Digitale Technologien sind ein zentraler Bestandteil der täglichen Forschungsarbeit im DLR. Die Digitalisierung ermöglicht nicht nur effizientere Prozesse, sondern auch neue Formen der Zusammenarbeit und Kommunikation. Dies gilt insbesondere für Design- und Produktionsprozesse, die durch den Einsatz digitaler Methoden und Werkzeuge optimiert werden können. Digitale Plattformen bündeln Kompetenzen, bieten Schnittstellen zu performanten Rechnern und führen Entwicklungsarbeiten zusammen.
Das Institut für Softwaretechnologie liefert im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) die Software-Expertise für die Arbeit mit digitalen Daten. Mit Blick auf die Potenziale der Digitalisierung entwickeln wir Plattformen, die verschiedene Forschungsdisziplinen im DLR vernetzen. So können über digitale Plattformen Kompetenzen gebündelt, Fachwissen geteilt und technische Angebote umgesetzt werden. Digitale Plattformen ermöglichen niederschwellige Zugänge zu leistungsfähigen Rechenclustern, High-Performance Computern oder Quantencomputern. Zudem können Fachinstitute über die Plattformen ihre dedizierten Softwarelösungen dem gesamten DLR anbieten. Wir tragen durch unsere Forschung dazu bei, dass die entwickelten Plattformen effektiv und effizient genutzt werden können.
Beispiele für Digitale Plattformen, die das Institut für Softwaretechnologie entwickelt:
In vielen Forschungsbereichen des DLR spielen Geometriemodellierung und Computer Aided Design (CAD) eine große Rolle, etwa bei der Auslegung von Bauteilen oder digitalen Zwillingen in der Luft- und Raumfahrt. So unterschiedlich die Anwendungsfälle sind, so ähnlich sind oft die Herausforderungen bei der Geometriemodellierung. Das Institut für Softwaretechnologie ist daran beteiligt, im Projekt paraDiGMS die Geometriemodellierungskompetenzen von 13 DLR-Instituten zu bündeln und gemeinsam weiterzuentwickeln. Ziel ist der Aufbau einer umfassenden Open-Source-Toollandschaft, die eine gemeinsame, agile und anforderungsgetriebene Entwicklung von Methoden zur Geometriemodellierung ermöglicht. Mit einer benutzerfreundlichen digitalen Plattform stellt unser Institut Forschenden innerhalb und außerhalb des DLR ein Werkzeug zur Verfügung, mit dem komplexe interdisziplinäre Modelle in kurzen Entwicklungszyklen gemeinsam entwickelt werden können.
Digitale Plattformen spielen auch bei der Entwicklung von Anwendungen für Quantencomputer im DLR eine zentrale Rolle. So leitet unser Institut die Entwicklung einer Plattform, die die Quantencomputer des DLR mithilfe einer Zugangssoftware, einem Compiler für Quantenschaltkreise und einer Datenbank mit Beispielanwendungen erschließt. Ziel des Projekts CLIQUE ist es, den Instituten und Einrichtungen des DLR aus allen Forschungsbereichen einen niedrigschwelligen Zugang zu den DLR-Quantenrechnern der nahen Zukunft zu ermöglichen. Die Software-Plattform koordiniert die verteilte Ausführung von Quantenalgorithmen auf den klassischen Rechnern der Nutzer, den HPC-Systemen des DLR und den DLR-Quantenrechnern.
Im Projekt VisPlore wird eine Datenanalyse- und Visualisierungsplattform aufgebaut. Hierdurch soll eine verteilte Software-Infrastruktur innerhalb des DLR etabliert werden, die eine effiziente Analyse großer wissenschaftlicher Datensätze durch Methoden der interaktiven Visualisierung ermöglicht. Zum einen soll die Qualität von Datensätzen während der Generierung deutlich erhöht werden. Zum anderen wird die Verwaltung der Datensätze durch eine verteilte Speicherung und einen transparenten Zugriff verbessert. Letztendlich wird die Nutzung dieser Datenschätze durch eine lokale, interaktive Visualisierung und die Anbindung an die Hochleistungs-Infrastruktur überhaupt ermöglicht werden.
Erschließung von DLR-Quantencomputern im Projekt CLIQUE
Im Projekt CLIQUE entwickeln wir eine Anwendungsdatenbank von Algorithmen, die für die Ausführung auf den DLR-Quantencomputern optimiert sind.
VisPlore als Datenanalyse- und Visualisierungsplattform
Das Beispiel zeigt eine Visualisierung und Analyse von aufsteigender heißer Materie welche in den einzelnen Schichten des Erdmantels stagnieren. Die Visualisierung ist mit der Software CosmoScout VR erstellt.
