Download ppt - German Aerospace Congress

Transcript
Page 1: German Aerospace Congress

Framework für die Integration von Simulationscodes zur Unterstützung des multidisziplinären Vorentwurfs

Markus LitzDLR, Simulations- und Softwaretechnik

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2011 Bremen – 29.09.2011

Page 2: German Aerospace Congress

Übersicht

Motivation und Hintergrund

Aktueller Stand

Datenformat

Schnittstellen

Framework

Ein alternatives Integrationsframework

Probleme, Erkenntnisse und aktuelle Arbeiten

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 2

Page 3: German Aerospace Congress

Ursprüngliche Situation im DLR

Benötigte Fachdisziplinen und Simulationstools vorhandenZusammenarbeit einzelner Fachdisziplinen (Institute) in Projekten

Aber:Datenaustausch auf ad-hoc Basis nach Bedarf des ProjektesEingesetzte Tools besitzen kein gemeinsames DatenformatTools wurden manuell und isoliert voneinander betrieben

Es existierten keine automatisierten Toolketten

Das Ziel war dann:

Ein DLR weites Werkzeug, das den multidisziplinären Entwurf von Flugzeugkonfigurationen ermöglicht.

Ein DLR weites Werkzeug, das den multidisziplinären Entwurf von Flugzeugkonfigurationen ermöglicht.

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 3

Page 4: German Aerospace Congress

Technische Vorgehensweise

Datenaustausch zwischen den Tools ermöglichenGemeinsame Sprache/Datenformat entwickeln

Fachtools an dieses Datenformat anpassen

Tools in ein Integrationsframework einbindenAutomatischer Ablauf der Prozesskette möglich

Fachtools dezentral im DLR verteilt

Aufbau von Prozessketten zurNachrechnung

Entwurf

Optimierung

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 4

Page 5: German Aerospace Congress

Das gemeinsame Datenaustauschformat CPACSCommon Parametric Aircraft Configuration Schema

cpacs

header

engines

wings

global

fuselages

missions

sections

section

transformation

elements

airfoilUID

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 5

Page 6: German Aerospace Congress

TIXI – TIVA XML Interface (I)

Programmbibliothek zur Unterstützung XML-basierter Ein- und Ausgabe

Einfacher Zugriff auf „höhere“ XML-Funktionen:

Dateien lesen, schreiben und verwalten

Elemente lesen, schreiben und entfernen

Funktionen zum Lesen/Schreiben von

Textelementen

Fließkommazahlen/Integerzahlen

Matrizen

3D-Punkten

CPACS Validierung

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

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 6

Page 7: German Aerospace Congress

Geometriebibliothek TIGL

TIGL: TIVA Geometry Library

Aufbau der dreidimensionalen Flugzeuggeometrie im Arbeitsspeicher

Bereitstellung von Funktionen für

Geometrieaufbau (B-Splines etc.)

Berechnung von Oberflächenpunkten

Export in andere (CAD) Dateiformate

Volumen-/Flächenberechnung

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

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 7

Page 8: German Aerospace Congress

Framework: ModelCenter

Integrationsframework von Phoenix Integration

Komponenten zur Integration von CPACS und weitere Hilfsprogramme

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 8

Page 9: German Aerospace Congress

Die TIVA Flugzeugvorentwurfsumgebung in…

EVITA

UCAV-2010, FaUSST

CATS

TIVA, TIVA II, VAMP

IML2

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 9

Page 10: German Aerospace Congress

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Probleme in den Projekten

EVITA

Vorentwurfsprozess von Triebwerken besitzt hohe Komplexität

Automatisierung vielfach hilfreich

Automatisierung nicht überall möglich

Plattformabhängigkeit

CATS

Datenmenge schwer handhabbar

IML2

Abhängigkeit von kommerzieller Software

Folie 10

Page 11: German Aerospace Congress

Remote Component Environment (RCE)

Eigenentwicklung vom DLR

Als Integrationsframework für den frühen Entwurf von Schiffen

Schiffe, Flugzeuge, Raumfahrzeuge, … alles irgendwie dasselbe…

…aus Software-technologischer Sicht jedenfalls :)

Anpassung der CPACS-Komponenten für RCE

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 11

Page 12: German Aerospace Congress

RCE - Steckbrief

Open Source

Basierend auf Eclipse

Plattformunabhängig

Sehr hohe Anpassbarkeit

Basis Komponenten

Datenmanagement

Privilegienmanagement

Workflowmanagement

Verteilung

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 12

Page 13: German Aerospace Congress

RCE im EinsatzSESIS - Light Ship Weight

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 13

Page 14: German Aerospace Congress

RCE im EinsatzFlugzeugvorentwurf mit CPACS Komponenten

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 14

Page 15: German Aerospace Congress

Provenienz 

Exakte Zurückverfolgung der Herkunft aller Daten des Systems

Besondern wichtig bei Automatisierung, Optimierung, ….

Reproduzieren von Ergebnissen

Besondere Herausforderung:Visualisierung

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 15

Page 16: German Aerospace Congress

Wissensmanagement und Expertensystem

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

Laufzeit von Prozessketten vs.Zeit für den Aufbau

Wissen direkt einsammeln &verknüpfen wo es genutzt wird

Entwicklung unterstützen

Wissen generieren

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 16

Page 17: German Aerospace Congress

Verteiltes, interaktives Zusammenarbeiten

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 17

Page 18: German Aerospace Congress

Fazit

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

Momentan zwei unterschiedliche Integrationsframeworks verfügbar

Forschung und Entwicklung bei RCE im Bereich von

Interaktive Workflows

Umgang mit großen Datenmengen

Provenienz von Daten und Ergebnissen

Anbindung Expertensystem

Dokumentiertes Wissen

Generiertes Wissen

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 18

Page 19: German Aerospace Congress

Fragen und Bemerkungen?

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011

Folie 19


Recommended