Open Source in der Luft- und Raumfahrt-Forschung FrOSCon 2010

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Waldemar Esser
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1 Open Source in der Luft- und Raumfahrt-Forschung FrOSCon 2010 Andreas Schreiber Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v., Köln/Braunschweig/Berlin Folie 1

2 Folie 2

3 Das DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Forschungseinrichtung Raumfahrt-Agentur Projektträger Folie 3

4 Standorte und Personal Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten in 29 Forschungsinstituten und Einrichtungen in 13 Standorten. Büros in Brüssel, Paris und Washington. Hamburg Bremen- Neustrelitz Trauen Berlin- Braunschweig Göttingen Köln Bonn Lampoldshausen Stuttgart Oberpfaffenhofen Weilheim Folie 4

Einrichtungen in 13 Standorten. Büros in Brüssel, Paris und Washington.

5 Leitbild - Vision Das DLR - die führende und richtungsweisende öffentliche Forschungseinrichtung in Europa für seine Forschungsbereiche Luftfahrt, Raumfahrt, Verkehr und Energie Das DLR - die gestaltende Kraft für die europäische Raumfahrt in seiner Funktion als Raumfahrt-Agentur Das DLR - die Dachorganisation für die wirkungsvollsten und effizientesten Projektträger Folie 5

Energie Das DLR - die gestaltende Kraft für die europäische Raumfahrt in seiner Funktion als

6 DLR Forschungsbereich Luftfahrt Optimierung der Leistung und der Umweltverträglichkeit des Gesamtsystems Flugzeug Erweiterung des Flugbereichs von Hubschraubern auf alle Wetterbedingungen Effiziente und umweltfreundliche Flugtriebwerke Sicherer, umweltfreundlicher und effizienter Luftverkehr (Flugsicherung, Flugbetrieb) Folie 6

Hubschraubern auf alle Wetterbedingungen Effiziente und umweltfreundliche

7 DLR Forschungsprogramm Raumfahrt Erforschung des Weltraums Forschung unter Schwerelosigkeit Erdbeobachtung Kommunikation & Navigation Raumtransport Technik für Raumfahrtsysteme Folie 7

8 Herausforderungen im Geschäftsfeld Verkehr Nachhaltige Mobilität erreichen in einer Balance von Ökonomie Gesellschaft Ökologie durch Sicherung der Mobilität für Menschen und Güter Schutz von Umwelt und Ressourcen Verbesserung der Sicherheit Folie 8

Gesellschaft Ökologie durch Sicherung der Mobilität für

9 DLR Forschungsprogramm Energie Die DLR-Energieforschung konzentriert sich auf CO 2 -Vermeidung durch Effizienz und Erneuerbare Energien Synergien im DLR energiewirtschaftlich relevante und großforschungsspezifische Themen. Folie 9

und Erneuerbare Energien Synergien im DLR

10 Software im DLR Folie 10

11 Software im DLR Größenordnung der Software-Entwicklung Über 1000 Mitarbeiter des DLR entwickeln Software Das sind >100 Millionen EUR Vollkosten pro Jahr DLR ist eines der größten Software-Häuser Deutschlands Folie 11

12 Software-Entwicklungen in Luft- und Raumfahrt Klassifizierung Software für missionskritische Systeme Embedded Software und Real-Time-Software in Flugzeugen, Satelliten, Raumfahrzeugen, Software mit großen Userzahlen Internet/Intranet/ , Webshop für Satellitendaten Software zur Unterstützung Prozessunterstützung, Datenmanagement, Modellierungsund Simulationsumgebungen, Software deren Effizienz wichtig ist Numerische Simulationscodes Folie 12

Internet/Intranet/Email, Webshop für Satellitendaten Software zur Unterstützung Prozessunterstützung,

13 Freie Software in der Luft- und Raumfahrt Nutzen von Open-Source-Software Reduktion des Entwicklungsaufwands Weniger eigener Source-Code In manchen Projekten wird nur ca. 10% neu programmiert Profitieren von der Stabilität Open-Source-Software ist vielfach getestet und wird ständig weiterentwickelt Folie 13

14 Nutzung von Open-Source-Software In der Forschung wird unterschiedlichste freie Software genutzt Anwendungssoftware z.b. Textverarbeitungen LaTeX oder Open Office Betriebssystem Linux Desktop & Server Programmiersprachen und Compiler GNU Compiler, Python, Bibliotheken Datenbank-Zugriff, XML-Verarbeitung, Numerik, Web-Frameworks Zope, Plone, Django, Liferay, MoinMoin-Wiki, Entwicklungs-Tools Eclipse, Subversion, Mercurial, Folie 14

Textverarbeitungen LaTeX oder Open Office Betriebssystem Linux Desktop & Server Programmiersprachen und

15 Bereitstellung von Open-Source-Software Forschungseinrichtungen stellen eigene Entwicklungen zur Verfügung Simulationssoftware Datenverwaltungssoftware Bibliotheken Beteiligung an Open-Source-Projekten Mitarbeit bei existierenden Projekten Gemeinsame Entwicklungen in Forschungsprojekten Folie 15

Datenverwaltungssoftware Bibliotheken Beteiligung an

16 Lizenzen Häufig verwendete Lizenzen Apache License 2.0 BSD License Eclipse Public License Überprüft von der DLR-Rechtsabteilung Ähnlich auch in vergleichbaren Organisationen ESA NASA Folie 16

17 Beispiele für Software- Anwendungen Folie 17

18 Management wiss. Daten von - Simulationen - Experimenten - Erdbeobachtungen Folie 18

19 Open-Source Source-Software Software DataFinder Implementiert in Python und Qt Folie 19

20 Datenmanagement-Webportal Liveray Portal-Framework Folie 20

21 Sicherung und Nutzung von Expertenwissen Folie 21

22 Graphische Modellierung von Abhängigkeiten Wissensmanagement fürf Berechnungsingenieure Verwendete Open-Source Source-Software: Software: - Eclipse - JBoss Drools - Apache Lucene Folie 22

23 Software für f r den Entwurf von Flugzeugen aller Art Verwendete Open-Source Source-Software: Software: - Open Inventor - Qt Folie 23

24 Früher Entwurf von Fleugzeug-Geometrien Verwendete Open-Source Source-Software: Software: - OpenCASCADE Folie 24

25 Open-Source Source-Software Software RCE (Remote Component Environment) Verwendete Open-Source Source-Software: Software: - Eclipse - VTK Folie 25

26 Virtuelle Produktentwicklung von Schiffen Bild: Flensbuger Schiffbau Gesellschaft Folie 26

27 mit modernen Software-Systemen Systemen (Eclipse-basiert) Folie 27

28 Virtuelle Produktentwicklung von Raumschiffen Folie 28

29 RODOS In C++ implementiertes, hochzuverlässiges Echtzeit- Betriebssystem für eingebettete Systeme. Einsatz in Satelliten Folie 29

30 Simulation und Management von Luft-Verkehr Folie 30

31 Datenbank für Luftverkehrsbeobachtung Mit Open-Source-Software DataFinder Folie 31

32 Datenbank für Luftverkehrsbeobachtung Import von Daten Import aller Datenquellen (PDF/Word/Text-Dateien, Excel, Access, ) Klassifikation Verhinderung doppelter Daten Folie 32

33 Klima-Forschung Folie 33

34 Beispiel: Klimadaten Verteilte Datenarchive Riesige Datenmengen (Petabytes) Speicherung bei den Datenquellen (Sensoren, Institute) Verschiedene Datenformate Bedingt durch Art und Zweck der Daten Historische Gründe Folie 34

35 Auswahl und Zugriff auf Klimadaten Open-Source-Software (Python) Auswahl von Daten-Sets Auswahl einzelner Daten Folie 35

36 Auswahl und Zugriff auf Klimadaten Open-Source-Software (Python) Auswahl von Daten-Sets Auswahl einzelner Daten Auswahl der Regionen (Längengrad, Breitengrad) Auswahl der Höhe Auswahl von Zeiträumen Folie 36

37 Folie 37

38 Simulation und Management von Strassen-Verkehr Folie 38

39 Open-Source Software SUMO (Simulation of Urban MObility) Folie 39

40 Verkehrssimulation Folie 40

41 Anwendungsbeispiel WJT2005 / Soccer2006 Einsatz in Köln Papst-Besuch (Weltjugendtag 2005) Fußball-WM 2006 Verkehrserfassung Induktionsschleifen auf Autobahnen Induktionsschleifen in der Stadt Erfassung aus der Luft (Zeppelin) Verkehrsvisualisierung Zusammenfassung aller Daten Präsentation bei der Polizei Verkehrsvorhersage 30 Minuten in der Zukunft (mit SUMO) Folie 41

42 High-Performance Computing Folie 42

43 Linux Verwendete Distributionen Folie 43

44 Verteiltes Rechnen und Grid-Computing Folie 44

45 Verteiltes Rechnen und Grid-Computing Freie Middleware Forschungszentrum Jülich u.a. Argonne National Laboratory u.a. Folie 45

46 Komplexe Simulation Beispiel X-31X DLR Institut für f r Aerodynamik und Strömungstechnik Folie 46

47 Folie 47

48 Die Turbomaschine DLR Institut für f r Antriebstechnik Folie 48

49 Folie 49 DLR Institut für f r Antriebstechnik

50 Folie 50

51 Virtual Reality Bild: P. Winandy Folie 51

52 Verwendete Open-Source Source-Software: Software: - ViSTA VR Toolkit Folie 52

53 Mobile Anwendungen Folie 53

54 Telemedizin Folie 54

55 Folie 55

56 Fragen? Kontakt Andreas Schreiber DLR Simulations- und Softwaretechnik, Köln/Braunschweig/Berlin Folie 58

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