Open Source im DLR. Andreas Schreiber. Chaosdorf Düsseldorf,

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1 DLR.de Folie 1 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Open Source im DLR Andreas Schreiber Chaosdorf Düsseldorf,

2 DLR.de Folie 2 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Open Source im DLR" von Andreas Schreiber (DLR) ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz. Alle Bilder: DLR (CC-BY 3.0), soweit nicht explizit anders gekennzeichnet.

3 DLR.de Folie 3 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Überblick Software im DLR Software Engineering Open-Source-Strategie Migration nach Python Beispiele für Open-Source-Software

4 DLR.de Folie 4 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Forschung im DLR Forschungsgebiete Raumfahrt Luftfahrt Energie Verkehr Sicherheit Softwareforschung- und Entwicklung Einrichtung Simulations- und Softwaretechnik Softwareentwicklung in allen 33 DLR-Instituten

5 DLR.de Folie 5 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Einrichtung Simulations- und Softwaretechnik Zentrale Einrichtung mit Softwarekompetenz Standorte Berlin-Zentrum Braunschweig Köln-Porz Ca. 50 Mitarbeiter

6 DLR.de Folie 6 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Software-Forschung Erforschen und Entwickeln neuer Softwaretechnologien

7 DLR.de Folie 7 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Software-Entwicklung Individualsoftware für die Forschung im DLR

8 DLR.de Folie 8 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Software-Qualität Verbessern der Qualität der Software im DLR

9 DLR.de Folie 9 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > DLR Simulations- und Softwaretechnik Aktuelle Forschungsgebiete Usability Big Data Quantencomputing Multidisziplinäre Simulation Mobile Systeme Sicherheit Modellbasiertes Systems Engineering High Performance Computing Software Engineering Verteilte Systeme Virtual und Augmented Reality Datenmanagement Wissensmanagement Interaktive Visualisierung Eingebettete Systeme

10 DLR.de Folie 10 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Software im DLR Umfang Einige Zahlen Mehr als 1200 Mitarbeiter entwickeln Software Mehr als 100 Mio EUR Personalkosten pro Jahr für Softwareentwicklung DLR ist eines der größten Softwarehäuser in Deutschland

11 DLR.de Folie 11 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Software im DLR Charakteristiken Im DLR entwickelte Software ist in der Regel Nicht- Standard-Software ( Individualsoftware) Oft spezielle und spezifische Anforderungen Die Entwickler haben oft keine Ausbildung in Software- Entwicklung Vielzahl an eingesetzten Software-Technologien Sowohl Open-Source als auch proprietäre Software Viele Fragen und Probleme mit Open-Source-Lizenzen Große Anzahl an Software-Projekten Überblick über existierende Software ist schwierig

12 DLR.de Folie 12 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Software im DLR Power Equation LP Spool Power Equ. HP Sp. Π COM η COM HPT Cooling

13 DLR.de Folie 13 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR >

14 DLR.de Folie 14 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Software-Engineering-Strategie Unterstützen der Software-Entwicklung im DLR Methoden und Werkzeuge für die Software-Entwicklung Entwickeln von angepassten Prozessen für Wissenschaftler, inklusive Web-basierter Dokumentation Integration von Entwicklungswerkzeugen in die Arbeitsumgebungen der Wissenschaftler Werkzeuge sind für jeden verfügbar und einfach im Intranet zugreifbar Schulungen für verbreitete Entwicklungswerkzeuge und Software-Technologien

15 DLR.de Folie 15 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Software-Engineering-Strategie Wissensmanagement Austausch von Wissen und Informationen Netzwerk von Software-Engineering-Beauftragten Informationsaustausch per Intranet und auf Workshops Software-Engineering-Wiki für Dokumentationen und Zusammenarbeit Software-Katalog Informationsbroschüre und Schulungen zu Open- Source-Lizenzrecht

16 DLR.de Folie 16 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Software-Engineering-Wiki Startseite

17 DLR.de Folie 17 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Software-Engineering-Wiki Programming-Guides für Entwickler

18 DLR.de Folie 18 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > DLR Software-Katalog Verzeichnis für alle Software-Projekte im DLR Zugriff für DLR-Mitarbeiter und die Öffentlichkeit Für Open Source und proprietäre Software

19 DLR.de Folie 19 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Open-Source-Strategie DLR s Open-Source-Agenda Sortiert nach Priorität Anleitungen und Hilfe für Open-Source-Lizenzen Kriterien für Auswahl von Open-Source-Software Best-Practices für eigene Open-Source-Projekte Migration nach Open Source

20 DLR.de Folie 20 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Open-Source-Strategie Status im DLR Bereits vorhanden Standard-Open-Source-Licenzen ausgewählt Broschüre für Open-Source-Lizenzrecht Schulungen Hilfe und Unterstützung Nächste Schritte Standard -Hosting von Open Source Zur Zeit: SourceForge.net, Github, Google Code, Prozesse für Auswahl und Freigabe Teil des Qualitätsmanagementsystems

21 DLR.de Folie 21 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Open-Source-Strategie Licenses Im DLR werden viele Open-Source-Lizenzen verwendet AGPLv3, GPLv2, GPLv3, EPL, QPL, LGPLv2, LGPLv3, CDDL, MPLv2, Apache 2.0, BSD 2/3, MIT, Zlib, ZPLv2, Python 2.0, Empfohlene Lizenzen (geprüft durch Rechtsabteilung) Simplified BSD License Apache License 2.0 Eclipse Public License 1.0 DLR wird keine eigene Open-Source-Lizenz entwickeln Die OSI-zertifizierten Lizenzen reichen aus!

22 DLR.de Folie 22 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Open-Source-Broschüre Lizenzrecht Grundlagenwissen über Open-Source-Lizenzrecht Entwickelt durch Anwaltskanzlei Finanziert und Herausgegeben von DLR- Technologiemarketing

23 DLR.de Folie 23 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Open-Source-Broschüre Praktische Informationen Checklisten Infoboxen

24 DLR.de Folie 24 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Open-Source-Broschüre Entscheidungshilfen Entscheidungsbaum

25 DLR.de Folie 25 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Open Source Schulungen Lizenzrecht Rechtliche Aspekte der Open-Source-Nutzung im DLR Regelmäßige Standardschulung im DLR Bildungsprogramms Zusätzlich bei Bedarf für Institute oder Teams Entwicklung Werkzeug-gestützte Software-Entwicklung Entwicklung mit Open-Source-Tools Standardschulung & nach Bedarf (siehe oben)

26 DLR.de Folie 26 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Open Source Hilfe & Unterstützung Hilfe und Unterstützung je nach Fragestellung Allgemeine Lizenzfragen, Schutzrechte DLR-Technologiemarketing Rechtliche Unterstützung für Copyright- und sonstige Rechtsfragen DLR-Rechtsabteilung Lizenzkompatibilität, Lizenzauswahl, Entwicklung DLR-Simulations- und Softwaretechnik

27 DLR.de Folie 27 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Migration nach Open Source Ersatz für kommerzielle Software Langfristig: Ersatz / Alternativen für Standard-Software Microsoft Office Messenger und Telefonie (Microsoft Lync) Betriebssysteme... Kurzfristig: Alternativen für techn./wiss. Tools MATLAB Visualisierungs-Tools Compiler...

28 DLR.de Folie 28 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Migration nach Python

29 DLR.de Folie 29 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Wichtige Anwendungssoftware Wissenschaft und Technik Viele kommerzielle Anwendungen sind noch Standard Microsoft Excel MATLAB IDL Fortran-Compiler Der Weg nach Python... Einheitliche Sprache für viele Anwendungsgebiete Workshop Migration nach Python

30 DLR.de Folie 30 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Microsoft Excel Verarbeitung tabellarischer Daten Wesentliche Funktionen Tabellen Sortier-, Gruppier-, Filterfunktionen Pivot-Tabellen Diagramme Python-Alternative Jupyter / IPython pandas

31 DLR.de Folie 31 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > The MathWorks MATLAB Numerische Matrixberechnungen Wesentliche Funktionen Eigene proprietäre Programmiersprache Viele Anwendungs-Toolboxes z.b. Statistik, Signal- und Bildverarbeitung Python-Alternative NumPy Matplotlib Nützliche Quelle: wiki.scipy.org/numpy_for_matlab_users

32 DLR.de Folie 32 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > IDL Interactive Data Language Analyse und Visualisierung von Daten Wesentliche Funktionen Array-basierte Programmiersprache Gute Bildverarbeitungsfunktionen Python-Alternative IDL-nach-Python-Compiler PIKE

33 DLR.de Folie 33 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Python als Ersatz für Fortran? Beispiel: Simulation von Hubschrauber-Rotoren Free-Wake (DLR-Flugsystemtechnik) Simulation dreidimensionaler Strömungen um einen aktiv gesteuerten Rotor eines Helikopters Code entwickelt MPI-parallelisiert in Fortran Aufwendige Performance- Optimierung MPI und Open ACC

34 DLR.de Folie 34 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Visualisierung der Wirbel

35 DLR.de Folie 35 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Kern-Schleifen von Free-Wake (Standard Python) for iblades in range(numberofblades): for iradial in range(1, dimensioninradialdirection): for iazimutal in range(dimensioninazimualdirectiontotal): for i1 in range(len(vx[0])): for i2 in range(len(vx[0][0])): for i3 in range(len(vx[0][0][0])): # wilin-aufruf 1 for iblades in range(numberofblades): for iradial in range(dimensioninradialdirection): for iazimutal in range(1, dimensioninazimualdirectiontotal): for i1 in range(len(vx[0])): for i2 in range(len(vx[0][0])): for i3 in range(len(vx[0][0][0])): # wilin-aufruf 2 for idir in range(3): for i in range(numberofblades): for j in range(dimensioninradialdirection): for k in range(dimensioninazimualdirectiontotal): x[idir][i][j][k] = x[idir][i][j][k] + dt * vx[idir][i][j][k]

36 DLR.de Folie 36 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Free-Wake Performance-Vergleich Fortran Python Vergleich der hoch-optimierten Fortran-Version mit parallelen Python-Versionen Multi-core CPUs Cython mit OpenMP Python-Bindings für Global Array Toolkit GPGPUs NumbaPro

37 DLR.de Folie 37 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Performance-Tests Single-Core Performance (Xeon E5645, 6 Cores)

38 DLR.de Folie 38 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Performance-Tests Multi-Core Performance (Xeon E5645, 6 Cores)

39 DLR.de Folie 39 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Performance-Tests GPGPU Perf. (NVIDIA Tesla C2075, 448 CUDA-Cores)

40 DLR.de Folie 40 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Beispiele für Open-Source-Projekte des DLR

41 DLR.de Folie 41 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Beispiel Software für multidisziplinären Entwurf Remote Component Environment (RCE)

42 DLR.de Folie 42 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Entwurf in der Luftfahrt Ziel: Neue Flugzeugkonfigurationen geringere Betriebskosten umweltverträglicher

43 DLR.de Folie 43 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Multidisziplinärer Entwurf Power Equation LP Spool Power Equ. HP Sp. Π COM η COM HPT Cooling

44 DLR.de Folie 44 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Multidisziplinäre Entwurfswerkzeuge

45 DLR.de Folie 45 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Kopplung multidisziplinärer Entwurfswerkzeuge

46 DLR.de Folie 46 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Kopplung verteilter, multidisziplinärer Entwurfswerkzeuge

47 DLR.de Folie 47 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Integrationsumgebung RCE Softwaresystem Zur Modellierung von Entwurfsprozessen Zur automatisierten Ausführung von verteilten, verketteten Entwurfswerkzeugen Historie Entwickelt für den Schiffbau im Drittmittelprojekt SESIS Im und fürs DLR weiterentwickelt und inzwischen in Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr eingesetzt Externe Nutzer

48 DLR.de Folie 48 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Integrationsumgebung RCE Open Source Open Source unter der Eclipse Public License (EPL) Links Github: https://github.com/rcenvironment Website: Youtube:

49 DLR.de Folie 49 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Grafische Benutzeroberfläche von RCE

50 DLR.de Folie 50 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Grafische Benutzeroberfläche Ergebnisdarstellung während und nach einer verteilten Ausführung der Werkzeuge

51 DLR.de Folie 51 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > RCE in der Raumfahrt

52 DLR.de Folie 52 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > RCE in der Luftfahrt

53 DLR.de Folie 53 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Beispiel Numerische Bibliotheken Geometriebibliothek TiGL

54 DLR.de Folie 54 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Geometriebibliothek TiGL Herausforderungen Berechnen einer 3D-Geometrie aus parametrisierten Daten (DLR- Format CPACS) Von parametrisierten CPACS-Daten Ausschnitte extrahieren Punkte auf der Oberfläche Punkte auf das Flugzeug projizieren Schnitte durch den Rumpf Schnitte mit Linien Schnittkurve zwischen Flügel und Rumpf zur 3D-CAD-Geometrie

55 DLR.de Folie 55 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Geometriebibliothek TiGL Geometrieoperationen für Flugzeugentwurf Benutzt für viele Simulationscodes des DLR Multi-purpose Multi-language Multi-platform CPACS Aerodynamik Radar-Signatur Infrarot-Signatur Struktur und Aeroelastik

56 DLR.de Folie 56 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Geometriebibliothek TiGL Export-Funktionen Collada, STL Gittergenerierung für CFD Rendering, Visualisierung Modellierung (CAD) 3D-Druck

57 DLR.de Folie 57 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Geometriebibliothek TiGL Plattformunabhängige Betrachter

58 DLR.de Folie 58 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > Geometriebibliothek TiGL Open Source Open Source unter der Apache License 2.0 Links Github: https://github.com/dlr-sc/tigl Android-App: https://play.google.com/store/apps/details?id=de.dlr.sc.t iglviewer.android

59 > FSFE Fellowshiptreffen Düsseldorf > Andreas Schreiber Open Source im DLR > DLR.de Chart 59 Vielen Dank! Fragen?

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