterbedingungen Effiziente und umweltfreundliche Flugtriebwerke Sicherer, umweltfreundlicher und effizienter Luftverkehr (Flugsicherung, Flugbetrieb)

7. Großanlagen Luftfahrt Forschungsflugzeuge Cockpitsimulatoren Towersimulator Verdichter-, Brennkammer- und Turbinenprüfstände Autoclaven Material- und Strukturtestanlagen Standschwingungsanlage Windkanäle* * Überwiegend innerhalb der Stiftung Deutsch- Niederländischer Windkanäle (DNW)

8. DLR Forschungsprogramm Raumfahrt Erforschung des Weltraums Forschung unter Schwerelosigkeit Erdbeobachtung Kommunikation & Navigation Raumtransport Technik für Raumfahrtsysteme

9. Großanlagen Raumfahrt Forschungsflugzeuge Infrastrukturen für Datenempfang, -veredelung und -verteilung Windkanäle Mobile Raketenbasis MORABA Kontrollzentren Forschungsteststände

10. Herausforderungen im Geschäftsfeld Verkehr Nachhaltige Mobilität erreichen in einer Balance von Ökonomie Gesellschaft Ökologie durch Sicherung der Mobilität für Menschen und Güter Schutz von Umwelt und Ressourcen Verbesserung der Sicherheit

11. Großanlagen im Geschäftsfeld Verkehr Fahrzeuge und Simulatoren für Fahrerassistenzsysteme Prüfstände für Fahrzeugantriebe Aerodynamische Versuchsanlagen für Schienenfahrzeuge Teststrecke und Messfahrzeuge zur Verkehrsdatenerfassung Virtuelle Verkehrsmanagementzentrale Traffic Tower Eisenbahntechnisches Labor RailSiTe Bi-modales Versuchsfahrzeug RailDriVE

12. DLR Forschungsprogramm Energie Die DLR-Energieforschung konzentriert sich auf CO 2 -Vermeidung durch Effizienz und Erneuerbare Energien Synergien im DLR energiewirtschaftlich relevante und großforschungsspezifische Themen.

13. Großanlagen der DLR-Energieforschung Verbrennungsprüfstände Verdichter- und Turbinenprüfstände Brennstoffzellenprüfstände Vakuumplasma-Spritzanlagen Testanlagen für die Solarforschung High-Performance Computing

14. Großforschung ist auch groß im Bereich Software! Größenordnung der Software-Entwicklung im DLR Über 1000 Mitarbeiter des DLR entwickeln Software DLR ist eines der größten Software-Häuser Deutschlands Das sind >100 Millionen EUR Personalkosten pro Jahr

15. Software-Entwicklungen in Luft- und Raumfahrt Klassifizierung Software für missionskritische Systeme Embedded Software und Real-Time-Software in Flugzeugen, Satelliten, Raumfahrzeugen, … Software mit großen Userzahlen Internet/Intranet/Email, Webshop für Satellitendaten Software zur Unterstützung Prozessunterstützung, Datenmanagement, Modellierungs- und Simulationsumgebungen, … Software deren Effizienz wichtig ist Numerische Simulationscodes

16. Freie Software in der Luft- und Raumfahrt Nutzen von Open-Source-Software Reduktion des Entwicklungsaufwands Weniger eigener Source-Code In manchen Projekten wird nur ca. 10% neu programmiert Profitieren von der Stabilität Open-Source-Software ist vielfach getestet … und wird ständig weiterentwickelt

17. Nutzung von Open-Source-Software In der Forschung wird unterschiedlichste freie Software genutzt Anwendungssoftware z.B. Textverarbeitungen LaTeX oder Open Office Betriebssystem Linux Desktop & Server Programmiersprachen und Compiler GNU Compiler, Python, … Bibliotheken Datenbank-Zugriff, XML-Verarbeitung, Numerik, … Web-Frameworks Zope, Plone, Django, MoinMoin-Wiki, … Entwicklungs-Tools Eclipse, Subversion, Mercurial, …

18. Bereitstellung von Open-Source-Software Forschungseinrichtungen stellen eigene Entwicklungen zur Verfügung Simulationssoftware Datenverwaltungssoftware Bibliotheken Beteiligung an Open-Source-Projekten Mitarbeit bei existierenden Projekten

19. Beispiele Software-Anwendungen

20. Graphische Benutzeroberflächen für ingenieurwissenschaftliche Anwendungen

21. Management wiss. Daten von Simulationen Experimenten Erdbeobachtungen

22. Open-Source-Software DataFinder Implementiert in Python und Qt

23. Beispiel: Klimadaten Verteilte Datenarchive Riesige Datenmengen (Peta Bytes) Speicherung bei den Datenquellen (Sensoren, Institute) Verschiedene Datenformate Bedingt durch Art und Zweck der Daten Historische Gründe

24. Auswahl und Zugriff auf Klimadaten Open-Source-Software (Python) Auswahl von Daten-Sets Auswahl einzelner Daten

25. Auswahl und Zugriff auf Klimadaten Open-Source-Software (Python) Auswahl von Daten-Sets Auswahl einzelner Daten Auswahl der Regionen (Längengrad, Breitengrad) Auswahl der Höhe Auswahl von Zeiträumen

27. Sicherung und Nutzung von Expertenwissen

28. Graphische Modellierung von Abhängigkeiten Wissensmanagement für Berechnungsingenieure Verwendete Open-Source-Software: Eclipse JBoss Drools Apache Lucene

29. Software für den Entwurf von Flugzeugen aller Art

30. Virtuelle Produktentwicklung … von Raumschiffen

31. Virtuelle Produktentwicklung … von anderen Schiffen Bild: Flensbuger Schiffbau Gesellschaft

32. … durch Entwicklung moderner Software-Systeme (Eclipse-basiert)

33. Simulation und Management … von Luft-Verkehr

34. Simulation und Management … von Strassen-Verkehr

35. Open-Source Software SUMO (Simulation of Urban MObility) DLR Institut für Verkehrssystemtechnik

36. Anwendungsbeispiel WJT2005 / Soccer2006 Einsatz in Köln Papst-Besuch (Weltjugendtag 2005) Fußball-WM 2006 Verkehrserfassung Induktionsschleifen auf Autobahnen Induktionsschleifen in der Stadt Erfassung aus der Luft (Zeppelin) Verkehrsvisualisierung Zusammenfassung aller Daten Präsentation bei der Polizei Verkehrsvorhersage 30 Minuten in der Zukunft (mit SUMO)

37. High-Performance Computing

38. Bild: Forschungszentrum Jülich

39. Linux Verwendete Distributionen

40. Verteiltes Rechnen und Grid-Computing

41. Verteiltes Rechnen und Grid-Computing Freie Middleware Forschungszentrum Jülich u.a. Argonne National Laboratory u.a.

42. Komplexe Simulation Beispiel X-31 DLR Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik

44. Die Turbomaschine DLR Institut für Antriebstechnik

45. DLR Institut für Antriebstechnik

47. Bild: P. Winandy Virtual Reality

49. Software für mobile Geräte (z.B. Telemedizin)

50. Zum Schluss…

51. A380 | 10-13 Uhr

52. DLR Standort Köln Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter: 1300 Fläche: 550.000 m² Forschungsinstitute und Einrichtungen: Institut für Materialphysik im Weltraum Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin Institut für Antriebstechnik Institut für Werkstoff-Forschung Institut für Technische Thermodynamik, Solarforschung Hochflussdichte-Sonnenofen Simulations- und Softwaretechnik Qualitäts- und Produktsicherung European Astronaut Center Windkanäle Köln-Porz Europäischer Transsonischer Windkanal

53. Fragen? Kontakt www.andreas-schreiber.net twitter.com/onyame [email_address]