Das Extensible Workflow Management for Simulations im Einsatz Erste Erfahrungen aus dem produktiven Betrieb

Abstract

Das Institut für Flugführung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) forscht schwerpunktmäßig im Bereich des Luftverkehrsmanagements. Im Mittelpunkt dieser Forschung steht die Konzeption und Validierung neuer Systeme und operationeller Verfahren. Dabei wird unter anderem eine große Bandbreite an Simulationssystemen eingesetzt. Verschiedene Echtzeit-Simulationseinrichtungen wie der Tower-Simulator oder der Approach- und Radar-Simulator sowie eine Reihe von Schnellzeit-Simulations-Systemen unterstützen die Beurteilung von Luftverkehrsszenarien. Die Verwendung einer Simulation als Forschungswerkzeug ist primär auf die Bewertung eines Systems oder Verfahrens ausgerichtet. Diese Bewertung erfolgt auf Basis der aufgezeichneten Simulationsdaten. Für die Auswertung der erhobenen Daten standen lange Zeit nur uneinheitliche Verfahren zur Verfügung. Diese Verfahren waren nicht oder nur teilweise automatisiert, was die Auswertung oftmals langwierig, aufwendig und fehleranfällig gestaltete. Der hohe Arbeitsaufwand für die Ermittlung aussagekräftiger Parameter schränkte die Möglichkeiten ein, diese Parameter umfangreich zu bewerten und zu interpretieren. Zur Unterstützung der Simulationsnutzer und -auswerter wurde daher das Softwaresystem „Extensible Workflow Management for Simulations“ (EWMS) entwickelt. Das EWMS ermöglicht es, Simulationsdaten unabhängig von der verwendeten Simulationsumgebung mit einheitlichen Verfahren zu bewerten. Die verschiedenen Simulationssysteme des Instituts und auch analytische Werkzeuge können durch eine flexible Architektur schnell und unkompliziert mit dem EWMS verbunden werden. Die Auswertungsfunktionalitäten sind ebenfalls flexibel erweiterbar. Alle eingesetzten Algorithmen wurden umfangreich getestet und dokumentiert. Die weitgehende Automatisierung verringert erheblich den Aufwand zur Gewinnung aussagekräftiger Parameter. Der Benutzer kann sich damit auf die Interpretation und Bewertung der Parameter konzentrieren. Die Entwicklung des EWMS wurde im Jahr 2008 initiiert, die Systemarchitektur wurde im September 2009 auf dem Deutschen Luft- und Raumfahrtkongress in Aachen vorgestellt. Im Herbst 2009 wurde eine erste Version zur Verwendung freigegeben. Nach umfangreichen Erfahrungen mit der Auswertung einer Reihe von Schnellzeit- und Echtzeit-Simulationen kann nun die Praxistauglichkeit des EWMS-Konzepts bewertet werden. Es werden beispielhaft eine Reihe von Auswertungen vorgestellt, die durch den Einsatz des EWMS erheblich vereinfacht werden konnten. Der Vergleich der Auswertungs-Workflows mit den bisherigen Verfahren zeigt deutlich die erzielten Zeitgewinne bei zugleich verbesserter Qualität der Ergebnisse. Neben tabellarischen Daten werden für die untersuchten Parameter jeweils einheitliche Diagramme generiert, die direkt in Berichte übernommen werden können. Durch die Versionierung aller Eingangs- und Ausgangsdaten werden Vorgaben des institutsweiten Qualitätsmanagement-Systems weitgehend automatisiert umgesetzt. Die ebenfalls versionierte, automatisch erzeugte Dokumentation für alle erstellten Diagramme ermöglicht jederzeit den Nachweis, welche Datenbasis einer Auswertung zugrunde liegt. Abschliessend werden aktuelle Entwicklungen für das EWMS vorgestellt, die das Analysespektrum für die diversen Simulationssysteme des Instituts erweitern. Neben weiteren Performance-Indikatoren gehört dazu auch das Konzept für die Erweiterung der letztjährig vorgestellten Systemarchitektur um direkte Vergleichsmöglichkeiten zwischen mehreren Szenarien.