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Flexible Simulationslösungen in der Cloud für mittelständische Unternehmen

Moderne Produktentwicklungen erfordern umfangreiche Simulationen. Kaum ein Ingenieur kommt heute ohne massive Berechnungen bei der Konstruktion einzelner Bauteile oder ganzer Maschinen aus. Der finanzielle und personelle Aufwand für die Beschaffung der notwendigen Software sowie die Implementierung, Organisation und der Unterhalt der Hardware ist für kleine und mittelständische Unternehmen jedoch oft nur noch unter großen Mühen wirtschaftlich zu leisten. Das Projekt Cloud4E ermöglicht deshalb den Zugang zu professionellen Simulationslösungen bedarfsgerecht als Dienst über die Cloud. Damit erhalten Ingenieure in mittelständischen Unternehmen Zugang zu technischen Simulationslösungen, deren Einsatz bisher meist nur in großen Unternehmen wirtschaftlich ist.

Flexible und kostengünstige Simulations- und Optimierungsmethoden für Ingenieure

Dazu bietet Cloud4E über die Cloud Zugang zu allen Ressourcen, die für das Ausführen professioneller Simulationen im Engineering-Bereich notwendig sind. Dies umfasst neben der Software auch die nötige Rechenkapazität, die für die Berechnung heterogener, hochkomplexer Modelle in konkurrenzfähiger Zeit nötig ist. Die Vorteile für die entwickelnden Unternehmen liegen auf der Hand: Investitionen in Hardware, Software und Personal können so reduziert werden, laufende Kosten für die Installation und Pflege der Simulationssoftware entfallen. Auch die Ausfallsicherheit der Systeme wird durch die Cloud ohne hohe Kosten entscheidend erhöht: die Ressourcen in der Cloud sind redundant und hochverfügbar – bei In-House-Lösungen ist dies hingegen aus Kostengründen oft nicht der Fall. Dies verhindert auch Ressourcen-Engpässe bei aufwändigen Analysen oder vor Lieferterminen und Produktfreigaben, wenn viele Ingenieure gleichzeitig Simulationen ausführen müssen. Die Cloud macht die Nutzung von Simulationslösungen also flexibler und kostengünstiger.

Individuell konfigurierbare Nutzung von Software und Rechenkapazitäten über die Cloud

In der Anwendung ist der Start einer Simulation für den Ingenieur nicht komplizierter als bei der Nutzung lokaler Ressourcen. Statt auf einem lokalen Computer läuft die Simulationssoftware als Software-as-a-Service flexibel buchbar auf virtuellen Maschinen (VMs) in der Cloud. Die VMs greifen auf Speicher- und Rechenkapazität der Cloud zurück und können an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Über standardisierte Schnittstellen ( OCCI [Open Cloud Computing Interface] und AMQP [Advanced Message Queuing Protocol]) werden Software-, Plattform- und Infrastruktur-Ebene konfiguriert und gesteuert. Der Einsatz offener Standards ermöglicht es dem Ingenieur bei Bedarf einen Wechsel des Anbieters vorzunehmen, ohne dabei bisher erzielte Ergebnisse zu verlieren. In einem ersten Schritt wurde in Cloud4E der Cloud-Zugang für Modelica– und FEM-Simulationen als Modellanwendung bereitgestellt, mit deren Hilfe Prototypen hinsichtlich ihrer Schwachstellen überprüft und bereits frühzeitig in der Entwicklungs- bzw. Konstruktionsphase verbessert oder aufgegeben werden können. Die Projektergebnisse erlauben es Anbietern von Simulationssoftware jedoch beliebige Lösungen über die Cloud anzubieten.

Einheitliche Sicherheitsinfrastruktur über den gesamten Workflow

Von zentraler Bedeutung für das Projekt war die Sicherheit. Die bei der Entwicklung neuer Baugruppen oder Maschinen entstehenden Simulationsdaten sind für Konkurrenten von größtem Interesse. Sie müssen auf Rechnern in der Cloud bestens vor dem Zugriff Unbefugter geschützt sein. Cloud4E entwickelte deshalb eine vertrauenswürdige Sicherheitsinfrastruktur, die jeden Schritt im Lebenszyklus einer Simulationsaufgabe schützen kann. Übertragung und Speicherung von Daten erfolgt dabei stets verschlüsselt. Hierzu stellt Cloud4E konfigurierbare und einfach zu nutzende Werkzeuge auf Basis von erprobten Open-Source-Technologien zur Verfügung, die sich entsprechend den jeweiligen Anforderungen in Cloud-Simulationsdienste integrieren lassen.