Ziel der Entwicklung
Das allgemeine Ziel des Projekts besteht darin, Simulationsmodelle und zugehörige Simulatoren (Lösungsverfahren) für mechanische Systeme bzw. mechanische Teile komplexerer Systeme außerhalb eines komplexen Modellier- und Simulationssystems für allgemeine Mehrkörpersysteme zu simulieren. Das Modelliersystem für allgemeine Mehrkörpersysteme wird benötigt, um komplexe Modelle beschreiben und testen zu können. Hinsichtlich der weiteren Verwendung der auf diese Weise entwickelten Modelle erweist sich die allgemeine Modellier- und Simulationsumgebung aber oft als hinderlich, da für die Funktionsfähigkeit eines solchen Tools viele Randbedingungen (Bereitstellung von Dateien, Verzeichnisstrukturen usw.) erfüllt sein müssen, die bei einer Nutzung von Modellen in Fremdumgebungen in der Regel nicht gegeben sind und oftmals auch nicht geschaffen werden können. Deshalb wurden in dem Projekt notwendige wissenschaftliche und technologische Voraussetzungen geschaffen, die eine Einbettung einmal beschriebener Modelle in externe Umgebungen ermöglichen. Die dazu benötigten Softwarekomponenten wurden soweit implementiert, dass sie in Entwicklungsprojekten effizient genutzt werden können. Dazu wurden Arbeiten auf dem Gebiet der Entwicklung und Implementierung effizienter und robuster Lösungsverfahren für verschiedene Aufgabenklassen der Simulation mechanischer Systeme (z.B. Dynamik, Quasistatik) durchgeführt. Hinzu kam eine an die Zielsetzung des Projekts angepasste Implementierung von Modellen und Verfahren.
Vorteile und Lösungen
Der Nutzen der neu entwickelten Technologie für Anwender besteht in einer Erhöhung ihrer Innovationskompetenz. Die Schwelle für den Einsatz von Simulations-Hochtechnologie wird abgesenkt, so dass Anwender ihre eigenen neuen Ideen auf einem wissenschaftlichen Fundament voranbringen und umsetzen können. Forschung und Entwicklung werden so in größerer Breite in der Wirtschaft verankert und der notwendige technologische Strukturwandel befördert.
Die Ergebnisse des Vorhabens stellen eine wichtige Vorbedingung für die wirtschaftliche Verwertung von vorhandenem Know-how auf dem Gebiet der Modellierung und Simulation mechanischer Systeme dar. Simulationsmodelle können unter Verwendung der entwickelten Softwarekomponenten nicht mehr nur innerhalb der Umgebung des allgemeinen Werkzeuges alaska genutzt werden, sondern lassen sich – mehr oder weniger versteckt – in weitgehend beliebige Software- bzw. Simulationsumgebungen einbetten. Unter Verwendung der im Projekt „Embedded Model” entwickelten Komponenten kann dies außerdem zu vertretbaren Kosten erfolgen, so dass die in den entwickelten Komponenten enthaltene Simulationstechnologie im Vergleich zu Ad-hoc-Lösungen kostengünstig genutzt werden kann.
Ein wichtiges Ergebnis ist darüber hinaus eine Werkzeugkette, mit der Modelle aus dem General-Purpose-Tool alaska in eine Software-Umgebung übertragen werden können. Dies stellt eine wesentliche Voraussetzung für die aus Anwendersicht wichtige Trennung von Modellierumgebung und Simulationsumgebung dar. Dabei ist insbesondere von Bedeutung, dass die komplette Parametrisierung des Modells mit übertragen wird. Damit kann mit geringem Aufwand aus dem komplex zu bedienenden Tool alaska ein Spezialsimulator für ein bestimmtes Modell aufgebaut werden, in dem nur noch die zuvor spezifizierten Parameter verändert werden können.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die bei der Projektbearbeitung gesammelte Methodenkompetenz, die sich auf die Technik der Modellierung, das Beschreibungssystem sowie die Lösungsverfahren erstreckt, verbessert insbesondere die Voraussetzungen für den Aufbau anspruchsvoller, forschungsintensiver Spezialsimulatoren.
Dieser Markt, der gegenwärtig wächst, der aber aus wirtschaftlichen Gründen von den großen Softwareanbietern nicht bedient wird, bietet ein lukratives Umsatzpotenzial für eine Einrichtung der angewandten Forschung. Damit ist eine gute Grundlage entstanden, auf der Technologie für die Dynamiksimulation hochflexibler Strukturen sowie für die Simulation der Interaktion von Mensch und Umgebung in größerem Umfang als bisher in der Wirtschaft verbreitet werden können.