08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Forschungsziele & Arbeitsschwerpunkte Mitglieder: TP Bletzinger TP Bungartz / Rank TP Krafczyk – Tölke.

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1 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Forschungsziele & Arbeitsschwerpunkte Mitglieder: TP Bletzinger TP Bungartz / Rank TP Krafczyk – Tölke (anzuregen: assoziiertes TP Neuberg – Rank)

2 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Simulation: Imitation des (Teil-)Verhaltens eines existierenden oder geplanten Systems rechnergestützte Simulation Strukturmechanik Strömungsmechanik i.A. Kontinuumsprobleme... numerische S..... CAS (Maple, MathLab) Nachweisverfahren (z.B. Energiebilanz)... analytische S. Ablaufplanung Sensitivitätsanalyse Agentensysteme... ereignisbasierte S.

3 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Forschungsziel: Die AG entwickelt geeignete Simulationsmodelle und –methoden für komplexe Ingenieursysteme, die von den verteilten Planungspartnern im Verbund betrieben und prototypisch genutzt werden können.

4 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Phänomen- verbund Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n1 Implementation Fachplaner A Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n2 Implementation Fachplaner B Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n3 Implementation Fachplaner C

5 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Phänomen- verbund Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n1 Implementation Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n2 Implementation Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n3 Implementation s_1-2s_2-3 n(n-1) Schnittstellen

6 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Phänomen- verbund Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n1 Implementation Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n2 Implementation Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n3 Implementation S_all n Schnittstellen

7 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Phänomen- verbund Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n1 Implementation Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n2 Implementation Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n3 Implementation S_1.1-2.2 S_2.n2-3.n3 abstrakte Schnittstellen zwischen z.T. inkompatiblen Fachmodellen !

8 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Phänomen- verbund Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n1 Implementation Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n2 Implementation Modellebene 1 Modellebene 2 Modellebene n3 Implementation Verteilungsebenen: 1.fachmodellübergreifend

9 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Phänomen- verbund Modellebene 1Modellebene 2Modellebene n1 Verteilungsebenen: 2.Verteilung zwischen verschiedenen Planungsbeteiligten innerhalb eines Teilmodells (verschiedene Teilmodellinstanzen) Modellebene n1 Teilmodelle

10 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Phänomen- verbund Modellebene 1Modellebene 2 Verteilungsebenen: 3.Nutzung verteilter Hardwareressourcen innerhalb der Simulation eines Teilmodells (z.B. Gebietszerlegung für FEM) Modellebene n1 Implementation

11 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Verteilungsebenen: 1.fachmodellübergreifend 2.Verteilung zwischen verschiedenen Planungsbeteiligten innerhalb eines Teilmodells (verschiedene Teilmodellinstanzen) 3.Nutzung verteilter Hardwareressourcen innerhalb der Simulation eines Teilmodells TP Bletzinger TP Krafczyk – Tölke (TP Neuberg – Rank) TP Bungartz / Rank TP Krafczyk – Tölke TP Rank

12 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Verteilungsstrategien: 1.Konfliktindizierung durch Sensitivitätsanalyse durch virtuellen Gesamtentwurfsraum 2.Konfliktauflösung durch Konsistenzprüfung TP Bletzinger TP Krafczyk - Tölke TP Bungartz / Rank

13 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Schnittstellentechnologie - Vielfalt vs. Komplexität: im Bauwesen existieren oftmals eine Vielzahl von Fachmodellen (n bzw. ) oft nur Modelltransfer zwischen wenigen Fachmodellen nötig oder/und möglich (ggf. Ring) status quo: vielfach Informationsverlust (Modelltransfer irreversibel) Anforderungskatalog an Schnittstellen: stabil leicht erweiterbar portabel mächtig (hohe Abstraktionsleistung) minimaler Overhead im Vergleich zum Simulationsgesamtaufwand …

14 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Beispielklassen von Schnittstellentechnologien: CORBA (common object request broker architecture) MAS (Multi-Agenten-Systeme) MPI (message passing interface)

15 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation MPI message passing Standard zum Datenaustausch zwischen Systemen mit verteiltem Speicher liegt meist als Bibliothek vor Priorität: Maximierung von Bandbreite Komplexität der austauschbaren Datenobjekte: atomar (int, float, array,...) Generierung eigener, komplexer Datenobjekte möglich (C/C++) kaum Unterstützung beim Modelltransfer in Bezug auf Schnittstellenproblematik: do it yourself - Ansatz

16 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation CORBA Middleware: Kommunikationssoftware zur Integration von Applikationskomponenten, ohne dass der Anwender spezifische Kommunikations-Infrastruktur schreiben muss. Ziel: Schaffung einer orts-, plattform- und implementationsunabhängigen Kommunikation zwischen Applikationen spez. Protokoll erlaubt internetweite Kommunikation über ORB Schnittstellendefinition über interface definition language (IDL), Implementation dann über JAVA, C++, ActiveX,... unterstützt Elimination proprietärer Schnittstellen zwischen Systemen weniger geeignet für: Übermittelung von Massendaten (-> MPI) direkte Applikationsintegration (erhöhter Realisierungsaufwand ->IDL)

17 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation MAS multi agent systems: Instanzen von aktiven Objekten mit vorgegebenen Verhaltensmustern interagieren in einer Simulationsumgebung (Umwelt) maximal asynchrone WW Agent-Agent und Agent-Umwelt Kopplung ist deutlich loser als bei anderen Ansätzen (extrem asynchron) -> Austausch mit AG Agententechnologien vorgesehen

18 08/09.05.2003 HerrschingAG Verteilte Simulation Fazit: Die TP der AG Verteilte Simulation untersuchen die Eignung verschiedener Ansätze in Bezug auf Konfliktlösung Konfliktvermeidung Konfliktminimierung durch Entwicklung und Erprobung von Simulations- und Organisationsmodellen auf unterschiedlichen Verteilungsebenen