1. Markus Litz DLR, Simulations- und Softwaretechnik Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2011Bremen 29.09.2011 Framework fr die Integration von Simulationscodes zur Untersttzung des multidisziplinren Vorentwurfs

2. bersicht

Motivation und Hintergrund

Aktueller Stand

• Datenformat

• Schnittstellen

• Framework

Ein alternatives Integrationsframework

Probleme, Erkenntnisse und aktuelle Arbeiten

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 3. Ursprngliche Situation im DLR

Bentigte Fachdisziplinen und Simulationstools vorhanden

Zusammenarbeit einzelner Fachdisziplinen (Institute) in Projekten

Aber:

Datenaustausch auf ad-hoc Basis nach Bedarf des Projektes

Eingesetzte Tools besitzen kein gemeinsames Datenformat

Tools wurden manuell und isoliert voneinander betrieben

• Es existierten keine automatisierten Toolketten

Das Ziel war dann:

Ein DLR weites Werkzeug, das den multidisziplinren Entwurf von Flugzeugkonfigurationen ermglicht.DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 4. Technische Vorgehensweise

Datenaustausch zwischen den Tools ermglichen

• Gemeinsame Sprache/Datenformat entwickeln

• Fachtools an dieses Datenformat anpassen

Tools in ein Integrationsframework einbinden

• Automatischer Ablauf der Prozesskette mglich

• Fachtools dezentral im DLR verteilt

Aufbau von Prozessketten zur

• Nachrechnung

• Entwurf

• Optimierung

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 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. TIXI TI VAX MLI nterface (I)

Programmbibliothek zur Untersttzung XML-basierter Ein- und Ausgabe

Einfacher Zugriff auf hhere XML-Funktionen:

• Dateien lesen, schreiben und verwalten

• Elemente lesen, schreiben und entfernen

• Funktionen zum Lesen/Schreiben von

• • Textelementen

• • Fliekommazahlen/Integerzahlen

• • Matrizen

• • 3D-Punkten

• CPACS Validierung

Nutzbar aus vielen Programmiersprachen (C/C++, Fortran, Python, JAVA, Matlab)

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 7. Geometriebibliothek TIGL

TIGL:TI VAG eometryL ibrary

Aufbau der dreidimensionalen Flugzeuggeometrie im Arbeitsspeicher

Bereitstellung von Funktionen fr

• Geometrieaufbau (B-Splines etc.)

• Berechnung von Oberflchenpunkten

• Export in andere (CAD) Dateiformate

• Volumen-/Flchenberechnung

Nutzbar aus vielen Programmiersprachen (C/C++, Fortran, Python, JAVA, Matlab)

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 8. Framework: ModelCenter

Integrationsframework von Phoenix Integration

Komponenten zur Integration von CPACS und weitere Hilfsprogramme

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 9. Die TIVA Flugzeugvorentwurfsumgebung in DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 FolieEVITA UCAV-2010, FaUSST CATS TIVA, TIVA II, VAMP IML2 10. Probleme in den Projekten

EVITA

• Vorentwurfsprozess von Triebwerken besitzt hohe Komplexitt

• • Automatisierung vielfach hilfreich

• • Automatisierung nicht berall mglich

• Plattformabhngigkeit

CATS

• Datenmenge schwer handhabbar

IML2

• Abhngigkeit von kommerzieller Software

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 11. Remote Component Environment (RCE)

Eigenentwicklung vom DLR

Als Integrationsframework fr den frhen Entwurf von Schiffen

Schiffe, Flugzeuge, Raumfahrzeuge, alles irgendwie dasselbe

aus Software-technologischer Sicht jedenfalls :)

Anpassung der CPACS-Komponenten fr RCE

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 12. RCE - Steckbrief

Open Source

Basierend auf Eclipse

Plattformunabhngig

Sehr hohe Anpassbarkeit

Basis Komponenten

• Datenmanagement

• Privilegienmanagement

• Workflowmanagement

• Verteilung

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 13. RCEim Einsatz SESIS -Light Ship Weight DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 14. RCE im Einsatz Flugzeugvorentwurf mit CPACS Komponenten DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 15. Provenienz

Exakte Zurckverfolgung der Herkunft aller Daten des Systems

Besondern wichtig bei Automatisierung, Optimierung, .

Reproduzieren vonErgebnissen

BesondereHerausforderung: Visualisierung

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 16. Wissensmanagement und Expertensystem

Nicht nur das Ergebnis zhlt, sondern auch die Entscheidungen auf dem Weg dort hin

Laufzeit von Prozessketten vs. Zeit fr den Aufbau

Wissen direkt einsammeln & verknpfen wo es genutzt wird

Entwicklung untersttzen

Wissen generieren

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 17. Verteiltes, interaktives Zusammenarbeiten DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 18. Fazit

CPACS Umgebung wurde im DLR in den letzten Jahren erfolgreich aufgebaut und wird bereits eingesetzt

Momentan zwei unterschiedliche Integrationsframeworksverfgbar

Forschung und Entwicklung bei RCE im Bereich von

• Interaktive Workflows

• Umgang mit groen Datenmengen

• Provenienz von Daten und Ergebnissen

• Anbindung Expertensystem

• • Dokumentiertes Wissen

• • Generiertes Wissen

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie 19.

Fragen und Bemerkungen?

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