German Aerospace Congress

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    15-Nov-2014

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  • 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?

DLRK 2011 > Markus Litz > 29.09.2011 Folie