Post on 06-Apr-2015
Science meets EngineeringKaiserslauterer InnovationszentrumApplied System Modeling
Fast jedes innovative Produkt enthält Software und Informa-tionstechnologie und/oder beruht in seiner Entwicklung auf virtuellem Design- und Auslegungsschritten (Simulation).
Am Anfang fast jeder Systemmodellierung steht mathe-matische Modellierung und Algorithmenentwicklung. Die Umsetzung in anwendungsorientierte Softwaresysteme bildet die essentielle Grundlage zur ingenieurmäßigen Entwicklung hoch komplexer, interdisziplinärer Systeme und adressiert somit eine zentrale Herausforderung der Systementwicklung des nächsten Jahrzehnts.
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Kaiserslauterer Innovationszentrum Applied System Modeling – Science meets Engineering
Ziel: Das Zentrum soll bereits vorhandene Kooperationen über gemeinsa- me Strategien, Projekte und Nachwuchsförderung stärken und
weiter- entwickeln mit dem Ziel der Schaffung neuer/erweit. Geschäftsfelder.
Partner: – Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM– Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE– Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM,
Freiburg, Abt. Terahertz, Kaiserslautern
– TU Kaiserslautern, FB Mathematik– TU Kaiserslautern, FB Informatik
Laufzeit: 2010 – 2013
Finanzvolumen:gesamt: 15,8 Mio Euro davon Fraunhofer und Rheinland-Pfalz: 12,8 Mio €
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Durchgängige Projektstruktur im Innovationszentrum
Innovationszentrum hat eine durchgängige Projektstruktur
Aktuell sind 8 Projekte definiert und genehmigt.
Projektleitung liegt jeweils bei einem der drei Fraunhofer-Institute
Projektfinanzierung (grob): Anschubfinanzierung
¼ zentrale Fraunhofer-Mittel ¼ Eigenleistung der Fraunhofer-Institute ¼ Landesmittel zum Aufbau/Ergänzung universitärer Lehrstühle ¼ Landesmittel für Forschung (i.d.R. Promotionsstipendien)
Zusätzlich werden über die Projektlaufzeit signifikante Drittmittel erwartet.
Innovationszentrum ist offen für weitere Projekte. Aktuelle Planung für vier Jahre. Verstetigung ist Ziel.
Es gibt ein Querschnittsprojekt P0 (bescheidenes Budget)
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Kaiserslauterer Innovationszentrum Applied System Modeling – Science meets Engineering
Erfolgskriterien: – signifikante Drittmittelerträge (insbesondere Industrie)– Verzahnung der Kompetenz zw. Fraunhofer und TU KL– Nachwuchsförderung und -ausbildung: Promotionen
Sprecherrat: – Prof. B. Hillebrands (Vizepräsident Forschung TU KL)– Prof. D. Prätzel-Wolters (Leiter Fraunhofer ITWM)– Prof. D. Rombach (Leiter Fraunhofer IESE)
Leitungsrat: – Prof. K. Berns (Dekan FB Informatik)– Prof. R. Korn (Dekan FB Mathematik)– Prof. R. Beigang (Vertreter Abt. Terahertz des
Fraunhofer IPM)– Prof. P. Liggesmeyer (Vertreter Fraunhofer IESE)– Dr. K. Steiner (Vertreter Fraunhofer ITWM)
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Querschnittsprojekt P0: Nachwuchsförderung und Weiterbildung
Das Projekt umfasst die übergreifenden Aktivitäten der Partner im Innovationszentrum.
Ziele: – Nachwuchsförderung / Weiterbildung koordinieren– Rekrutierung von Studentinnen und Studenten– Personelle Verzahnung zwischen TU Kaiserslautern
und Fraunhofer stärken
Maßnahmen: – Seminare – Lehrveranstaltungen– Kompaktkurse – Sommerschulen– Gästeprogramm
Partner: – Science Alliance – (CM)²– Felix-Klein-Zentrum für Mathematik– Promotionsprogramm Informatik– Graduiertenkollegs u.v.m.
Wesentlich: Koordination und Abstimmung bestehender Maßnahmen
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Mathematik-Projekte (Fraunhofer ITWM – TU-KL, FB Mathematik)unter Einbeziehung der Professoren aus der Mathematikinitiative
P1: Applied System Modeling für erneuerbare Energien
Scientific Computing, Finanzmathematik, HPC, FM, SYS Kooperation mit Informatik Leitung: Dr. Franz-Josef Pfreundt
P2: Applied System Modeling für Multiskalenmaterialien
Bildverarbeitung, Technomathematik, BV, SMS Kooperation mit Maschinenbau, Bauingenieuren und Physik Leitung: Dr. Konrad Steiner
P3: Applied System Modeling für das Engineering stochastischer Prozesse
Technomathematik, Computational Stochastics, TV, SMS Kooperation mit Verfahrenstechnik und Graphische Datenverarbeitung Leitung: Dr. Raimund Wegener
P4: Virtuelle Produktentwicklung für Fahrzeugtechnologien
DAE-Systeme, Optimierung, MDF, OPT Kooperation mit Maschinenbau und ZNT Leitung: Dr. Klaus Dreßler
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Informatik-Projekte (Fraunhofer IESE – TU-KL, FB Informatik)
P5: Applied System Modeling für eingebetteter Softwaresysteme
Modell-basierte Entwicklung sicherheitskritischer eingebetteter Systeme Kooperation mit E-Technik; Maschinenbau Leitung: Dr. Mario Trapp
P6: Software-Konstruktion für parallele Rechnerarchitekturen und ihre Anwendungen
Effiziente Softwareentwicklung für parallele Rechnerarchitekturen und ambiente Systeme
Kooperation mit E-Technik Leitung: Dr. Thomas Kuhn
P7: Applied System Modeling für große Informationssysteme
zunächst zurückgestellt
P8: Living Lab Embedded Systems für Zukunftsbranchen
Living Lab für Automotive, Ambient Systems und Energiemanagement Kooperation mit E-Technik und ZNT Leitung: Dr. Mario Trapp
Geplant ist die Einbindung neuer Professoren aus der Informatikinitiative
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P1: Applied System Modeling für erneuerbare Energien
© pixelio,M.Barnebeck
Herausforderung Systemsimulation und Regelungsstrategien des Energiesystems
aus Erzeugern und Verbrauchern Prognosemodelle zur Verfügbarkeit erneuerbarer Energien
insbesondere der fluktuierenden Energien Finanzmarkt für erneuerbare Energien (Preismodellierung)
Neue Anwendungen Fundierte Systemlösungen für Energieversorgung SmartGrid als lokales Versorgungsunternehmen
Kooperationspartner ITWM: High Performance Computing; Finanzmathematik;
Systemanalyse, Prognose und Regelung FB Mathe: Scientific Computing, Finanzmathematik Weitere: Informatik
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P2: Applied System Modeling für Multiskalenmaterialien
Herausforderung Simulation heterogener, mehrskaliger Materialien und ihre
Eigenschaftenvorhersage 3D-Bildverarbeitung, Strukturanalyse und -modellierung
mehrkomponentiger Werkstoffe Upscaling und effiziente numerische Algorithmen zur
multifunktionalen Multiskalensimulation
Neue Anwendungen Faserverstärkte Materialien, insbesondere Beton Funktionswerkstoffe, z.B. partikelverstärkte Gefüge
Kooperationspartner ITWM: Bildverarbeitung, Material- u. Strömungssimulation FB Mathe: Technomathematik, Bildverarbeitung Weitere: Terahertz-Physik, Technische Mechanik,
Werkstoffwissen- schaften, Bauingenieure,Institut für Verbundwerkstoffe
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P3: Applied System Modeling für das Engineering stochastischer Prozesse
Herausforderung Stochastische Modellierung physikalischer Prozesse Parameteridentifikation in stochastischen Modellen Entwicklung geeigneter visueller Qualitäts- und Bewertungskriterien
Neue Anwendungen Filamente in Tropfenschwärmen Fadenziehprozesse in turbulenten Strömungen Größenklassen bei Tropfenpopulationsbilanzen Partikeldynamiken in Suspensionsströmungen Kontinuumsdynamiken granularer Medien Komparative Visualisierung
Kooperationspartner ITWM: Transportvorgänge, Material- u.
Strömungssimulation FB Mathe: Technomathematik, Computational Stochastics Weitere: Verfahrenstechnik, Graphische Datenverarbeitung
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P4: Applied System Modeling für Fahrzeugtechnologien
Herausforderung Verzahnung von Systemsimulation mit Optimierungsstrategien Hierarchische Systemmodellierung von hochgenau bis
hochperformant Modellreduktionstechniken für MKS und FEA Entscheidungsunterstützung durch mehrkriterielle Optimierung
Neue Anwendungen Vereinfachte Bauteilprüfungen Systemanregungen für zukünftige Modelle Maßgeschneiderte Komponentenmodelle
Kooperationspartner ITWM: Mathematische Methoden in Dynamik und
Festigkeit, Optimierung FB Mathe: DAE-Systeme, Optimierung, Statistik Weitere: Maschinenbau und ZNT
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P5: Applied System Modeling für eingebettete Softwaresysteme
Herausforderung
Ganzheitliche Entwicklung eingebetteter Systeme Modellierung aller Aspekte eingebetteter Systeme,
z. B. Hardware, Software, Mechanik Modellbasierte Evaluations- und Testverfahren Garantierte Qualitätseigenschaften
Neue Anwendungen
Offene eingebettete Systeme Hybride Systeme Virtuelle Prototypen
Kooperationspartner
TU-KL: Informatik, Elektrotechnik, Maschinenbau Weitere: Innovationscluster Digitale Nutzfahrzeugtechnologie
P6: Software-Konstruktion für parallele Rechnerarchitekturen
Herausforderung
Effiziente Programmierung zukünftiger Rechnerarchitekturen Effiziente Nutzung existierender Sprachen Integration heterogener Plattformen Berücksichtigung komplexer Networks on Chip
Neue Anwendungen
Leistungsstarke eingebettete Systeme Hybride Systeme Virtuelle Prototypen
Kooperationspartner
TU-KL: Informatik; Elektrotechnik Weitere: Innovationscluster Digitale Nutzfahrzeugtechnologie
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P7: Applied System Modeling für große Informationssysteme
Herausforderung
Entwicklung großer,verteilter Informationssysteme Integration von mobilen Endgeräten Integration von Kontextwissen Übergreifende Aspekte (Leistung, Sicherheit)
Neue Anwendungen
Data Privacy Intelligentes Energiemanagement Intelligentes Gesundheitsmanagement
Kooperationspartner
TU-KL: Informatik Weitere: Spitzencluster »Software-Innovationen für
das Digitale Unternehmen«, DFKI14
P8: Living Lab Embedded Systems für Zukunftsbranchen
Herausforderung
Realitätsnahe Untersuchung, Erprobung und Darstellung von Entwicklungsansätzen
Durchgängige Entwicklungsplattform Realistische Evaluationen Integration von Simulation und realem System
Neue Anwendungen
Autonome Fahrzeugverbünde Adaptive Ambiente Systeme Intelligentes, wirtschaftliches Energiemanagement
Kooperationspartner
TU-KL: Informatik Weitere: Industriepartner
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P9 Applied System Modeling für dieTerahertz-Messtechnik
Herausforderung Analyse und Modellierung komplexer Zeitbereichsspektren
von mehrskaligen Objekten THz-3D-Bildverarbeitung and -analyse Analyse von mehrlagigen und mehrkomponentigen Werkstoffen
Neue Anwendungen
Faserverstärkte Materialien, insbesondere GFK und CFK Mehrlagige und mehrkomponentige Werkstoffe
Kooperationspartner
IPM: Terahertz-Messtechnik ITWM: Bildverarbeitung FB Mathe: Bildverarbeitung, Technomathematik Weitere: Verbundwerkstoffe, Maschinenbau, Physik / Optik,
Werkstoffwissenschaften
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