Ziele eines ingenieurwissenschaftlichen Grid

Die zu erforschenden Problemklassen im Engineering sind aus derzeitiger Sicht:

  1. Optimaler Entwurf,
  2. Optimale Steuerung von Systemen,
  3. Design hybrider Systeme und
  4. Optimierung mehrstufiger Produktionssysteme.

Diese Problemklassen sind Teilaufgaben im virtuellen Prototyping und im kollaborativen Engineering. Nur durch die Verwendung von Grid-Technologien können notwendige Ressourcen wie Rechner, Speichersysteme, Softwarewerkzeuge, Informationssysteme und schnelle sichere Netzwerkverbindungen bedarfsgerecht kombiniert werden, um diese Aufgabenbereiche in Kooperation von Forschern, Entwicklern, Produzenten und Anwendern zu lösen. Dabei überwinden die heute üblichen Entwicklungs- und Forschungsprozesse die klassischen Grenzen ingenieurtechnischer und betriebswirtschaftlich-organisatorischer Bereiche im Sinne des Produktlebenszyklusmanagements.

Die community-spezifischen Ziele können daher wie folgt zusammengefasst werden:

1) Unterstützung des virtuellen Prototypings mittels

    1. Internet-basierter kollaborativer Methoden
    2. Abbildung ingenieurwissenschaftlicher Workflows auf eine Grid- Umgebung
    3. Einbindung von fachspezifischen Datenquellen und
    4. Erstellung von Portalen für ausgewählte ingenieurwissenschaftliche Einsatzszenarien.

2) Entwicklung eines wissensbasierten Systems zur Optimierung ingenieurwissenschaftlicher Abläufe und Unterstützung von Entscheidungsprozessen

3) Entwicklung von Kooperations-, Geschäfts-, Sicherheits- und Vertrauensmodellen für ingenieurwissenschaftliche Anwendungen

Das Vorhaben entwickelt neue wissenschaftliche Ansätze für die zentrale Frage, wie ingenieurwissenschaftliches Arbeiten in der Zukunft mit Hilfe von Grid-Technologie unterstützt werden kann. Es baut hierbei in starkem Maße auf der Vorstellung auf, dass menschliche und maschinelle Fähigkeiten in möglichst synergetischer Weise einzusetzen sind und dass insbesondere adäquat vernetztes Grid-basiertes ingenieurwissenschaftliches Arbeiten eine erhebliche Bedeutung für zukünftige technische Produkte und Produktentwicklungsprozesse hat.

Es sollen fünf Anwendungsgebiete (Gießereitechnik, Umformung, Grundwasserströmung- und -transport, Turbinensimulation und Interaktion von Strömungs- und Strukturmechanik) exemplarisch untersucht werden, um zentrale Problemstellungen ingenieurwissenschaftlicher Anwendungen (gekoppelte Multiskalenprobleme, gekoppelte multidisziplinäre Probleme sowie verteilte simulationsbasierte Optimierung) zu bearbeiten. Mit der Entwicklung von Methoden und Softwarekomponenten zur Unterstützung ingenieurwissenschaftlicher Arbeit durch Grid-Technologie in den genannten Anwendungsbereichen schließt das Vorhaben eine entscheidende Lücke des Forschungsfeldes "Grid Computing" zum "Internet der nächsten Generation". Der Aufbau einer Grid-basierten "Computational Engineering Community" demonstriert technologisch avancierte Anwendungsbeispiele ingenieurwissenschaftlichen Arbeitens im Forschungskontext und im betrieblichen Innovationsmanagement.