AixViPMaP® – Aachen (Aix) Virtual Platform for Materials Processing

  Simulation Urheberrecht: © IEHK AixViPMaP® Lab: Jupyter Notebook-Benutzeroberfläche, die als Grid-Computing-Schnittstelle dient und es Materialwissenschaftlern ermöglicht, Simulationsabläufe zu definieren und auszuführen (1), Simulationsaufträge zu überwachen (2) und (Zwischen-)Ergebni

Eine Vielzahl von Phänomenen muss berücksichtigt werden, um die Mikrostruktur und somit die Eigenschaften von Materialien zu bestimmen. Moderne Materialwissenschaftler müssen eine stetig wachsende Zahl von Software-Tools nutzen, die von atomistischen bis zu makroskopischen Simulationscodes reichen und auch Hilfs- und Nachverarbeitungsskripte sowie Frameworks zur Datenvisualisierung umfassen [2]. Die daraus resultierenden technischen Aufgaben können eine Herausforderung darstellen, nicht nur, weil der Betrieb jedes einzelnen Werkzeugs selbst ein hohes Maß an Know-how erfordern kann, sondern auch, weil Daten oft nicht einfach zwischen Anwendungen und Prozessen übertragen werden können. Um die Dinge noch schwieriger zu machen, müssen Simulationsparameter und -ergebnisse oft zwischen Projektpartnern und unterschiedlichen Forschungsgruppen ausgetauscht werden.

Vision

Die Vision von AixViPMaP® ist es, Simulationshardware und -software, die über mehrere Institute, Computernetzwerke und Verwaltungsbereiche verteilt sind, in ein gemeinsames Computer-Cluster zu integrieren, um die Workflows in der Werkstoffentwicklung sowohl für Einzelpersonen als auch für Gruppen zu vereinfachen und zu vereinheitlichen [1].

  Simulation struktur Urheberrecht: © IEHK Die AixViPMaP®-Infrastruktur, unterteilt in ihre wichtigsten Komponenten und Beziehungen: AixViPMaP® (blau gekennzeichnet) dient als Webportal und Dienstleister, während die Simulationssoftware und -hardware von verschiedenen Instituten bereitgestellt wi

Integrative Herausforderungen

  1. Domain-Integration – z.B. Weiterleitung von Aufträgen in entfernte Computernetze
  2. Webdienst-Integration – z.B. Gewährleistung einer intuitiven Bedienung per Webbrowser
  3. Frontend/Backend-Integration – z.B. Vereinheitlichung von Authentifizierung und Autorisierung
  4. Software-Integration – z.B. Standardisierung der Ausführung von Anwendungen
  5. Lizenz-Integration – z.B. Erfassung und Abrechnung der Softwarenutzung
  6. Prozess-Integration – z.B. Kopplung einzelner Software-Tools
  7. Workflow-Integration – z.B. Erstellung reproduzierbarer Workflows

Projektpartner

  • ACCESS e.V., Intzestr. 5, 52056 Aachen
  • Gießerei-Institut GI, Intzestr. 5, 52056 Aachen
  • Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau IWM, Augustinerbach 4, 52062 Aachen
  • Institut für Bildsame Formgebung IBF, Intzestr. 10, 52056 Aachen
  • Institut für Eisenhüttenkunde IEHK, Intzestr. 1, 52072 Aachen

Veröffentlichungen

  1. L. Koschmieder, S. Hojda, M. Apel, R. Altenfeld, Y. Bami, C. Haase, M. Lin, A. Vuppala, G. Hirt, G.J. Schmitz: “AixViPMaP® – an operational platform for microstructure modelling workflows”, IMMI, Vol. 9 (2019) (akzeptiert)
  2. G.J. Schmitz and U. Prahl (eds.): “Handbook of Software Solutions for ICME”, Wiley VCH, Weinheim (2016), ISBN 978-3-527-33902-0

Würdigung

Der Autor würdigt die Förderung der vorliegenden Arbeit durch die Europäische Kommission im Rahmen des MarketPlace-Projekts (Grant ID H2020-NMBP-25-2017 760173) und durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG im Rahmen des Projekthauses ICMEaix an der RWTH Aachen, des Sonderforschungsbereichs “Stahl – ab initio” und des Exzellenzclusters “Internet of Production” (Grant-IDs: ZUK 32/2, SFB 761 und EXC 2023, Project-ID: 39062112).

Weblinks