Forschungsprojekt DaWis: Entwicklung einer integrierten Lösung für das Data Farming und die Wissensentdeckung in Simulationsdaten (DaWiS)
Die Methode der Wissensentdeckung in Simulationsdaten basiert auf dem Durchführen einer sehr großen Bandbreite von Simulationsexperimenten, um versteckte, vorher unbekannte und möglicherweise nützliche Wirkzusammenhänge in den betrachteten Systemen aufzudecken. Grundlage hierbei bildet die Methode des Data Farming, die bisher vorwiegend im Kontext der militärischen Gefechtsfeldsimulation erprobt wurde. Im Data Farming wird ein vorab validiertes Simulationsmodell als Datengenerator genutzt, indem mit Hilfe von intelligentem Experimentdesign, Experimentverteilung und High Performance Computing Experimente durchgeführt werden, die möglichst das vollständige Spektrum an Modell- bzw. Systemverhalten (Wirkungsraum) abdecken. Die so erzeugten (Big Data) Ergebnisdaten werden schließlich mit Hilfe von Data-Mining- bzw. Visual-Analytics-Methoden hinsichtlich interessanter Zusammenhänge analysiert.
Ziel des Vorhabens ist, die im Bereich Produktion und Logistik bisher überwiegend in akademischen Fallstudien betrachtete Methode der Wissensentdeckung in Simulationsdaten auf die Praxis zu transferieren. Hierzu wurden Methoden des smarten Experimentdesigns evaluiert und implementiert, Methoden zur (cloudbasierten) Verteilung von Experimenten entwickelt sowie geeignete Data-Mining- und Visual-Analytics-Methoden vorgesehen.
Abbildung 1 illustriert den Kreislauf aus Konfiguration, Experimentdesign, (verteilter) Experimentdurchführung und Experimentauswertung, der im Rahmen des seit Januar 2020 laufenden Vorhabens entwickelt und prototypisch in zwei Demonstratoren umgesetzt wurde.
Im DaWiS-Konsortium forschen und arbeiten die SimPlan AG, das Fachgebiet Informationstechnik in Produktion und Logistik der TU Ilmenau (ITPL), die C-P-S Holding GmbH & Co. KG sowie als assoziierter Partner die Maschinenfabrik Reinhausen GmbH (MR) zusammen. SimPlan agiert als Konsortialführer und bringt umfangreiches Knowhow als Software- und Simulationsspezialist ein. Das Fachgebiet ITPL stellt basierend auf den Forschungstätigkeiten der letzten Jahre die Expertise bzgl. der nötigen Methoden zur Verfügung. Die C-P-S und MR bringen als Pilotanwender Anwendungsfälle aus der Produktion und aus der Gestaltung von Lieferketten (Supply Chain Design) ein und unterstützen die Entwicklung durch die Sichtweise des Endanwenders von Anfang an. SimPlan plant die im Rahmen des Projektes entstehende Plattform an die Softwarelösung SimAssist anzubinden. Unter anderem sind PlugIns zur Einbindung von Python-Ausdrücken sowie ein PlugIn zur Darstellung von Korrelationsmatrizen vorgesehen.
Das Projektkonsortium umfasst folgende Partner:
- SimPlan AG (Konsortialführer)
- Fachgebiet Informationstechnik in Produktion und Logistik der TU Ilmenau (ITPL)
- C-P-S Holding GmbH & Co. KG
- Maschinenfabrik Reinhausen GmbH (MR)
Das DaWis Forschungsprojekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Die Förderung startete im Januar 2020 und wird 2 Jahre dauern.
