Inhaltsverzeichnis
Vorwort der Geschäftsführung DI Wolfgang Freiseisen
4
Grußwort o.Univ.-Prof. Dr.Dr.h.c.mult. Bruno Buchberger
5
Grußwort des Aufsichtsratsmitgliedes Univ.-Prof. Dr. Peter Paule
6
Grußwort der Aufsichtsratsvorsitzenden Vizerektorin Dr.in Barbara Romauer
8
Grußwort des Aufsichtsratsmitgliedes DI Dr. Wilfried Enzenhofer, MBA
9
Die Units der RISC Software GmbH
10
Kennzahlen
12
Unit Logistics Informatics
14
2
Forschungsprojekt IPPO
16
Forschungsprojekt LeWaDis
18
Magna Logistik Planungstool
20
Müller Supply Chain Planung
22
Simulation und Optimierung von Materialfl üssen
24
Fahrerlose Systeme auf dem Weg zu Industrie 4.0
26
Mathematische Produktionsplanung
28
BORBET Austria GmbH Produktionsfeinplanung
30
Forschungsprojekt Food4all@home
32
Unit Industrial Software Applications
34
Planung von Fertigungsabläufen
36
Qualifizierungsnetzwerk SmaPro
38
Geometriemodellierung im Konzeptentwurf
40
Statischer Nachweis von Flugzeugsstrukturkomponenten
42
Simulation von NC-Bearbeitungen
44
Modellierung von Produktionsprozessen
47
Multidisziplinäre Strukturoptimierung
48
EU-Projekt PRACE
50
Unit Advanced Computing Technologies
52
ITS Oberösterreich
54
AGEZ Hagenberg
56
SecuReveal
58
redCognition: Neue Möglichkeiten zur Identifikation
60
EU-Projekt LHCPhenoNet
62
EU-Projekt Mr.SymBioMath
64
COLLIBRI
66
LogicGuard
67
Research Unit Medical Informatics
68
Forschungsprojekt SEE-KID / CEVD
72
Forschungsprojekt SEE-KID / CEVD - Partner
74
Ars Electronica SEE-KID Installation
75
Forschungsprojekt BURNCASE 3D
76
Forschungsprojekt CALUMMA
78
Forschungsprojekt MEDVIS 3D
80
Forschungsprojekt VIRTUAL ANEURYSM
82
Kooperationspartner
84
Danksagung von DI Wolfgang Freiseisen
88
Impressum 89
3
Vorwort der Geschäftsführung
DI Wolfgang Freiseisen
Sehr geehrte Leserinnen und Leser!
warequalität hinsichtlich Korrektheit und Funktionalität
Wenn der Pionier der Informatik und Erfinder der Pro-
heute mindestens genauso wichtig wie eh und je und
grammiersprache „Pascal“ Nikolaus Wirth die Informa-
unsere Branche tut gut daran den Warnruf eines erfah-
tiker in einem Interview in der Technologie-Zeitschrift
renen Pioniers ernst zu nehmen.
„Technology Review“ kritisiert, dass die Programme schlechter geworden sind, trifft er sicher einen wun-
Daher setzt die RISC Software GmbH trotz aller mo-
den Punkt der gesamten Branche. Warum ist das so,
derner Agilität nach wie vor auch auf die bewährten
trotz der gestiegenen Rechenleistungen und der vielen
Methoden der Sicherung der Softwarequalität – allen
Möglichkeiten, die uns moderne Tools und die (beina-
voran ein solides „Requirements-Engineering“ und ein
he) permanente Online-Vernetzung bieten?
bewährter Prozess der Problem-Modellierung. Denn erst dadurch können alle modernen Methoden der Op-
Wahrscheinlich muss man klar differenzieren zwischen
timierung, Simulation, Data Analytics oft auf Basis von
modernen webbasierten Apps und unternehmenskriti-
Big Data ihre volle Power entwickeln. Wie dieses all-
schen Anwendungen, die nicht nur Geld kosten, son-
gemeine Vorgehen in vielen verschiedenen Themen-
dern bei Fehlern auch Unternehmen in eine kritische
bereichen bereits erfolgreich umgesetzt wurde, können
Position bringen kann. Letzteres gilt heute und in Zu-
Sie in diesem Unternehmensbericht lesen. Ich wün-
kunft mehr denn je! Wenn Softwaresysteme vernetz-
sche dazu nicht nur gute Unterhaltung, sondern auch
ter, intelligenter und autonomer werden, ist die Gefahr
spannende Diskussionen, z.B. über gute Programme.
groß, dass durch fehlerhafte Software ungeplante Effekte eintreten, die massive negative Auswirkungen auf
Wolfgang Freiseisen
die Unternehmen haben. Deshalb ist das Thema Soft-
Geschäftsführer RISC Software GmbH
4
Grußwort
o.Univ.-Prof. Dr.Dr.h.c.mult. Bruno Buchberger
Ich freue mich, dass unsere RISC Software GmbH
Denkens („Reasoning“) denkt und arbeitet. Das ist
beim Thema Industrie 4.0 als wesentlicher Know-how-
Symbolic Computation und das ist das Feld von RISC.
Träger, Impulsgeber und Partner für die oberöster
Das RISC Institut, die RISC Software GmbH und unsere
reichische Industrie so erfolgreich ist. Ich gratu-
internationalen RISC PhD- und Masterstudien sind eine
liere dazu dem Geschäftsführer Dipl. Ing. Wolfgang
geistige Kraft, die in der Grundlagenforschung global
Freiseisen ganz herzlich und danke ihm und allen
und in der Anwendung regional seit der Gründung
MitarbeiterInnen für ihren Einsatz und ihre Kreativität.
von RISC 1987 immer seine Rolle als Speerspitze der Innovation gespielt hat. Aus dem RISC und unter seiner
Was ist 4.0? 4.0 ist die Automatisierung der Produk-
Leitung ist aus den damals 25 RISC-MitarbeiterInnen
tions- und Organisationsvorgänge von 3.0. Was
der Softwarepark mit inzwischen 2.500 Mitarbeiter
wird 5.0 sein? Die Automatisierung der Vorgänge
Innen und Studierenden entstanden. Und RISC hat
von 4.0! Die Spirale der Automatisierung ist nach
auch die Kraft, neue Wellen der Innovation zu initiieren,
oben offen - d.h. nach n.0 wird es immer ein (n+1).0
z.B. seit Kurzem als Central Node im neuen EU-Projekt
geben - und es ist deshalb besonders wichtig, dass
EuKIM, in welchem die Projektspartner eine „Global
lagen und die Mechanismen dieser man die Grund
Math Digital Knowledge Base“ mit den RISC-Techno-
Spirale versteht und beherrscht: n.0 ist die Tradition
logien aufbauen und für alle Nutzer, insbesondere auch
und der innerste Kern von RISC (Research Institute
die High-Tech-Firmen in unserer Region, open-access
tation). Wenn eine Runde der for Symbolic Compu
und one-stop über das Web zur Verfügung stellen wird.
Automatisierungs spirale im Laufen ist, müssen wir schon bereit sein für die nächste. Das ist nur möglich,
o.Univ.Prof. Dr.Dr.h.c.mult. Bruno Buchberger
wenn man auf der Ebene der Automatisierung des
Gründer von RISC 5
Grußwort des Aufsichtsratsmitgliedes
Univ.-Prof. Dr. Peter Paule
Alles ist Symbol!
Aber
Die Pythagoreer waren der Überzeugung, dass
pythagoräischen Zahlentripel mit positiven ganzen
der
Lebenswelt
Zahlen a, b und c? Mit unendlich viele sind unendlich
miteinbegriffen, durch zahlenmäßig ausdrückbare
wesentlich verschiedene Lösungen gemeint. Denn
Beziehungen in harmonischer Weise reguliert wird. Für
man kann durch Multiplikation mit einer Konstanten
sie galt: „Alles ist Zahl!“ Für die RISC Mitarbeiter gilt:
aus einer Lösung sofort unendlich viele Lösungen
„Alles ist Symbol!“.
generieren, welche ähnlichen Dreiecken entsprechen.
Kosmos,
die
Bereiche
unserer
gibt
es
wirklich
unendlich
viele
solche
Beispiel: aus der Lösung (3,4,5) wird für beliebiges x Ein Beispiel für die Kraft der Symbole ist die
die Lösung (3x, 4x, 5x). Eine Antwort auf die Frage
mathematische Formel a +b =c .
nach unendlich wesentlich verschiedenen Lösungen
Auch mathematische Laien denken sofort an eine
(ja!) wurde mit klassischen Argumenten bereits von
inhaltsreiche und fundamental wichtige Interpretation:
Euklid gegeben. Eine moderne Symbolic Computation
an den Satz des Pythagoras. Dieser besagt, dass in
Antwort ist wie folgt.
2
2
2
einem rechtwinkeligen Dreieck der Flächeninhalt des Quadrats über der längsten Seite gleich der Summe
Zunächst
können
wir
ohne
Beschränkung
der
der Flächen der beiden Quadrate über den anderen
Allgemeinheit bei jeder Lösung (a,b,c) annehmen,
Seiten ist.
dass b eine gerade Zahl ist (warum?). Daher ist auch b2=c2-a2=(c-a)(c+a) gerade. Da b2 gerade ist, kann es
Die Symbole a, b und c in der Formel stehen für eine
nicht sein, dass sowohl c-a also c+a ungerade sind.
potentiell unendliche Anzahl von derartigen Situationen;
Aber dann müssen beide gerade sein, da sie sich
eine konkrete davon ist (a,b,c)=(3,4,5).
um 2a unterscheiden. Zusammengefasst, zusätzlich
6
zu a2+b2=c2 bekommen wir als weitere Gleichungen c+a=2x
und
c-a=2y.
Dieses
System
von
drei
Gleichungen lassen wir von einem ComputeralgebraSystem in ein äquivalentes, aber einfacheres System umformen; der dazu notwendige Eingabe-Befehl im System „Mathematica“ ist: GroebnerBasis[{a2+b2-c2, c+a-2x, c-a-2y}, {a, b, c}]. Als Output erhalten wir das System a=x-y, c=x+y und b2=4 x y. Jede Wahl von x und y liefert eine Lösung des ursprünglichen Systems. Um ganzzahlige Lösungen zu erhalten, wählen wir ganze Zahlen x und y so, dass
Abbildung: Der Schweizer Kuenstler Eugen Jost,
b = Quadratwurzel(4 x y) ganzzahlig ist. Zum Beispiel
Vernissage Mai 2015, Veranstalter: RISC und Büro
gibt die Wahl x=4 und y=1 die altbekannte Lösung a=4-
Softwarepark Hagenberg Bild: ©Softwarepark Hagenberg.
1=3, b=Quadratwurzel(4*4*1)=4 und c=4+1=5. Auf diese Weise kann man in der Tat UNENDLICH viele pythagoräische Tripel erzeugen, z.B. (a,b,c)=(8,6,10)
Diese Verbindung von Mathematik und Informatik ist
mit (x,y)=(9,1), oder (a,b,c)=(5,12,13) mit (x,y)=(9,4).
eine der Schlüsseltechnologien der heutigen Zeit. Im
vorliegendem
Jahresbericht
finden
sich
Hinter dem Computeralgebra Befehl „GroebnerBasis“
eindrucksvolle Beispiele, welche im Rahmen von
steckt nichts anderes als der Algorithmus, den 1965 der
konkreten Industrie-Kooperationen entstanden sind.
RISC Gründer Professor Bruno Buchberger in seiner Doktorarbeit entwickelt hat. Dieser Algorithmus hat
Univ.-Prof. Dr. Peter Paule,
eine zentrale Bedeutung in der Computermathematik
Vorstand des Instituts für Symbolisches Rechnen
und ist in jedem größerem Computeralgebra-System
(RISC),
implementiert.
Johannes Kepler Universität Linz
7
Grußwort der Aufsichtsratsvorsitzenden
Vizerektorin Dr.in Barbara Romauer
In dem vielschichtigen Beteiligungsportfolio der JKU
Software-Lösungen für neue Methoden in der Medi-
nimmt die RISC Software GmbH eine besondere Stel-
zin, sind sowohl für die RISC Software GmbH als auch
lung ein. Die RISC Software GmbH löst anspruchsvolle
für die JKU wichtige Handlungsfelder. 2015 war trotz
Aufgabenstellungen für ihre Kunden aus verschiedens-
konjunktureller Herausforderungen ein wirtschaftlich
ten Branchen und schafft es, Markterfolge mit ihrem ein-
erfolgreiches Geschäftsjahr. Aufgrund erfolgreich ak-
zigartigen Forschungs-Know-how zu erzielen und aus
quirierter Projekte konnte eine Betriebsleistung von
eigener Kraft kontinuierlich zu wachsen. Aus wirtschaft-
über € 4 Mio. generiert werden und ein solides Jahres-
licher Sicht ist die Gesellschaft damit ein Vorzeigeobjekt
ergebnis - nicht zuletzt auch durch ein zielorientiertes
in der außeruniversitären Forschungslandschaft in Ös-
Kostenmanagement - erzielt werden. Die Eigenkapi-
terreich. Durch die Begeisterung für seine Aufgaben hat
talquote zum 31.12.2015 beträgt mehr als 50 % und
es der Geschäftsführer der RISC Software GmbH ge-
stellt damit ein gutes wirtschaftliches Fundament dar.
schafft, den unternehmerischen Innovationsspirit auch
Das Geschäftsjahr 2015 war von den Themen Indus-
erfolgreich auf die Mitarbeiter zu übertragen.
trie 4.0 und Qualifizierungsnetzwerk SmaPro geprägt. Hier konnten verstärkt gemeinsame Aktivitäten mit
Die aus einem Spin-off entstandene RISC Software
den JKU-Instituten umgesetzt und Synergie-Effekte
GmbH ist ein wichtiges Aushängeschild für die JKU.
genutzt werden.
Der Wissenstransfer von JKU-Instituten, allen voran vom RISC-Institut in die RISC Software GmbH und in
Im Namen der JKU möchte ich mich bei allen Mitarbei-
weiterer Folge der Technologietransfer, das Arbeiten
terinnen und Mitarbeitern der RISC Software GmbH für
an Lösungen von gesellschaftlich relevanten Prob-
die geleistete Arbeit bedanken und wünsche weiterhin
lemen, der Effizienzsteigerung in der Industrie bis zu
viel Erfolg.
8
Grußwort des Aufsichtsratsmitgliedes
DI Dr. Wilfried Enzenhofer, MBA
Durch die gemeinsame Eigentümerschaft der Johan-
zeigte das Ergebnis des Medizintechnik-Calls 2015
nes Kepler Universität Linz und der Upper Austrian Re-
sehr deutlich, dass die RISC Software GmbH auch
search GmbH, einer hervorragenden Leitung und Be-
bereits in dem für Oberösterreich noch sehr jungen
legschaft sowie dem hohen Engagement der Instituts-,
Forschungsbereich überzeugen kann. Von 19 einge-
Industrie- und Unternehmenspartner rücken Grundla-
reichten Projekten wurden insgesamt acht Projekte
genforschung und anwendungsorientierte Forschung
mit einer Gesamtfördersumme von 1,5 Mio. Euro aus
stetig näher zusammen.
dem Forschungsressort des Landes OÖ genehmigt zwei davon mit Beteiligung der RISC Software GmbH
Großartige Leistungen entstehen, wenn Exzellenz und
(„TourGuide“ und „EndoPredictor“). Weitere hochka-
Engagement in einem förderlichen Umfeld zusammen-
rätige Projekte der RISC Software GmbH, wie „Foo-
treffen. Dass dies bei der RISC Software GmbH mit
d4all@home“ und „SEE-KID“, wurden 2015 mit dem
ihren zukunftsweisenden Methoden, Kompetenzen
Spring-Award, dem Young Investigator Award und dem
und praxisgerechten Lösungen der Fall ist, belegt die
Best Paper Award der Deutschen Ophthalmochirurgen
vorliegende Leistungsbilanz des vergangenen Jahres.
ausgezeichnet.
Neben den Aktionsfeldern „Industrielle Produktionspro-
Es ist mir ein persönliches Anliegen, meine Freude
zesse“, „Mobilität/Logistik“, „Lebensmittel/Ernährung“
über diese erzielten Erfolge und die hohe Qualität der
und „Energie“ stellt das Thema „Gesundheit/Alternde
leistungen auszudrücken. Im Namen der Forschungs
Gesellschaft“ einen neuen Programmschwerpunkt im
Upper Austrian Research GmbH gratuliere ich dem ge-
Strategischen Wirtschafts- und Forschungsprogramm
samten Team der RISC Software GmbH und wünsche
„Innovatives OÖ 2020“ dar. In diesem Zusammenhang
auch weiterhin viel Erfolg und alles Gute! 9
Die Units der RISC Software GmbH Vier anwendungsorientierte Fachbereiche (Units) mit der gemeinsamen Basis Mathematik, Informatik und langjähriger Praxiserfahrung.
Auf Basis einer außergewöhnlichen Verknüpfung von
erworbene Fähigkeit komplexe und anspruchsvolle
Kompetenzen in Mathematik, Informatik und Praxis-
industrielle Problemstellungen in nutzenbringende und
erfahrung sowohl in industriellen Prozessen als auch
nachhaltige Software umzusetzen.
in Ingenieurwissenschaften entwickeln die interdisziplinären Teams der RISC Software GmbH (individuelle)
Ob individuell an bestehende Systeme angepasst
Softwarelösungen für Wirtschaft und Industrie.
oder durchgängig neu implementiert, erhält der Kunde Lösungen, die er für seine Arbeitsabläufe im Unter-
Die Besonderheit der RISC Software GmbH ist die
nehmen tatsächlich benötigt. Das Ergebnis sind indivi-
Kombination von wissenschaftlichem Know-how in
duelle Softwarelösungen die über Standardsoftware
Mathematik und Informatik, sowie die über die Jahre
hinaus dem Kunden entscheidende Wettbewerbsvorteile gegenüber seinem Mitbewerb ermöglichen. Konsequenterweise werden die Geschäftsbereiche (=Units) der RISC Software GmbH anwendungsorientiert unterteilt. Diese Units decken verschiedene Disziplinen ab, sie schaff en unterschiedlichste Lösungen für Ingenieurwissenschaften, Logistik, Informationstechnologien und Medizin. Die Unit Logistics Informatics (RISC-LI) konzipiert und entwickelt Software zur Planung, Optimierung, Simulation und Steuerung von Prozessen, z.B. Mathematische Optimierung von Produktionsprozessen, Planung und Simulation von Liefernetzwerken, Intralogistik
oder
innerbetrieblichen
Materialfl üssen.
Sie bildet die gebündelte Fachkompetenz in smarter 10
Transportlogistik, Informationssysteme für Logistiknetzwerke sowie Materialfluss- und Produktionsplanung. Dabei sind Branchenkenntnisse genauso wichtig wie technisches Know-how und die anwendungsorientierte Forschung in diesem Bereich. Die Unit Industrial Software Applications (RISC-ISA) ist spezialisiert auf industrielle Anwendungen für Simulationen, Analysen und Optimierungen in technischen Disziplinen. Sie ist hochspezialisiert auf die Bedürfnisse und Anforderungen der modernen Industrie und erstellt individuelle Software, die den hohen und komplexen Herausforderungen von Branchen wie
Mathematik und Softwareengineering zusammen mit
Luft- und Raumfahrt oder Werkzeugmaschinenbau
Branchen-Know-how um Softwarelösungen für die
gerecht werden.
Wirtschaft zu schaffen.
Die Abteilung Medical Informatics (RISC-MI) betreibt
Dabei geht es nicht um ein Trennen sondern ein
anwendungs orientierte Forschung in der modernen
Bündeln der verschiedenen Stärken in den fachspezifi-
Medizin. Hier wird hochspezialisierte und international
schen Disziplinen. Ein Austausch untereinander ist ein
eingesetzte Software in den Bereichen der medizini-
wichtiger Grundsatz und Teil der Unternehmenskultur.
schen Bildverarbeitung, biomechanischen Simulation
Dement sprechend werden viele Projekte Unit-über-
und Patientenvirtualisierung entwickelt.
greifend abgewickelt.
In der Unit Advanced Computing Technologies (RISCACT) dreht sich alles um performante Softwarelösungen für hochkomplexe verteilte Systeme und Hochleistungsrechnen. Hier werden Anwendungen in Cloud, Grid und High Performance Computing geschaffen schiedlichen Hardwarearchitekturen zu unterstützen. Diese auf den ersten Blick vier völlig unterschiedlichen Bereiche verbindet die symbiotische Kombination von
DI Wolfgang Freiseisen wolfgang.freiseisen@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
um Kunden bei der optimalen Ausnutzung von unter-
11
Kennzahlen Eine langjährige stabile Unternehmensentwicklung mit kontinuierlichem Wachstum bietet Sicherheit für Mitarbeiter, Kunden und Kooperationspartner.
Beim Thema Kennzahlen oder auf Neudeutsch auch
umgesetzt. Von diesen 65 Projekten sind ca. 31
Key-Performance
unter
regional in OÖ, ca. 26 in Ö und ca. 8 innerhalb der EU.
schiedlichste Meinungen. Als Vertreter eines modernen
Die Anzahl der Projekte ist aus unserer Sicht eine reine
und
Maßzahl und enthält naturgemäß keinerlei Aussagen
agilen
Indizies
(KPI)
gibt
Forschungsunternehmens
es
haben
wir
diesbezüglich zwar keine rigorose Ansprüche, sehen
über Größe, Qualität, Komplexität und Nachhaltigkeit.
aber dadurch die Möglichkeit das Bild der RISC Software GmbH aus einem anderen Blickwinkel
Die Forschungsquote beschreibt alle Einnahmen aus
darzustellen und damit einen soliden Beitrag zu einem
geförderten Projekten (national und EU) und liegt derzeit
klaren und möglichst vollständigen Gesamtbild zu
bei ca. 30%. In dieser Kennzahl sind die Unternehmens-
leisten.
finanzierten (ohne staatliche Forschungsfördergelder) nicht inkludiert. Die tatsächliche Forschungsquote liegt
Da die Leistungen unserer Kolleginnen und Kollegen
bei ca. 80%.
für den Erfolg ausschlaggebend sind, ist die Anzahl der MitarbeiterInnen eine sehr wesentliche Kenngröße.
Die Publikationsleistung ist in der RISC Software
Von den derzeit 60 MitarbeiterInnen (Headcount) sind
GmbH
ca. 23% Frauen und ca. 88% in der Forschung und
Forschungseinrichtung sind wir auch bemüht hier
Entwicklung tätig.
unsere Beiträge zu leisten und im Jahr 2015 war dies
kein
vornehmliches
Ziel,
aber
als
ca. 44 Publikationen, davon ca. 29 Konferenzpapers. Die Betriebsleistung umfasst alle unsere wirtschaft
Der Großteil davon wurde von den KollegInnen der
lichen Einnahmen innerhalb eines Geschäftsjahres
Medizin-Informatik publiziert.
und beträgt derzeit ca. 4,5 Mio Eur bei einer ist positiv und liegt normalerweise zwischen 5% und 15% des Umsatzes. Dies wird mit ca. 109 Kooperationspartnern, davon ca. 81 Firmenpartner und ca. 28 wissenschaftliche Partner, in ca. 65 Projekten 12
DI Wolfgang Freiseisen wolfgang.freiseisen@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
Eigenkapitalquote von ca. 50%. Das Betriebsergebnis
46 Männer
60 60MitarbeiterInnen
€
Betriebsleistung
87,5% davon ForscherInnen OÖ Ö
31
26
EU
8
65 65 Projekte
30,9 % Forschungsquote
40% davon mit Förderung
28 Wissenschaftliche Partner
44 44 Publikationen davon 29 Conference Papers
109 109
81 Firmenpartner
Kooperationspartner 13
Kennzahlen 2016
4,5 Mio. €
€
14 Frauen
Unit Logistics Informatics Software zur Planung, Optimierung, Simulation und Steuerung von Logistikprozessen.
onsflusses durch den Einsatz moderne Technologien zur Kommunikation und Interaktion von Systemen. Im Bereich Materialfluss- und Produktionsplanung werden innerbetriebliche Logistikthemen behandelt. Die operative Steuerung einzelner Bereiche wie zum Beispiel automatisierte Transportleitsysteme oder die Steuerung von Lagerbereichen, bis zum vollautomatisierten Produktionsleitstand werden in diesem ThemenschwerLogistik bedeutet heute weitaus mehr, als nur der Transport oder die Lagerung von Waren. Man versteht darunter die Organisation, Planung und Steuerung von komplexen Waren-, Personen- und Informationsströmen. Aber auch die Reaktionen auf kurzfristige Änderungen der Rahmenbedingungen im Supply-Network werden immer wichtiger. Die Gestaltung logistischer Prozesse und deren Abbildung mittels IT entscheiden dabei maß-
punkt behandelt. Im Themenbereich Produktionsfeinplanung, der Kopplung von Losgrößen- und Reihenfolgeplanung, setzen wir unser Know-how im Bereich der mathematischen Modellierung und Lösung dieser Modelle ein, um maßgeschneiderte Werkzeuge zu entwickeln. Die Entscheidungen aus diesem Bereich können mittels Methoden aus der Simulation validiert werden.
geblich über die Qualität von Dienstleistungen und Produkten, über Kosten und Gewinne und damit letztlich auch über den nachhaltigen Erfolg der Unternehmen.
Im Zeitalter von Industrie 4.0 werden Unternehmensdaten zunehmend als Teil der Wertschöpfung angesehen. Die Digitalisierung und Automatisierung der letzten
Im Themenbereich Smarte Transportlogistik beschäftigen wir uns mit der Organisation und der Lenkung von Logistikströmen und Materialflüssen sowie mit der Erfassung und Verarbeitung der Informationen über diese. Dabei sind effiziente und innovative Algorithmen zur Information, Kommunikation und Positionserfassung
Jahre ermöglicht eine umfangreiche Datenerfassung, die allerdings viele Unternehmen vor große Herausforderungen stellt. Einerseits sollen Echtzeitdaten für die Reaktion auf kurzfristige Änderungen analysiert und verarbeitet werden, andererseits sollen aus den gesammelten Daten zukünftige Ereignisse prognostiziert werden.
Robert Keber Die Planung und Steuerung unternehmensübergreifen-
robert.keber@risc-software.at
der Logistikprozesse wird im Themenbereich Informa-
www.risc-software.at
Kontakt
im Einsatz.
tionssysteme für Logistiknetzwerke behandelt. Wesent15
Logistic Informatics
lich dabei ist eine effiziente Gestaltung des Informati-
Forschungsprojekt IPPO Intelligente Vernetzung von Prognose, Planung und Optimierung zur Gestaltung nachhaltiger Transportketten.
Ziel
Forschungs
Automobildistribution bewiesen werden. Unter der
vorhabens im Rahmen des Programms „Mobilität der
Leitung der Fraunhofer Austria Research GmbH
Zukunft“ ist die Erhöhung der Planungssicherheit bei
entwickelt die RISC Software GmbH gemeinsam mit
Fahrzeuglogistikern, um einen verstärkten Einsatz
dem Unternehmens partner Hödlmayr International
nachhaltiger Transportmittel und eine Reduktion
AG ein Informationssystem, mit dem Logistikspezia-
des Energieverbrauchs zu erreichen. Dies soll durch
listen verlässliche und nachhaltige Transporte planen
intelligente Vernetzung von Prognose, Planung und
und durchführen können. Dafür ist es notwendig, den
Optimierung ermöglicht und am Fallbeispiel einer
Planungshorizont zu erweitern bzw. zu präzisieren,
16
des
vom
BMVIT
geförderten
welches den Ressourcenbedarf präzisiert und Hand-
Auftragslage frühzeitig reagieren zu können.
lungsoptionen zur optimalen und ökologisch nachhaltigen Kapazitätsauslastung der Transportmittel ausgibt.
Im Bereich des Güterverkehrs existieren aktuell große Abweichungen zwischen den Planaufträgen
Auf Basis des Ergebnisses aus der Kapazitätsplanung
der Auftraggeber und den tatsächlich durchgeführten
werden bewertete Handlungsalternativen abgeleitet
Abrufen von Transportkapazitäten. Dieser Trend einer
Einerseits werden Transporte durch die Reduzierung
größeren Volatilität der zu transportierenden Mengen
der gefahrenen Last- und Leerkilometer effizienter und
nimmt aufgrund stärkerer konjunktureller Schwan-
bei ausreichend großen Transportmengen werden die
kungen weiter zu. Logistikdienstleister werden dadurch
Möglichkeiten des Einsatzes von Binnenschiff und/oder
zunehmend mit einer geringeren Planungssicherheit
Bahn aufgezeigt. Die entwickelten Methoden werden
konfrontiert, welche durch bestehende Systeme nicht
vernetzt abgebildet. Dadurch können die Ergebnisse
ausreichend abgebildet werden kann. Das dadurch
distribution evaluiert aus dem Fallbeispiel Automobil
erzwungene kurzfristige Reagieren der Disposition auf
und der ökonomische und ökologische Mehrwert
unvorhersehbare Bedarfsschwankungen verursacht
einer prognosegestützten Transportplanung ermittelt
ökologische und ökonomische Ineffizienzen, die durch
werden.
den CO2-Ausstoß, verursachte Kosten oder die Anzahl der Leerfahrten gemessen werden können. Im
Forschungsprojekt
IPPO
werden
verschiede
Methoden zur prognosegestützten Transportplanung untersucht, da mithilfe von mathematischen Prognose mengen genauer vorausgesagt und damit Kapazitäts
Mag. Stefanie Kritzinger, PhD
engpässe oder -überschüsse erkannt werden können.
stefanie.kritzinger@risc-software.at
Dabei sollen mit den vorhandenen Planzahlen der
www.risc-software.at
Kontakt
algorithmen in der Supply Chain Planung Kapazitäts-
Auftraggeber ein Prognosemodell entwickelt werden,
17
Logistics Informatics
um auf eine sich verändernde bzw. schwankende
Forschungsprojekt LeWaDis Ein Software-Prototyp zur automatisierten Disposition leerer Güterwagen.
Die Disposition leerer Güterwagen wird derzeit euro-
Anforderungen der Kunden im Hinblick auf Flexibilität
paweit fast ausnahmslos manuell durchgeführt. Unter-
und zeitgerechte Bereitstellung der benötigten Wagen
stützt wird die manuelle Disposition in den meisten
stößt die manuelle Disposition jedoch zunehmend an
Fällen durch reine Informationssysteme, die in den
ihre Grenzen.
letzten Jahren entwickelt wurden und den verfügbaren Wagenbestand und die zu disponierenden Aufträge
Allein die folgenden Aspekte zeigen den dringenden
in Listenform darstellen. Durch die zunehmende
Bedarf eines entscheidungsunterstützenden Disposi
Komplex ität der Planungsaufgabe und die hohen
tionssystems:
18
•
•
Bei Rail Cargo Austria müssen zu Spitzenzeiten
den nächsten Tagen) verfügbaren Wagen anhand der
rund 4.400 Wagen von ca. 15 DisponentInnen
realen Transportkettenplanung und des realen Fahr-
täglich disponiert werden.
plans vorausberechnet und in die Optimierung mitein-
Es sind ca. 1.500 unterschiedliche Wagengat-
bezogen. Da häufi g erhebliche Auftragsmengen (zum
tungen zu berücksichtigen. In den Bestellungen
Teil bis zu 50 Prozent) erst sehr kurzfristig, für eine
sind meist auch mehrere mögliche Ersatzgat-
rechtzeitige Bereitstellung von Leerwagen jedenfalls
tungen angegeben, falls die gewünschte Wagen-
zu spät von den Kunden bekannt gegeben werden,
gattung nicht bereitgestellt werden kann.
wurde überdies ein Algorithmus zur Berechnung
In den letzten Jahren wurden sehr komplexe Regel-
einer Bedarfsprognose entwickelt und in den Prototyp
ungen auf europäischer Ebene defi niert. Diese
zur (teil-)automatisierten Leerwagendisposition inte-
ermöglichen einerseits die Disposition eigener
griert. Dies ermöglicht eine günstige Positionierung
Wagen in fremden Produktionsgebieten. Anderer-
der voraussichtlich benötigten Leerwagen auf Basis
seits wird dadurch die Verwendung fremder Wagen
der vorausberechneten, erwarteten Bedarfe in den
für eigene Kundenaufträge möglich.
einzelnen Regionen.
In einem vom Bundesministerium für Verkehr, Inno-
Die Durchführung einer automatisierten Leerwagen-
vation und Technologie im Rahmen des Programms
disposition mit dem entwickelten Optimierungsver-
IV2Splus geförderten F&E-Projekt entwickelte RISC
fahren für reale Auftrags- und Wagenbewegungsdaten
Software in einem Konsortium mit Logistikum.Steyr,
über einen Zeitraum von neun Wochen zeigte, dass
Rail Cargo Austria und OnTec einen praxistauglichen
eine Teil-Automatisierung der Leerwagendisposition
Software-Prototyp zur (Teil-)Automatisierung der Leer-
möglich ist und damit ausgezeichnete Ergebnisse (als
wagendisposition. Konkret wurde ein Optimierungs-
Vorschläge für die Disponenten) erzielt werden können.
algorithmus zur Leerwagendisposition entwickelt, der wesentlichsten Zielkriterien aus Kunden- und Unter-
DI Bruno Bliem
nehmenssicht (wie z.B. Vermeidung verspäteter/
bruno.bliem@risc-software.at
verfrühter Wagenbereitstellung, Minimierung der Leer-
www.risc-software.at
Kontakt
auf einem rollierenden Planungsansatz beruht. Die
wagenkilometer, -fahrzeit, -umstellvorgänge) können gezielt gewichtet bei der Optimierung berücksichtigt werden. In der Menge der für die Disposition relevanten Wagen werden nicht nur die in der manuellen Disposition betrachteten Wagen berücksichtigt. Zusätzlich werden die Zeitpunkte und die Orte der zukünftig (in 19
Logistics Informatics
•
Magna Logistik Planungstool Ein zentrales Softwaretool zur Logistikplanung im Automobilbereich.
Die zentralen Aufgaben von Magna Logistics Europe
frequenzen berechnet und miteinander verglichen, um
(MLE) sind die Analyse, Bewertung und Optimierung
schließlich die optimale Variante auswählen und zuver-
der Supply Chain des globalen Automobilzulieferers
lässige Prognosen über zu erwartende Logistikkosten
Magna. Dies gilt sowohl für existierende als auch
und -kapazitäten abgeben zu können.
für sich in Planung befindliche Produktionswerke und erfordert die Nutzung von Synergiepotenzialen
MLE ist an die RISC Software mit der Anforderung
zwischen unterschiedlichen Standorten. Neben den
herangetreten, all diese Analysen und Berechnungen,
Werken von Magna fallen als Teil der Prozesskette
die bis jetzt mit unterschiedlichen, nicht miteinander
auch externe Lieferanten in den Arbeitsbereich der
verknüpften Systemen durchgeführt wurden, in einem
MLE sowie Produktionsstandorte von Kunden, deren
einzigen, durchgängigen und genau auf die Ansprüche
Werke mit den erforderlichen Fahrzeugkomponen-
der Logistikplaner spezialisierten Logistikplanungs-
ten/-modulen in der benötigten Menge möglichst
system abzudecken.
kostenoptimal versorgt werden sollen. Das neue Logistikplanungssystem sollte vor allem eine Auf Basis von Stücklisten, Lieferanten-Empfänger-Be-
gemeinsame Datenbasis für alle an Planungsszenarien
ziehungen, Tariftabellen, Gebindedaten, Lagerinforma-
beteiligten Personen und Standorte bieten und alle
tionen und zahlreichen weiteren Eingabeparametern
Detailschritte eines Planungsprozesses, angefangen
werden bei der Logistikplanung verschiedene Szenarien
von der Erfassung der Stammdaten, über die Definition
mit unterschiedlichen Standorten, Anlieferprozessen
der Anlieferprozesse bis hin zur Planung der Lager-
(Direktlieferungen, Lieferungen über Konsolidierungs-
kapazitäten und dem Rücktransport des Leerguts
punkte, Milkruns, …), und verschiedenen Liefer
zum Ausgangspunkt abbilden. Außerdem sollte ein
20
Logistics Informatics
einmal geplantes Logistikszenario rasch und flexibel an geänderte Rahmenbedingungen (z.B. Ausfall eines Lieferanten) angepasst werden können. Innerhalb eines Jahres, November 2011 bis Oktober 2012, entstand in intensiver Zusammenarbeit mit den Mitarbeitern der MLE ein Prototyp. Von Anfang an wurde dem Team der RISC Software GmbH konkrete Ziele vorgegeben und das Fachwissen der Know-howTräger zur Verfügung gestellt. Bei den ersten Testanwendern stieß der Prototyp sofort auf großes Interesse und durchgehend positives Feedback. Im Lauf der Testphase wurden auch viele konstruktive Verbesse-
Zusätzlich ist geplant, im Rahmen dieser Erweiterung
rungsvorschläge angenommen, die schließlich in die
auch das bereits vorhandene Modul „Extralogistik“
erste Version des fertigen Produkts einflossen.
weiter auszubauen. Insbesondere sollen grafische Editoren als Zusatz zu den momentan gebotenen
Seit Anfang 2013 wird die Logistikplanungssoftware
tabellarischen Darstellungen die Softwareergonomie
schrittweise im Konzern ausgerollt. In Planung ist
weiter verbessern.
bereits ein Folgeprojekt, bei dem das Logistikplanungswerkzeug, das sich bis jetzt hauptsächlich auf die Planung der Supply Chain, also die Extralogistik, konzentriert hat, um ein Modul für die Planung der Intralogistik, also die Planung der innerbetrieblichen stätte, ergänzt werden soll.
DI (FH) Stephan Leitner stephan.leitner@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
Versorgungsprozesse vom Lager bis zur Produktions-
21
Müller Supply Chain Planung Ein Just-in-time System zur Steuerung von Transportlogistikketten.
Müller Transporte zählt zu Österreichs führenden
Zu Beginn wurde die Zielsetzung des Systems mit
Transportunternehmen im Bereich temperaturgeführte
den Stakeholdern diskutiert: Wesentliche Punkte
Ladungen. Seit vielen Jahren setzen Marktführer
waren dabei einfachere, modernere, transparentere
der Lebensmittelbranche sowie der Pharma- und
und schnellere Kommunikation, Reduktion der Papier-
Elektronik industrie beim Transport ihrer temperatur-
mengen, Vermeidung von Mehrfachvorgängen und
empfindlichen Güter auf Müller Transporte als verläss-
genauere Planbarkeit sowie eine Verbesserung der
lichen Logistik- und Distributionspartner. Mit 200
Datenqualität.
eigenen LKW-Zügen ist Müller Transporte seit über 50 Jahren im internationalen Transport tätig.
In mehreren Workshops wurde der Haupt- und die Nebenprozesse identifiziert, daraus abgeleitet ergab
LGV-Frischgemüse ist eine Genossenschaft, die sich
sich der Workflow für das zu entwickelnde Werkzeug.
aus rund 110 Gärtnerfamilien zusammen setzt und
Bei Eingang der Bestellungen bei LGV wird automa-
so in der heimischen Gemüsesaison 60 Prozent der
tisch ein AVISO generiert. Ziel ist es, dem Frächter
Österreicher mit frischem Gemüse versorgt.
eine sofortige Information bezüglich möglicher Transporte und Liefervolumina zur Verfügung zu stellen.
Im Zuge einer Supply-Chain übergreifenden, innova-
Änderungen aufgrund von fehlender Verfügbarkeit
tiven und für die Transportbranche völlig neuartigen IT
oder die
Lösung, wurde ein „Just-in-time System für Frische-
sofort an den Frächter übertragen werden. Nach
transporte“ entwickelt. Dieses System dient zum
Ablauf definierter Zeitfenster werden die AVISOs in
schnelleren und effizienteren Informationsaustausch
AUFTRÄGE umgewandelt, beim Frächter wird automa-
zwischen allen Beteiligten des Liefernetzwerkes.
tisch der Dispositionsprozess gestartet.
22
Änderung des Abgangslagers können
Logistics Informatics
Bei der Übernahme der Ware durch den Frächter werden die tatsächlichen
Mengen, welche mittels
SCAN beim Verladen nochmals erfasst werden, mit den Lieferscheindaten an das System übertragen, bzw. dem Frächter zur Verfügung gestellt. Der nun durchgeführte Transport
wird
mittels Telemetrie-
system im Fahrzeug überwacht, bei Ankunft beim Kunden wird eine Statusmeldung generiert, die LGV wiederum zur Verfügung gestellt wird. Somit sind auch für den Auftraggeber Informationen bezüglich Lieferstatus verfügbar. Der Zugriff auf die notwendigen Daten wurde von
allen
für
die
mittels
XML
entsprechenden
Technologien Schnittstellen
realisiert, wurden
Webservices implementiert. Auch die vorhandenen Telemetriedaten werden via Webservice in das System integriert und mit den Auftragsdaten verknüpft. Über ein zusätzliches Web Portal werden die zu bearbeitenden Aufträge und deren aktueller Status angezeigt. Nach einer entsprechenden Einführungsphase ist dieses System in den operativen Betrieb übergeBeteiligten dar.
Robert Keber robert.keber@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
führt worden und stellt eine Win-Win-Situation für alle
23
Simulation und Optimierung von Materialflüssen easy2sim: Ein Simulationssystem für komplexe Prozesse in Lager, Produktion und Transport.
Mit dem Simulationsprogramm easy2sim können
LOGISTIK ausgezeichnet. Das Simulationstool hat
logistische Prozesse zur Planung, Evaluierung und
in der Spitzengruppe aus über 2.500 eingereichten
Optimierung abgebildet werden. Innerhalb weniger
Bewerbungen die Jury besonders überzeugt und
Stunden können Materialflüsse dargestellt werden,
erhielt das Prädikat „BEST of 2012“.
die eine verbesserte Übersicht und eine Erkennung von Engpässen ermöglichen. Performanceinformation
Materialfluss von Ver- und Entsorgungsprozesse
bereits während der Planungsphase erlaubt eine
Für das Landeskrankenhaus Klagenfurt wurde eine
prozessbasierte Kostenkalkulation und eine frühzeitige
Prozesssimulation zur Darstellung der gesamten
Verbesserung der Prozesse. Durch Optimierung der
geplanten
Parameter kann eine Minimierung der Lagerkosten
easy2sim wurde das gesamte Anlagenlayout mit allen
beziehungsweise eine Maximierung des Durchsatzes
Sende- und Empfangsstationen nachgebildet. Dazu
erreicht werden. Auch im Bereich von Schulung
wurden Basiskomponenten für die einzelnen Stations
und dem Testen von Ausfallsszenarien ist easy2sim
typen
eine wertvolle Hilfe. Die RISC Software GmbH bietet
implementiert und das Verhalten sowie die Auslastung
lich Modellerstellung als Dienstleistung an, zusätz
der einzelnen Station abgebildet.
Ver-
und
(Bettenhaus,
Entsorgungsprozesse.
Versorgung,
Mit
Pufferstationen)
damit auch Unternehmen ohne Simulationserfahrung von easy2sim profitieren können.
Einsatz im Umfeld Industrie 4.0 zur Konzeption von dynamisch gestaltenden Montagelinien
In Anerkennung der starken Innovationskraft von
Mit easy2sim wurde das Produktionslayout inklusive
easy2sim wurde die RISC Software GmbH mit dem
fahrerloser Transporte modelliert und die einzelnen
Innovationspreis IT in der Kategorie INDUSTRIE &
Montageprozessschritte mit realen Verteilungen der
24
Landwirtschaftlicher Produktionsprozess
komponenten ermöglichen folgende Funktionalitäten
Zur Modellierung, Simulation und Optimierung landwirt-
des fahrerlosen Transporters: Beschleunigen und
schaftlicher
Produktionsprozesse
bei
Biomass–
Bremsen inkl. Auffahrkontrolle, die Aufnahme und
Logistics-Technology wurde in easy2sim eine Bibliothek
Abgabe eines Produktes bzw. An- und Abhängen eines
mit den dazu notwendigen Komponenten entwickelt,
Beistellwagens an definierten Stellen. Zudem werden
welche entsprechend der logistischen Prozesse zu
durch die Produktion in „Losgröße 1“ erhöhte Anfor-
einem gesamten Simulationsmodell zusammengesetzt
derungen an die Planung (Reihenfolge, Taktzeit etc.)
werden können. Durch die Simulationsläufe und deren
gestellt. Methodisch werden dabei Simulations- und
Auswertungen lassen sich mögliche Engpässe in
Optimierungsansätze kombiniert eingesetzt. Durch die
der gesamten Prozesskette aufzeigen und bspw. die
simulationsgestützte Planung und Optimierung wird
Stehzeiten von Erntemaschinen minimieren.
Kostenoptimalität gewährleistet, was Energie- und Ressourceneffizienz zur Folge hat.
Lagersteuerungssimulation zur Evaluierung der Performance von Lagerleitsystemen Durch den Einsatz von easy2sim kann besonders bei
Lagerlogistikprojekten
zusätzliche
Sicherheit
gewonnen und Zeit bei der Inbetriebnahme erspart
Web:
werden, weil alle relevanten Abläufe bereits vor
http://www.easy2sim.at/
Inbetriebnahme bewertet und optimal aufeinander
Kontakt
abgestimmt werden können.
Prozesssimulation bei Stahlerzeugung Mit easy2sim wird bei RHI AG die komplexe Prozesskette
Robert Keber
der Verteilergefäße, sogenannte Tundishe, die flüssigen
robert.keber@risc-software.at
Stahl in die Stranggusanlage transportieren, modelliert
www.risc-software.at
und simuliert. Daraus entstehende Reports zeigen den Gesamtverbrauch an Ressourcen wie Material, Energie oder Arbeitsleistung sowie die Auslastung der einzelner Tundishe. Auf Basis dieser Erkenntnisse kann ein Geschäftsplan für die Bewirtschaftung der Tundishe mit den vorhandenen Ressourcen optimal geplant werden. 25
Logistics Informatics
Montagezeiten abgebildet. Zusätzliche Simulations-
Fahrerlose Systeme auf dem Weg zu Industrie 4.0 Ein integriertes Softwaresystem zur Modellierung, Simulation und Steuerung fahrerloser Transportsysteme.
Fahrerlose Transportsysteme sind heute bereits in
Die Leittechnik-Software zur Steuerung der fahrerlosen
zahlreichen
Logistikbereichen
Transportsysteme wurde als flexibel konfigurierbares
oder in Krankenhäusern zum Essens-, Medikamenten-
Standardsystem mit leistungsfähigen Algorithmen zur
und Wäschetransport anzutreffen. Im Zuge der aktuel-
Disposition der Aufträge, zur kollisionsfreien Steuerung
len Trends (Industrie 4.0, Smart Factory) ergeben sich
der Fahrzeuge am Fahrkurs sowie zur Vermeidung und
in den kommenden Jahren für fahrerlose Transport-
Auflösung von Deadlock-Situationen konzipiert. Gene
systeme enorme Möglichkeiten, aber auch ganz neue
rische Schnittstellen ermöglichen durch die Anbindung
Herausforderungen.
anlagenspezifischer Erweiterungskomponenten eine
Produktionsanlagen,
einfache Anpassung an spezielle Anforderungen kon DS Automotion, ein im internationalen Spitzenfeld
kreter Anlagen und die Kommunikation mit externen
etablierter Anbieter fahrerloser Transportsysteme aus
Systemen.
Linz, beauftragte RISC Software bereits vor mehr als 10 Jahren mit der Entwicklung einer integrierten Pla-
Ein zentrales Konzept des neuen Softwaresystems
nungs-, Simulations- und Steuerungssoftware für frei
war die Entwicklung einer integrierten Simulations
navigierende fahrerlose Transportsysteme.
umgebung für fahrerlose Transportsysteme, die für eine konkrete Anlage ein sehr realitätsnahes Simu-
Wesentlichstes Ziel für die Entwicklung der neuen Mo-
lationsmodell aus dem Fahrkursdesign automatisiert
dellierungs- und Leittechnik-Software war eine dras-
generieren kann. Die Leittechnik-Software, die die
tische Verkürzung der Umsetzungs- und Inbetrieb
Fahrzeuge im realen Betrieb steuert und disponiert,
nahmezeiten fahrerloser Transportlösungen für konkrete
kann ohne Anpassungen direkt zur Steuerung der si-
Anlagen.
mulierten Fahrzeuge verwendet werden. Somit steht
26
Logistics Informatics
bereits ab der Planungsphase jederzeit ein aktuelles, realitätsnahes Simulationsmodell zur Verfügung, etwa für eine zeit- und kostensparende “virtuelle Inbetriebnahme” oder zur Prüfung nachträglicher Anpassungen oder Erweiterungen einer Anlage. Das entwickelte Softwaresystem, das mittlerweile bei vielen Anlagen unterschiedlichster Größe weltweit erfolgreich eingesetzt wird, weist bereits zahlreiche Aspekte auf, die heute als grundlegende Anforderungen für Industrie 4.0 Lösungen angesehen werden. In der langjährigen und nachhaltigen Kooperation mit DS Automotion konnten auch zahlreiche Innovationen in mehreren gemeinsamen Forschungsprojekten entwickelt werden. Für den Bereich der fahrerlosen Transportsysteme eröff nen die enormen Fortschritte aus dem Bereich der Robotik der letzten Jahre zukünftig ganz neue Möglichkeiten: •
Einerseits werden kleine, wendige, sehr autonom agierende roboterähnliche Systeme für Serviceund Transporttätigkeiten (kleiner Lasten) immer häufi ger zum Einsatz kommen.
•
Andererseits werden ausgereifte, kostengünstige Sensorlösungen und vielfach erprobte, effi ziente Algorithmen aus dem Bereich der Robotik in
Eine der anstehenden, zu lösenden Herausforderungen ist somit die Vernetzung und Koordination lokaler und globaler Intelligenz zu einer funktionierenden, optimal abgestimmten Gesamtlösung.
DI Bruno Bliem bruno.bliem@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
fahrerlose Transportsysteme integriert werden.
27
Mathematische Produktionsplanung Reihenfolgeplanung in Produktion und Logistik.
Wirtschaftliche Erfolge von Unternehmen werden
Steigerung der Durchsatzmengen und eine Erhöhung
zunehmen davon bestimmt, wie rasch und effektiv diese
der Flexibilität und der Termintreue erreicht werden.
auf geänderte Marktsituationen reagieren können, bzw. wie gut diese als neue Chancen genutzt werden
Trotz allem sind praktisch einsetzbare Software
können. Für viele Wirtschaftsbereiche, wie z.B. die
lösungen kaum verfügbar und liefern wegen der
Zulieferindustrie, stellt die zunehmende Produktvielfalt
komplexen Anforderungen der heutigen Wirtschaft
mit immer individuelleren Fertigungsprozessen und
meist nicht zufriedenstellende Planungsvorschläge.
kürzeren Lieferzeiten eine steigende Herausforderung dar. Nur wenn Unternehmen rasch auf wechselnden
Die RISC Software GmbH entwickelt für ihre Kunden
Kundenbedarf
individuell
und
veränderte
Marktsituationen
angepasste
Softwarelösungen
für
die
reagieren und ihre vorhandenen Produktionskapazi-
Produktionsfeinplanung mit mathematischen Optimier
täten optimal nutzen, besteht für sie die Möglichkeit,
ungsalgorithmen. Wobei hier auf eine Vielfalt an
sich erfolgreich am Markt zu behaupten.
verwendbaren Lösungsansätzen, Algorithmen und Werkzeugen zurückgegriffen werden kann. Neben
Ein Kernaspekt einer erfolgreichen Produktionsfein
reinen individuellen Eigenentwicklungen von Software-
planung ist eine integrierte Losgrößen- und Reihen
lösungen mit mathematischen Lösungsalgorithmen, bei
folgeplanung. Hierbei werden für Fertigungslinien
denen auch bestehende mathematische Bibliotheken
optimale Losgrößen, dazugehörige Auflagereihen-
Einsatz finden, kann auch auf modernste mathema-
folgen, maschinenbezogene Auftragszuordnungen und
tische Softwarelösungen unter anderem die IBM-ILOG
deren Rüstvorgänge bestimmt. Wobei zusätzlich zur
Produktsparte zurückgegriffen werden, wenn diese die
optimalen Nutzung von Produktionskapazitäten eine
Problemstellung bereits erfolgreich abdecken.
28
Logistics Informatics
Warum eine individuelle Planungssoftware? •
Ideale Anpassung an Produktions- und Fertigungsprozesse
•
Exakte Darstellung des Maschinenparks und des Schichtkalenders
•
Einsatz in allen Industriesparten
•
Einfach zu nutzende und angepasste Benutzeroberfl äche
•
Beherrschung der stark steigenden Produktvielfalt
•
Idealer Umgang mit der Tendenz zu immer geringeren Losgrößen
Warum mathematische Optimierungsprozesse? •
Moderne
kraftvolle
Lösungsalgorithmen
am
aktuellen Stand der Forschung •
Schlüssige
Strukturiertheit
von
berechneten
Nachhaltige Lösungen wurden bereits im Rahmen von Entwicklungsprojekten mit Kunden aus unterschiedlichsten Branchen erstellt und sind erfolgreich im operativen Einsatz.
Lösungen •
Klare Konsistenz von erstellten Produktionsplänen
•
Nachvollziehbare Wiederholbarkeit von optimalen Planungsergebnissen
•
Kontrollierbare
Adaptierbarkeit
an
neue
Produktionsszenarien (disruption management) Feste Kontrolle über die Planungskomplexität Web: http://wordpress.risc-software. at/produktionsplanung/
Kontakt
•
Robert Keber robert.keber@risc-software.at www.risc-software.at 29
BORBET Austria GmbH Produktionsfeinplanung Integration einer individuellen Produktions- und Ressourcenplanungslösung.
Seit über 20 Jahren fertigt die oberösterreichische
die immer geringeren Losgrößen die Planung des
BORBET Austria GmbH Aluminiumräder für die
Produktionsprozesses zunehmend komplexer werden.
europäische
Automobilindustrie.
Als
namhafter
Hersteller mit einer Jahresproduktion von circa 3
Ein Kernaspekt einer erfolgreichen Produktionsplanung
Millionen Rädern gilt es laufend die starke Markt-
ist eine integrierte Losgrößen- und Reihenfolgeplanung.
position mittels effizienter Produktionsprozesse zu
Hierbei werden für Fertigungslinien optimale Losgrößen,
untermauern. Dabei ist es grundlegend, mit hoher
dazugehörige Auflagereihenfolgen und maschinenbe-
Termintreue,
optimaler
zogene Auftragszuordnungen bestimmt. Trotz allem
Ausnutzung der Produktionskapazitäten die interna-
sind praktisch einsetzbare Softwarelösungen kaum
tionale Wettbewerbsfähigkeit zu behaupten und zu
verfügbar und liefern wegen der komplexen Anfor-
festigen.
derungen der heutigen Wirtschaft meist unzufrieden-
kurzen
Lieferzeiten
und
stellende Planungsvorschläge. So fand die BORBET Speziell für den Wirtschaftsbereich der Zulieferindustrie
Austria GmbH den Kontakt zur RISC Software GmbH,
für die Automobilbranche stellt aber die zunehmende
die mit der Erstellung einer individuellen Produk-
Produktvielfalt mit immer individuelleren Fertigungs
tionsfeinplanungssoftware
prozessen und kürzer geforderten Lieferzeiten eine
individuelle Entwicklung bietet neben der Möglichkeit
steigende Herausforderung dar. Auch für die BORBET
der idealen Anpassung an vorliegende Produktions-
Austria GmbH lassen die steigende Rädervielfalt und
und
30
Fertigungsprozesse
beauftragt
auch
die
wurde.
Eine
Möglichkeit
Logistics Informatics
der exakten Abbildung des Maschinenparks und des Schichtkalenders. Die RISC Software GmbH entwickelte nun eine solche maßgeschneiderte Planungssoftware. Diese trifft in optimaler Weise mittels angewandter modernster mathematischer Optimierung Entscheidungen über die Reihenfolge, Rüstvorgänge, Zeitpunkte und Maschinenzuordnung und Größe der Produktionslose für die zahlreichen Aufträge. Die Vorteile der Steuerung durch exakte und deterministische mathematische Algorithmen lassen sich unter anderem in schlüssiger Strukturiertheit und Konsistenz der Planungsergebnisse messen. Die darüber
hinausgehende
kontrollierbare
Adaptier-
barkeit ermöglicht objektive und rasche Anpassungen an neue Produktionsszenarien vorzunehmen. Mit der wachsenden Komplexität der Planungsvorgänge fest im Griff und mit hochwertigen berechneten Produktions plänen ist der Grundstein für eine kosteneffiziente Produktionsplanung gelegt. Gestärkt durch die vielversprechenden Ergebnisse und die vorbildhafte Zusammenarbeit der Projektteams auf beiden Seiten möchte man zukünftig die erfolgreiche
Dr. Roman Stainko roman.stainko@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
Zusammenarbeit ausbauen.
31
Forschungsprojekt Food4all@home Flächendeckende Hauszustellung von Gütern des täglichen Bedarfs.
Das
vom
BMVIT
geförderte
Forschungsprojekt
sondern das Paket zu kühlen. Durch eine intensive
food4all@home im Rahmen des Programms „Mobilität
Kooperation aller Projektpartner und deren Expertise
der Zukunft“ hatte das Ziel, ein nachhaltiges Logistik-
lassen sich neue Prozesse mit bereits vorhandenen
konzept für die flächendeckende Hauszustellung von
optimal verknüpfen, sowie verschiedene IT-Techno-
Lebensmitteln zu erstellen. Wesentlich dabei war die
logien miteinander kommunizieren. Damit gelingt es
Sicherstellung einer kostengünstigen Nahversorgung
eine flächendeckende, tägliche Hauszustellung auch
unabhängig von der Mobilitätssituation oder Zeitein-
im ländlichen Raum kostenneutral auszuarbeiten.
schränkungen jedes einzelnen Kunden. Unter der Leitung des Logistikums der FH Oberösterreich in
Die RISC Software GmbH hat im Rahmen des Projektes
Steyr hat die RISC Software GmbH gemeinsam mit den
food4all@home ein webbasiertes Last-Mile-Simulations-
Unternehmenspartnern Pfeiffer Handelsgruppe sowie
framework entwickelt. Damit können unterschiedliche
der Österreichische Post AG die Umsetzbarkeit, die
Varianten der gesamten Lieferkette von der Kommis-
Akzeptanz am Markt sowie die Wirtschaftlichkeit eines
sionierung bis zur Auslieferung zum Kunden evaluiert
kooperativen und branchenübergreifenden Betreiber-
werden. Für die Auslieferung im urbanen Bereich werden
modelles erarbeitet.
die genauen Touren unter Berücksichtigung enger Zustellzeitfenster bei den Kunden berechnet, wobei das
Die Hauszustellung von Lebensmitteln erfolgt normal
Planungswerkzeug auf Echtzeitverkehrslage zugreift um
erweise über spezialisierte Botendienste mit aktiv
eine minutengenaue Lieferung zu ermöglichen.
gekühlten Fahrzeugen. Durch die hohen Kosten ist dies nur in Ballungszentren wirtschaftlich umsetzbar. Die
Neben den planerischen Aspekten dieses Werkzeuges
Grundidee dieses Projektes war nicht das Fahrzeug,
kann es auch im operativen Geschäft verwendet
32
chische Post AG die Auslieferungstouren optimiert und
frischen Lebensmittel optimieren, wobei die exakten
die exakten Lieferzeiten unter Berücksichtigung der
Lieferzeiten unter Berücksichtigung der Verkehrslage
Verkehrslage auch während der Rushhour minuten-
auch während der Rushhour in Ballungszentren
genau eingehalten.
minutengenau eingehalten werden können. Einfache Einstellungen der Kostenparameter, Toureneigen-
Das Forschungsprojekt food4all@home wurde vom
schaften oder Zeitfenster bei den Kunden können indivi-
BMVIT und der FFG mit dem „Spring Award 2015“ im
duell angepasst werden. Bei einer Berechnungszeit
Bereich „Mobilität der Zukunft – Innovationsfeld Güter-
von wenigen Sekunden lassen sich Verbesserungen
verkehr“ und vom Verein Netzwerk Logistik mit dem
von 5 – 15% aus den bestehenden Tests erzielen.
„Österreichischen Logistikpreis 2015“ ausgezeichnet.
Food4all@home gewährleistet die kostenneutrale und fl ächendeckende Hauszustellung von Lebensmittel in ganz Österreich innerhalb der Standardprozesse der Österreichischen Post AG. Durch eine integrative Verknüpfung der Prozesse und der IT-Systeme konnte zustellung entwickelt werden. Damit wurden von der
Mag. Stefanie Kritzinger, PhD
Pfeiff er Handelsgruppe unterschiedliche Preismodelle
stefanie.kritzinger@risc-software.at
evaluiert, indem sie verschiedene Zeitfensterszenarien
www.risc-software.at
Kontakt
ein nachhaltiges Zustellservice für die Lebensmittel-
simulierten, und folglich wurden von der Österrei-
33
Logistics Informatics
werden. Damit lassen sich die Auslieferungstouren von
Unit Industrial Software Applications Entwicklung von Softwarelรถsungen zur Visualisierung, Simulation und Optimierung von Produktentwicklungen und Fertigungsprozessen in der Industrie.
Optimierungsverfahren
in
diesem
Zusammenhang eine immer wichtigere Bedeutung. Ebenso beschäftigen wir uns mit der Entwicklung von Entwurfs- und Konstruktionswerkzeugen für integrierte, dezentrale Produktentwicklungsprozesse.
Fertigungsprozesse und Steuerungssysteme In vielen Branchen der produzierenden Industrie sind Fertigungsprozesse und Steuerungssysteme bestimmende Faktoren für die Qualität, Wettbewerbsfähigkeit und Kosteneffi zienz. Präzise und Softwareentwicklungen für Bereiche des virtuellen
aussagekräftige
Produktentwurfs sowie für die Simulation von Ferti-
Aussagen zu neuen Fertigungsabläufen ermöglichen
gungsprozessen und Steuerungssystemen stehen im
dabei,
Mittelpunkt der Arbeiten der Unit Industrial Software
genutzt werden können. Ergebnisse unserer Arbeiten
Applications (ISA).
sind unter anderem eine Softwarebibliothek für
dass
Simulationen
vorhandene
sowie
Potentiale
verlässliche bestmöglich
die Simulation von Zerspanungsprozessen sowie
Virtuelle Produktentwicklung
Programmier-
Softwaresysteme für realitätsnahe und detailtreue
rechnergesteuerte Werkzeugmaschinen.
und
Simulationsumgebungen
für
Simulationen sind heute in vielen Bereichen der Industrie zentrale Werkzeuge für Entwicklung hochtechnolo-
Um zuverlässige und leistungsfähige Gesamtsysteme
gischer Produkte und Systeme. Im Anwendungsfeld
realisieren zu können, ist häufi g der Einsatz speziali-
Virtuelle Produktentwicklung beschäftigen wir uns
sierter Berechnungs- und Analyseverfahren notwendig,
mit Neuentwicklungen und Weiterentwicklungen der
die wir gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern
dafür notwendigen technisch-naturwissenschaftlichen
aus den Ingenieurdisziplinen entwickeln. Ebenso wich-
Softwaresysteme. Zum einen arbeiten wir an weiter-
tig sind Softwaretechnologien, um moderne, parallele
gehenden Möglichkeiten der Kombination multidiszi-
Hardwarearchitekturen bestmöglich nutzen zu können.
plinärer, verteilter Analysesysteme, sodass virtuelle Anforderungen umfassend modelliert werden können. Aufgrund der dabei stetig steigenden Anzahl von Entwurfsmöglichkeiten (zum Beispiel neue Werkstoff e oder fl exiblere Fertigungsmethoden) bekommen
DI Bruno Lindorfer bruno.lindorfer@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
Produkte möglichst mit allen ihren Eigenschaften und
35
Industrial Software Applications
mathematische
Planung von Fertigungsabläufen Berechnung von Biegefolgen und Werkzeugkombinationen zur Minimierung von Zykluszeiten.
Mit ihren Produkten aus den Bereichen Werkzeug
Die Entwicklungen der Programmiersysteme der
maschinen/Elektrowerkzeuge und Lasertechnik/Elek-
Werkzeugmaschinen und der Fertigungssteuerungen
tronik gehört die deutsche TRUMPF Gruppe zu den
finden in der Zentrale in Ditzingen bei Stuttgart statt. Hier
weltweit führenden Herstellern von Fertigungstechnik.
wird eng mit der Maschinenentwicklung zusammen gearbeitet, um zum Marktstart eines neuen Produktes
Zur Unterstützung der TRUMPF Maschinentechno
sowohl die neue Maschine, als auch das dazuge-
logien der gesamten Prozesskette Blechbearbeitung
hörige Programmiersystem anbieten zu können. Alle
bietet TRUMPF eine Vielzahl an Softwareprodukten an.
Maschinentechnologien sind in einem Softwarepaket
36
Um die Produktionszykluszeit so gering wie möglich
von Biegemaschinen. Diese Abkantpressen, sowie
zu halten, müssen alle drei Einflussgrößen optimal
Biegeroboter und lasergehärtete Abkantwerkzeuge
bestimmt
werden.
Aufgrund
ihrer
gegenseitigen
werden von der TRUMPF Maschinen Austria GmbH
Abhängigkeiten können die Einflussgrößen nicht
+ Co. KG, dem Kompetenzzentrum der Biegetechno-
entkoppelt
logie der TRUMPF Gruppe, produziert.
behandelt werden. Dies führt zu einem komplexen
werden
kombinatorischen
sondern
müssen
Optimierungsproblem
gleichzeitig mit
einer
Bei der Programmierung von Biegemaschinen ist es
exponentiell anwachsenden Menge an möglichen
wichtig, die Fertigungszeit möglichst gering zu halten.
Lösungsvorschlägen, die nicht alle notwendigerweise
Wie lange die Fertigung eines Bauteils mittels einer
kollisionsfreie Biegeprozesse darstellen.
Biegemaschine dauert, hängt hauptsächlich von folgenden Kriterien ab:
In enger Zusammenarbeit mit TRUMPF verbessert die
•
Die Anzahl der Biegekanten des Bauteils und
RISC Software GmbH den Optimierungsalgorithmus
deren Reihenfolge im Biegeprozess,
für diese herausfordernde Problemstellung. Dieser
Die jeweiligen Greifpositionen des Biegeroboters/
bestimmt, um die Produktionszykluszeit zu minimieren,
Bedieners am Bauteil pro Biegevorgang,
vollautomatisch eine kollisionsfreie Biegereihenfolge
Die Auswahl und Platzierung der verwendeten
und eine optimale Platzierung der Abkantwerkzeuge.
Abkantwerkzeuge an der Biegemaschine.
Mit effizienten Suchalgorithmen wird die mittels eines
•
Entscheidungsbaumes dargestellte, Lösungsmenge durchsucht. Als Ergebnis werden kollisionsfreie und kostengünstige Biegeprozesse vorgeschlagen.
DI Dr. Roman Stainko roman.stainko@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
•
Abbildung: Programmiersystem TruTops Bend 37
Industrial Software Applications
namens TruTops enthalten, so auch die Unterstützung
Qualifizierungsnetzwerk SmaPro Smart Production - Maschinendatenanalyse und -interpretation in der Produktion.
Das
dem
modular gestalteten Weiterbildungen im Bereich Smart
Schwerpunkt Industrie 4.0 zielte darauf ab, die Unter-
Production Maschinendatenanalyse und -interpretation
nehmen im Umfeld der Produktion auf die zu erwar-
in der Produktion mit den dafür relevanten Inhalten
tenden Herausforderungen vorzubereiten. Hierbei
aus Mathematik, Informatik, Maschinenbau, Mecha-
wurde einerseits ein individueller Zugang jedes Unter-
tronik und Software Engineering bildeten die Voraus-
nehmens entwickelt um andererseits auf der Basis des
setzungen für die Unternehmenspartner für zukünftige
Bestehenden die Digitalisierung der Produktion durch
Aufgabenstellungen, wobei vor allem die vertikale und
Kompetenz vertiefung voranzutreiben. Diese gezielt
horizontale Integration im Vordergrund stand.
38
Qualifizierungsnetzwerk
SmaPro
mit
Industrial Software Applications
Die daraus resultierende Konzeption eines gemeinsamen, unternehmensübergreifenden Frame works, eine
Kompetenz vertiefung
in
zukunftsorientierten
feldern (wie z.B. Vernetzte Produktion, Technologie Digitale Fabrik, Cyber Physical System CPS, Cyber Physical
Production
System
CPPS),
sowie
die
Vernetzung von Wissenschaft und Forschung mit der Wirtschaft (insbesondere KMUs) konnte als operatives Ziel definiert werden. Ein weiteres Ziel dieser Qualifizierungsmaßnahme war, die beteiligten Maschinenbaufirmen in die Lage zu
direkte
versetzen, ihre zukünftigen Maschinen mit moderner
Komponenten entsteht eine eigenständige Machi-
IKT hinsichtlich zu erwartender Flexibilitäts- und
ne-2-Machine
Qualitätsanforderungen aufzuwerten.
können Prozesse analysiert und optimiert werden.
Kommunikations fähigkeit (M2M)
der
Kommuni kation.
einzelnen Dadurch
Das Potenzial und der Nutzen für die Industrie –
Industrie 4.0: Chance für Produktions- und Prozessindustrie
besonders im Produktions- und Logistikbereich – ist daher enorm.
Durch die Verknüpfung von Komponenten mittels intelligenter IKT-Technik wie z.B. RFID, Sensoren,
Wichtige Voraussetzung um „Industrie 4.0“ zu etablieren,
WLAN, etc. wachsen die damit gewonnenen Daten
ist neben der entsprechenden IKT-Infrastruktur auch
zum „Internet der Dinge“ zusammen. Durch die
das vernetzte Denken innerhalb der Organisation. Mit SmaPro wurden die beteiligten Firmen auf diese und
DI Wolfgang Freiseisen wolfgang.freiseisen@risc-software.at www.smapro.at
Kontakt
weitere Herausforderungen kompetent vorbereitet.
39
Geometriemodellierung im Konzeptentwurf Parametrisierte Geometriemodellierung als Grundlage für eine multidisziplinäre Optimierung im Flugzeugbau.
Der
heute
z. B. Aerodynamik, Struktur mechanik, Flugphysik
aufgrund der hohen Anforderungen mehr denn je ein
oder Fertigung hinsichtlich deren Wechselwirkungen
kosten- und zeit intensiver Vorgang. Ausgehend von
optimiert werden, sodass das neue Flugzeugmodell
einem Missionsprofil (Nutzlast, Reichweite, Treib
alle Anforderungen erfüllt. Bis vor einigen Jahren
stoffverbrauch, etc.) werden im Entwurfsprozess die
wurden die Berechnungen der einzelnen Disziplinen
Phasen Konzeptionierung, Vorentwurf und Detail
unabhängig voneinander durchgeführt, sodass zum
entwurf durchlaufen. In jeder dieser Phasen müssen
Beispiel die Auswirkungen der Berechnungsergebnisse
die Anforderungen unterschiedlicher Disziplinen, wie
einer Aerodynamikberechnung für eine anschließende
40
Entwurf
neuer
Flugzeugmodelle
ist
manuell
in
dessen
tragt, ein Softwaresystem zu entwerfen, welches die
Eingabemodell eingepflegt werden mussten. Ebenso
existierenden Analyseprogramme von Airbus Defence
mussten Änderungen der Flugzeug geometrie in die
führt um einen synchronen and Space zusammen
jeweiligen Modelle der einzelnen Disziplinen manuell
Fortschritt der einzelnen Disziplinen zu erreichen.
übertragen werden. Folgende Arbeiten wurden im Rahmen dieses Projekts Durch die Integration mehrerer Disziplinen in ein
durchgeführt:
Optimierungswerkzeug, welches die Auswirkungen der
•
Berechnungsergebnisse einer Disziplin automatisiert in das Eingabemodell einer anderen Disziplin überträgt,
• •
standardisierten
Definition eines parametrischen Geometriemodells Entwicklung eines Werkzeugs zur Geometrie erstellung aus Beschreibungssprache
•
Grundlage für die Kopplung der Berechnungen aus den unterschiedlichen Disziplinen.
existierenden
für Flugzeuge auf Basis der Beschreibungssprache
Alle disziplinspezifischen Eingabemodelle basieren auf der Flugzeuggeometrie, das heißt es bildet die
einer
Beschreibungssprache für Flugzeuggeometrien
kann der Entwicklungsprozess beschleunigt und ein optimiertes Ergebnis in kürzerer Zeit erreicht werden.
Auswahl
Geometrieerstellung für interne Flügelstrukturen (Rippen und Holme)
•
Verschneidung
der
Flügelgeometrie
mit
der
Geometrie der internen Strukturen Um dieses Vorhaben umzusetzen, beteiligte sich
•
Airbus Defence and Space an dem Verbundvorhaben AeroStruct, welches vom Deutschen Zentrum für
Erstellung einer GUI Anwendung zur Manipulation des parametrischen Geometriemodells
•
Entwicklung und Integration eines Datenformats
Luft- und Raumfahrt (DLR) koordiniert wird. Die RISC
des Flugzeuggeometriemodells inklusive disziplin
Software wurde in diesem Zusammenhang beauf-
spezifischer Daten auf Basis von HDF5 Definition von Entwurfsvariablen und Abbildung auf Parameter des Geometriemodells DI Roland Landertshamer roland.landertshamer@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
•
41
Industrial Software Applications
Strukturmechanik berechnung
Statischer Nachweis von Flugzeugsstrukturkomponenten Integriertes Werkzeug zur automatisierten Ansteuerung und Ergebnisaufbereitung von Nachweisberechnungen.
Vor mehr als zehn Jahren initiierte Airbus Defence and
geführten Berechnungen über die Lebensdauer der
Space die Entwicklung der Anwendung Strength 2000.
Strukturen (militärisch ca. 25-30 Jahre, zivil mehr als
Dabei handelt es sich um ein integriertes Werkzeug
40 Jahre) sicherstellen.
für den statischen Nachweis von Flugzeugstrukturkomponenten. Die Herausforderung besteht in der
Ziel der Entwicklung von Strength 2000 ist, die Durch
Lebensdauer der Software, d.h. Strength 2000 muss
führung der Nachweise zu automatisieren und den
die Verfügbarkeit und Nachvollziehbarkeit der durch-
Benutzer von wiederkehrenden Tätigkeiten zu entlasten.
42
Ein wesentlicher Meilenstein war die Restrukturierung
•
Vereinfachung und Automatisierung der Ansteu-
des Finite-Elemente-Analyse Postprozessors „DIANA“,
erung der Verfahren nach dem Handbuch für
wobei folgende Arbeiten durchgeführt wurden:
Strukturberechnungen (HSB). •
Parametrierung der Berechnungsverfahren mit
•
den Daten aus dem Finite-Element Modell, den •
Erweiterbarkeit).
Lastdaten und den CAD Daten.
•
Restrukturierung des internen Datenmodells.
Steuerung der Ausführung der Be rechnungsver-
•
Umstellung auf eine effizientere Speicherver-
fahren.
waltung.
•
Visualisierung der Rechenergebnisse.
•
Weitere
•
Sicherstellung der Nachhaltigkeit (Wartbarkeit bzw.
Verfahren
können
einfach
• integriert
Unterstützung neuer strukturierter Dateiformate (HDF5).
werden.
•
Erhöhung der Programmrobustheit.
Das Programm läuft auf unterschiedlichen Platt-
•
Reduzierung der Programmgrenzen.
formen (Windows und Linux).
•
Integration in die Produktivumgebung.
Airbus Defence and Space ist an die RISC Software
Ein weiterer Meilenstein war die Erweiterung von
GmbH herangetreten, Strength 2000 aus softwaretechni-
Strength 2000 für dessen externen Einsatz, wobei
scher Sicht zu analysieren, um bestehende Maßnahmen
folgende Tätigkeiten umgesetzt wurden:
zu prüfen bzw. neue Maßnahmen zu ergreifen, welche den Anforderungen resultierend aus der langen Lebens-
•
Verbesserung der Ergonomie der Benutzerschnittstelle.
dauer der Software, genügen. In weiterer Folge soll auch
•
Analyse der bestehenden Infrastruktur bzgl. der Benutzerverwaltung und des Daten-Managements.
Software GmbH durchgeführt werden.
•
Entwicklung eines Hilfesystems mit zugehörigem Autorenwerkzeug auf Wiki Basis.
DI (FH) Alexander Leutgeb alexander.leutgeb@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
die Wartung und Weiterentwicklung durch die RISC
43
Industrial Software Applications
Dabei erfüllt die Anwendung folgende Anforderungen:
Simulation von NC-Bearbeitungen Simulation und Kollisionsvermeidung für rechnergesteuerte, multifunktionale Komplettbearbeitungszentren.
Mit ihren multifunktionalen Dreh-Bohr-Fräszentren
speicheroptimalen und integrierten Echtzeit-Simulation
hat sich die Firma WFL Millturn Technologies GmbH
zur Kollisionsvermeidung unterstützt Kunden der Firma
& Co KG als weltweit führender Anbieter für Komplett
WFL Millturn Technologies GmbH & Co KG bei der
bearbeitung auf dem Gebiet der Metallzerspanungs-
Verwendung ihrer Komplettbearbeitungszentren.
technik etabliert. Neben ausschlaggebenden Faktoren wie höchste Qualität, Effizienz und Zuverlässigkeit in
In enger Kooperation mit Experten der RISC Software
der eigentlichen Maschinenentwicklung, gewinnen
GmbH wird durch Software-Innovation im Maschi-
damit verbundene professionelle und produktivitätsstei-
nenbau sowohl Ressourcenschonung als auch Fehler-
gernde Softwareprodukte zunehmend an Bedeutung
vermeidung grundlegend verbessert um die Produkti-
für diesen Erfolg.
vität und Wettbewerbsfähigkeit zu steigern und damit auch die Marktdominanz zu untermauern.
Durch die langjährige konstruktive Zusammenarbeit, die sich durch Exzellenz, Ausdauer und Vertrauen
CrashGuard Studio
auszeichnet,
CrashGuard Studio ist eine 3D-Simulationssoftware
sind
bisher
zwei
Softwareprodukte
entstanden, die kaum Konkurrenz am internationalen
für
multifunktionale
CNC-Dreh-Bohr-Fräszentren,
Markt finden: CrashGuard Studio und CrashGuard
die es ermöglicht, Maschinen mit ihrer komplexen
Online-Kollisionsvermeidung.
Kinematik und den umfangreichen Bearbeitungsund Erweiterungs möglichkeiten sehr realitätsgetreu
Die Kombination aus einer umfangreichen, detail-
nachzubilden. Ein wichtiger Meilenstein im Zuge der
lierten und bestens angepassten Offlinesimulation im
kontinuierlichen Weiterentwicklung des CrashGuard
CAD/CAM Bereich, sowie einer hoch-performanten,
Studio war die Materialabtragssimulation, welche im
44
Industrial Software Applications
letzten Entwicklungsjahr zur Produktreife gebracht wurde. Analog zur realen Maschine kann der laufende Abtrag von Material in der 3D-Visualisierung in Echtzeit verfolgt werden. Am Ende der Bearbeitung steht als Ergebnis ein 3D-Modell des Fertigteils als zusätzliche Möglichkeit zur Verifikation des NC Programms zur Verfügung. Zu den vielfältigen Anwendungsgebieten des Software produktes zählen unter anderem: •
Die
Unterstützung
bei
der
Verifikation
und
•
Als Schulungswerkzeug für Maschinenbediener
Optimierung von NC-Programmen zur Erhöhung
und -programmierer, um die vielfältigen Möglich-
von Qualität und Effizienz der Bearbeitungspro-
keiten der Maschinen sicher testen und verstehen
zesse sowie zur Verringerung des Ausschuss- und
zu können.
Kollisionsrisikos. •
Die Unterstützung bei der Entwicklung und
Die Produktentwicklung und Produktwartung erfolgt zu
Kon struktion
die
einem Großteil in Zusammenarbeit mit der RISC Software
Mög lichkeit, Bewegungs- und Bearbeitungsmög-
GmbH. Dabei wurden eine Vielzahl an Problemstellungen
lichkeiten einer neuen Maschine noch vor deren
aus den Bereichen Geometrie, Algorithmen, sowie
Fertigung testen zu können.
architektur/Softwaretechnik Software
neuer
Maschinen
durch
durch
Experten
der RISC Software GmbH gelöst, um den hohen Anforderungen an das Produkt gerecht zu werden. Die kontinuierliche Verbesserung der Software und zukünftig geplante Erweiterungen unterstreichen die erfolgreiche und vertrauensvolle Zusammenarbeit der beiden Partner.
CrashGuard Online-Kollisionsvermeidung Algorithmisch und softwaretechnisch anspruchsvoll ist auch die Maschinenerweiterung CrashGuard zur Online-Kollisionsvermeidung, ein weiteres Produkt, das in Kooperation zwischen WFL Millturn Technologies GmbH & Co KG und RISC Software GmbH 45
entwickelt wurde. Es handelt sich dabei um ein in die
Software GmbH entstanden, um den enormen Anfor-
Maschinensteuerung integriertes Echtzeit-Kollisions-
derungen an die Korrektheit und Verlässlichkeit des
vermeidungssystem, das zum Ziel hat, Kollisionen
Systems gerecht zu werden.
zwischen Maschinenteilen von KomplettbearbeitungsDas patentierte System ist seit 2005 erfolgreich am
zu vermeiden. Damit das verwendete Simulations-
Markt und wird als Option zu den Komplettbearbeitungs-
modell der Wirklichkeit immer ein kleines Stück voraus
zentren angeboten. Aktuell wird kaum eine neue
sein kann, war die Entwicklung neuer Rechenverfahren
Maschine ohne diese Option ausgeliefert, wodurch die
notwendig, die an die speziellen Hardwareressourcen
Anzahl an Maschinen mit CrashGuard-Unterstützung
von NC Maschinensteuerungen angepasst sind.
auf über 200 angestiegen ist.
Gerade die hochoptimierte Kernanwendung inkl.
DI Bruno Lindorfer
Algorithmen und Datenstrukturen sowie die entsprech-
bruno.lindorfer@risc-software.at
ende Vorverarbeitung sind in enger Zusammen-
www.risc-software.at
arbeit mit Mathematikern und Informatikern der RISC
46
Kontakt
zentren zu jedem Zeitpunkt und unter allen Umständen
Industrial Software Applications
Modellierung von Produktionsprozessen Modellidentifikation und Prozessanalyse zur optimierten Steuerung von Förderprozessen in der Erdölindustrie.
Der Großteil heute bekannter Erdölvorkommen kann
Gemeinsam mit Shell wurde vom Lehrstuhl für Symbolic
aus technisch-wirtschaftlichen Gründen nur zu etwa 35
Computation der Universität Passau die Buchberger-
Prozent ausgeschöpft werden. Die erreichte Ausbeute
sche Theorie der Gröbnerbasen weiterentwickelt, um
hängt dabei wesentlich von der genauen Kenntnis der
aus numerisch inexakten Messdaten der Erdölfelder
geologischen Strukturen sowie der physikalischen
systematisch und ohne a-priori Annahmen nichtlineare
Interaktionen in den Lagerstätten ab. Meist versucht
Strukturzusammenhänge
man dieses Wissen aus Simulationsmodellen zu
tauglichkeit dieses Verfahrens wurde von RISC Soft-
gewinnen, deren Anwendung jedoch nur bei Zutreffen
ware durch die Implementierung eines Softwareproto-
von in der Praxis schwer über prüfbaren Modellan-
typs demonstriert. Dieser dient sowohl als Werkzeug für
nahmen zulässig ist.
die Weiterentwicklung der Modellierungsverfahren, als
abzuleiten.
Die
Praxis
auch zur Überwachung und Steuerung der Produktion Das Algebraic Oil Projekt wurde von der Abteilung
im Realbetrieb, sodass vorhandene Reserven in den
Exploratory Research von International Exploration
Lagerstätten besser genutzt werden können.
and Production des Shell Konzerns in Rijswijk / Niederlande initiiert und Ende 2012 mit der Fertigstellung
Zielsetzungen des Projekts waren die Entwicklung eines mathematischen Verfahrens für verbesserte Modellidentifikationen für Produktionssysteme sowie dessen prototypische Umsetzung und Anwendung.
DI (FH) Josef Jank, MSc josef.jank@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
einer Prototypapplikation abgeschlossen.
47
Multidisziplinäre Strukturoptimierung Multidisziplinäres Optimierungssystem für den Detailentwurf von Leichtbaustrukturen aus Verbundwerkstoffen.
Keine anderen Themen bestimmten von Beginn an
Defence and Space arbeitet die RISC Software seit
die Entwicklung der Luftfahrt wie die Entwicklungen
mehr als acht Jahren an der Weiterentwicklung eines
leichter Strukturelemente und effizienter Antriebs-
Software systems zur Berechnung und Konstruktion
systeme. Verbesserungen in einem dieser beiden
gewichtsoptimaler Entwürfe von Flugzeugstrukturen.
Bereiche
die
Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass bereits
Leistungsfähigkeit eines Luftfahrzeuges, wie zum
in einer möglichst frühen Konstruktionsphase die
Beispiel hinsichtlich Nutzlast, Reichweite oder Treib-
optimale Geometrie und die bestmögliche Verwendung
stoffverbrauch. Gemeinsam mit Ingenieuren von Airbus
spezialisierter Materialien für die Gesamtstruktur
48
ergeben
unmittelbare
Vorteile
für
die Entwurfsfreiheiten am größten und damit steht das größte Potential für Gewichtseinsparungen zur Verfügung. Um dies zu ermöglichen wurde bei Airbus Defence and Space das multidisziplinäre Strukturoptimierungssystem Lagrange entwickelt, mit dessen
namische Lasten als Teil der Optimierung aktiv beein-
Hilfe
unterschied-
fl usst werden. Zusätzlich ermöglicht Lagrange auch die
licher Entwurfsparameter optimiert werden können.
Berücksichtigung spezieller Fertigungsrestriktionen für
Beispiele für Entwurfsparameter sind unter anderem
Faserverbundwerkstoff e, sodass sichergestellt ist, dass
Querschnitte einzelner Bauteile oder ganzer Bauteil-
die berechneten Entwürfe auch mit den zur Verfügung
gruppen aber ebenso Lagendicken und Bahnverläufe
stehenden Methoden gefertigt werden können. Damit
von Faserverbundmaterialien.
können bereits am Beginn der Entwurfsphase sehr reali-
Leichtbaustrukturen
bezüglich
tätsnahe Konstruktionsentwürfe, deren Modelle mehrere Neben dem Konstruktionsziel, dass für ein Struktur-
tausend Entwurfsvariablen und mehrere hunderttausend
element ein minimales Gewicht erreicht wird, müssen
Randbedingungen beinhalten, optimiert werden.
gleichzeitig eine Vielzahl unterschiedlicher mechanischer und physikalischer Anforderungen berücksichtigt
Seit 2009 ist die RISC Software Hauptentwicklungs-
werden. Das Optimierungssystem Lagrange stellt
partner für die Neuentwicklung zentraler Systemteile
dabei ein breites Spektrum relevanter multidiszipli-
von Lagrange. Von besonderer Bedeutung ist dabei die
närer Analyse- und Kriterienmodelle bereit. So können
Implementierung modernster, effi zienter Berechnungs-
neben einer Reihe mechanischer Festigkeitskriterien
methoden und die bestmögliche Nutzung moderner
und Stabilitätskriterien auch unterschiedliche Restrik-
Hardwareplattformen, insbesondere im Hinblick auf
tionen bezüglich Eigenschwingungen, Flattergeschwin-
parallele und verteilte Rechnerarchitekturen.
digkeiten oder anderer aeroelastischer Wechselwirzur Automatisierung des Gesamtentwurfsprozesses ist
DI Roland Landertshamer
eine gekoppelte Aerodynamik-Struktur-Analyse (Aeroe-
roland.landertshamer@risc-software.at
lastik). Dadurch können beim Entwurf zusätzlich zur
www.risc-software.at
Kontakt
kungen formuliert werden. Eine wesentliche Fähigkeit
Dimensionierung der Strukturelemente auch aerody-
49
Industrial Software Applications
betrachtet werden können. Zu diesem Zeitpunkt sind
EU-Projekt PRACE „Partnership for Advanced Computing in Europe“ - die europäische HPC Forschungs-Infrastruktur.
Das EU-Projekt PRACE („Partnership for Advanced Computing in Europe“) schaff t eine gesamteuropä-
Aeronautik: Gekoppelte Fluid-StrukturSimulationen
ische Forschungsinfrastruktur für High Perfomance
Ständig
Computing
relevanter
Flugzeugdesigns bezüglich Gewicht, Energieeffi zienz,
wissenschaftlicher und industrieller Projekte bietet
Lärmemission und Sicherheit erfordern hochspezi-
PRACE Zugang zu sechs HPC-Zentren mit jeweils
alisierte und immer rechenintensivere Simulations-
mehr als einem Petafl op Rechenleistung (Tier-0) sowie
verfahren zur Analyse von Strömungsdynamik (CFD)
zu einer Reihe nationaler Rechenzentren (Tier-1).
und Strukturmechanik (CSM). Der aktuelle Stand der
Darüber hinaus werden zahlreiche Aus- und Weiterbil-
Technik erlaubt zumeist nur eine getrennte Analyse der
dungsveranstaltungen angeboten.
einzelnen Disziplinen: Für CFD-Berechnungen wird
(HPC).
Zur
Durchführung
An der Non-Profi t-Organisation PRACE mit Sitz in Brüssel sind zurzeit 25 Teilnehmerstaaten beteiligt. Österreich wird dabei vom RISC Institut der JKU Linz vertreten. Schwerpunkt der eigenen Arbeiten ist die Weiterentwicklung naturwissenschaftlicher Simulationssysteme in Bezug auf parallele Skalierbarkeit. Hier kann RISC auf zwei besonders präsentable Ergebnisse verweisen:
50
wachsende Anforderungen
an
moderne
Industrial Software Applications
eine unverformbare Flugzeuggeometrie angenommen und für CSM-Berechnungen werden die auf das Flugzeug wirkenden Luftkräfte fest vorgegeben. Aufbauend
auf
die
weitverbreitete
Open-Source
CFD-Plattform OpenFOAM entwickelte RISC einen Prototyp zur gekoppelten CFD/CSM-Simulation eines hochdetaillierten Flugzeugmodells. Als bemerkenswertes Nebenprodukt der Arbeiten konnte ein wesentliches Skalierbarkeitsproblem in der Basisfunktionalität von OpenFOAM aufgedeckt und behoben werden. Die durchgeführten Verbesserungen kommen einerseits
potential aufdecken. In Zusammenarbeit mit der
der gesamten OpenFOAM-Community zugute, ander-
Universität Leuven konnte die Effizienz des Systems
seits konnte die Skalierbarkeit des implementierten
verzehnfacht werden, wodurch bei gleichem Ressour-
Prototyps bezüglich eines Modells von industriere-
ceneinsatz nun wesentlich anspruchsvollere Simula-
levanter Größenordnung von 512 auf 4096 parallele
tionen möglich sind. Aufgrund des Open-Source-Cha-
Prozesse gesteigert werden.
rakters der Software profitieren von den umgesetzten Verbesserungen Forscher aus aller Welt.
Astrophysik: Simulation von Plasmaprozessen Im Rahmen von „PRACE Preparatory Access“ unter-
Die Implementierungsphase PRACE erhält Förder
stützte RISC ein Forscherteam der Universität Leuven
mittel aus dem 8. EU-Forschungsrahmenprogramm
(Belgien) bei der Weiterentwicklung und Optimierung
Horizon 2020 (PRACE-4IP, 2015-2017, 653838).
eines Simulationssystems für Plasmaprozesse in der Heliosphäre. Realistische Simulationen der elektro-
Weitere Informationen unter www.prace-ri.eu
magnetischen Interaktionen in Partikelströmen mit sehr großer Teilchenanzahl erfordern beträchtlichen Rechenaufwand. Typischer weise werden derartige Simulationen
von
mehreren
tausend
parallelen
Durch detaillierte Untersuchung des bestehenden Simulationssystems mit spezialisierten PerformanceAnalyse-Tools konnte RISC großes Optimierungs-
DI Thomas Ponweiser thomas.ponweiser@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
Prozessen innerhalb mehrerer Stunden berechnet.
51
Unit Advanced Computing Technologies Performante SoftwarelĂśsungen fĂźr hochkomplexe Systeme.
ob es sich bei Clouds um Infrastructure-as-a-Service (IaaS), Platform-as-a-Service (PaaS) oder Softwareas-a-Service (SaaS) handelt. Egal ob es sich um Public Clouds, Private Clouds oder hybride Cloud-Ansätze dreht, die Cloud-Fähigkeit von Software oder der Schritt in die Cloud für Unternehmen wird viel diskutiert. In der RISC Software GmbH beschäftigen wir uns eingehend mit Anwendungsszenarien von unterschiedlichsten Clouds. Der Bereich für Advanced Computing Technologies (ACT) beschäftigt sich mit neuesten Technologien und Technologien der Zukunft. Gemeinsam mit innovativen Unternehmen und Forschungspartnern aus der ganzen Welt, entwickeln und verbessern wir diese Technologien, insbesondere für dynamische Infrastrukturen zur Verarbeitung und Analyse großer Datenmengen. Ebenso entwickeln oder adaptieren wir gemeinsam mit Partnern und Kunden Anwendungen aus unterschiedlichsten Anwendungsbereichen gezielt für die optimale Ausnutzung dieser Technologien. Das ACT Team unterstützt und berät Kunden der RISC Software GmbH bei der Optimierung von vorhandenen Infrastrukturen und der Weiterentwicklung der eigenen Anwendungen und IT-Infrastruktur. Dies alles wird basierend auf neuesten Forschungserkenntnissen und mit höchster Qualität
Big Data Management Das rasant steigende Wachstum an Daten, die tagtäglich gesammelt werden, erfordert neue Zugänge zur Verarbeitung und ermöglicht neue Chancen und Geschäftsmöglichkeiten durch effiziente Analyse und neue interaktive Visualisierungsmethoden. Basierend auf Erkenntnissen aus Forschungs- & Entwicklungs projekten in unterschiedlichsten Bereichen des Big Data Managements unterstützen wir unsere Kunden bei der Vorbereitung auf neue Herausforderungen durch einen besseren Einblick in ihre Daten. Durch effiziente Speicherung, rasche Verarbeitung und genaue Analyse großer Datenmengen können zusätzliche Potentiale bei Kunden und Produkten erkannt und Prozesse darauf ausgerichtet werden.
durchgeführt.
Seit Jahren sind die Begriffe Cloud Computing und
Mag. Michael Krieger
verteiltes Rechnen (Distributed Computing) in der
michael.krieger@risc-software.at
IT
Branche
allgegenwärtig.
Insbesondere
Cloud
www.risc-software.at
Kontakt
Cloud & Distributed Computing
Computing rückt in den letzten Jahren immer mehr in 53
Advanced Computing Technologies
den Fokus der IT-Verantwortlichen. Unabhängig davon,
ITS Oberösterreich Echtzeitverkehrslagebild für das Bundesland Oberösterreich.
Ziel des Projektes ITS Oberösterreich ist der Interims
ist eine Verkehrssimulations software, die ursprünglich
betrieb und die Weiterentwicklung eines Echtzeitverkehrs
vom Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum entwickelt
lagebildes für das Bundesland Oberösterreich. An der
worden ist und bereits mehrfach erfolgreich bei Großer-
Umsetzung arbeiten die RISC Software GmbH und das
eignissen in Deutschland zum Einsatz gekommen ist.
Logistikum Steyr. Umgesetzt wird das Projekt, welches aus Mitteln des Landes OÖ sowie des Klima- und
Notwendige Erweiterungen und Optimierungen in
Energiefonds gefördert wird, auf Basis der Open Source
SUMO für die Ausdehnung auf ein Echtzeitverkehrs
Software SUMO („Simulation of Urban Mobility“). SUMO
lagebild eines ganzen Bundeslandes wurden dabei
54
haben, generiert. Dabei werden laufend die aktuelle GPS-Position, die Geschwindigkeit und die Uhrzeit an einen zentralen Server übertragen und anonymisiert abgelegt. Weichen nun die gemeldeten Geschwindigkeiten von FCD innerhalb eines gewissen Straßenabschnittes von der im System hinterlegten Durchschnittsgeschwindigkeit deutlich ab, so wird von einer direkt von der RISC Software GmbH durchgeführt.
Verkehrsbehinderung, wie beispielsweise einem Stau
Dies betriff t beispielsweise die Performance, welche
in dem jeweiligen Straßenabschnitt, ausgegangen.
durch Parallelisierungsmethoden verbessert wurde.
Diese Information wird bei der Errechnung von Reisezeiten berücksichtigt.
Zur
Errechnung
des
Echtzeitverkehrslagebildes
kommen mehrere Datenquellen zum Einsatz. Die Basis
Abschließend gilt es das Projekt ITS OÖ als Baustein
bildet ein Verkehrslagegraph, welcher im Rahmen des
eines größeren Systems zu betrachten: die Verkehrs-
Vorgängerprojektes GIP, der Graphenintegrations-
auskunft Österreich, abgekürzt VAO, hat zum Ziel eine
plattform, entwickelt worden ist. In der GIP sind alle
multimodale Verkehrsauskunft für alle BürgerInnen
Autobahnen, Bundes-, Länder- und Gemeindestraßen
Österreichs anzubieten. Bei Eingabe einer Route kann
erfasst. Weitere Daten sind unter anderem Zähldaten
sich der Nutzer dank der Multimodalität rasch einen
von Dauerverkehrszählstellen, welche das Land
Überblick verschaff en, mit welchem Verkehrsmittel er
OÖ im Bundesgebiet verteilt fi x positioniert hat, und
in welcher Zeit sein gewünschtes Ziel erreicht. Dadurch
Baustellmeldungen, welche bei der Berechnung der
erhoff t man sich unter anderem eine Attraktivierung des
Verkehrslage ebenfalls Berücksichtigung fi nden.
öff entlichen Verkehrs. ITS OÖ liefert Verkehrsdaten für das Bundesland Oberösterreich an die VAO, damit bei
Darüber hinaus werden Floating Car Data, kurz FCD, als
der Berechnung einer Route die aktuelle Verkehrslage
Datenquelle integriert. FCD werden von Fahrzeugen,
miteinbezogen wird.
DI (FH) Martin Samal, MSc martin.samal@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
die sich im Bundesland Oberösterreich bewegen und
55
Advanced Computing Technologies
eine entsprechende FCD-Einheit im Fahrzeug verbaut
AGEZ Hagenberg Die nächste Generation von dezentraler, vernetzter Rechen- und Speicherinfrastruktur.
Seit 2007 ist das Austrian Grid Entwicklungszentrum
wendung „GOTransfer“. Mit dieser Anwendung lassen
(AGEZ) Teil der RISC Software GmbH und seit 2009
sich von mobilen Geräten aus (Smartphones, Tablets)
in dem Bereich Advanced Computing Technologies
Datentransfers über das Hochleistungsprotokoll Grid-
integriert. Es baut auf den Grundlagenforschungs
FTP starten und überwachen.
ergebnissen der AustrianGrid Projekte (2004-2006 und 2007-2009) auf und entwickelt Grid-Basistechnologie
Durch
zu alltagstauglichen Anwendungen weiter.
GlobusOnline (http://www.globusonline.eu), das von der
die
Integration
mit
dem
Online-Portal
Universität von Chicago entwickelt und betrieben wird, Mit den Ergebnissen der letzten beiden Jahre konnten
können Forscher nun von ihren Android-Geräten aus
große Schritte vorwärts gemacht werden. Neben
Datentransfers zwischen Hochleistungsrechenzentren
den Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten ist das
auf der ganzen Welt durchführen.
AGEZ verstärkt um die Integration in die europäische Forschungslandschaft und die weltweite Grid Compu-
Cloud and Grid
ting Community bemüht. Dies zeigt sich auch durch die
Mit einer Lieferung der Firma IBM Anfang 2012 wurde
Mitgliedschaft von Michael Krieger im Board des Euro-
im JKU Softwarepark Hagenberg ein weiterer Schritt
pean Globus Community Forums (http://www.egcf.eu).
ins Cloud Computing Zeitalter gesetzt. Der IBM CloudBurst genannte Serverschrank steht seitdem für For-
Grid Computing goes mobile
ischer schungs- und Entwicklungszwecke Österreich
Einer der Beiträge der RISC Software GmbH im Be-
Forschungseinrichtungen und Unternehmen zur Verfü-
reich Grid Computing mit Anwendern aus dem For-
gung und wird vom Austrian Grid Entwicklungszentrum
schungsbereich aus der ganzen Welt ist die mobile An-
betrieben.
56
ist auch die Verbindung der CloudBurst mit anderen wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen und Rechenzentren einfach möglich. Dies wird von den bereits 20 Forschungs einrichtungen und Unternehmen aus ganz Österreich genutzt, die diese Systemumgebung für Forschungs- und Entwicklungszwecke und auch für internationale Kooperationsprojekte nutzen. Grid Computing wurde über lange Jahre hinweg ausschließlich für reine Forschungs infrastrukturen genutzt. Es konnten in den letzten Jahren aber bedeu-
Die
tende Fortschritte erzielt werden, sodass der Aufbau
AustrianGrid 2 (2007-2009) wurden, ebenso wie das
von föderierten und gemeinsam genutzten Infrastruk-
Austrian Grid Entwicklungszentrum (2007-2012) vom
turen auch für kommerzielle Zwecke immer mehr an
Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung
Bedeutung gewinnt. Das AGEZ ist hier österreichweit
gefördert. Das Austrian Grid Entwicklungszentrum
eine einzigartige Kontakt stelle für den Aufbau und
wurde ebenso vom Land Oberösterreich (2011-2013)
Betrieb
gefördert.
solcher
föderierter
Infrastrukturen,
und
Projekte
AustrianGrid
1
(2004-2007)
und
schlägt er folg reich die Brücke zwischen Grid und Mehr Informationen unter www.austriangrid.at
Mag. Michael Krieger cloud@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
Cloud-Computing.
57
Advanced Computing Technologies
Durch die Integration von Grid- und Cloud-Diensten
SecuReveal Ein Hinweisgebersystem für rechtlich relevante Tatbestände.
Der Begriff Whistleblowing (englisch „to blow the
So sind beispielsweise börsenotierte Unternehmen
whistle“, sinngemäß „einen Hinweis geben“) ist
seit August 2016 gesetzlich verpflichtet, Hinweisgeber-
spätestens seit dem Fall Edward Snowden in aller
systeme für ihre Mitarbeiter anzubieten.
Munde. Der ehemalige Mitarbeiter der amerikanischen National Security Agency (NSA) veröffentlichte 2013 als
Dafür
geheim klassifizierte Dokumente und erlangte dadurch
SecuReveal an, welches Hinweisgebern („Whistleb-
umstrittenen Weltruhm. Auch in Österreich gewinnt
lowern“) ermöglicht, rechtlich relevante Missstände
das Thema Whistleblowing zunehmend an Bedeutung.
im eigenen Unternehmen mitzuteilen. Beispiele für
58
bietet
sich
das
österreichische
Produkt
verschlüsselt und auch im System erfasste Mitteilungen
Bestechung, Korruption, Betrug und Bilanzfälschung. In
werden verschlüsselt abgelegt. Ein ausgeklügeltes
Folge können Compliance-Verantwortliche des Unter-
Sicherheitskonzept gewährleistet, dass nur befugte
nehmens mit Hinweisgebern in einen gesicherten Dialog
Personen Zugriff auf die jeweiligen Mitteilungen haben.
eintreten, um weitere Informationen einzuholen. Auf
Sogar für Entwickler und Betreiber von SecuReveal ist
Wunsch können Hinweisgeber ihre Anonymität wahren.
der Zugriff auf im System erfasste Mitteilungen dank Verschlüsselung ausgeschlossen.
SecuReveal wurde in sorgfältiger Zusammenarbeit der Unternehmen Responsible Business Solutions,
Zusätzlich wurden adäquate Prozesse und Rollen
ein Tochterunternehmen Österreichs größter Anwalts
definiert, samt einhergehender Rechte und Pflichten,
sozietät Wolf Theiss, der Red Puls IT & Security
und unter den Partnern klar und nachvollziehbar
Solutions GmbH und der RISC Software GmbH als
verteilt. Eine entsprechende Dokumentation der Tätig-
Technologiepartner entwickelt. Jeder Partner brachte
keiten während Entwicklung und Betrieb sorgt für
dabei seine weitreichende und langjährige Expertise
nachhaltige und gesicherte Verhältnisse, die bei einem
ein, um gemeinsam ein größeres Ganzes zu gestalten
derart sensiblen System aus Sicht der Partner als
und zu betreiben.
selbstverständlich erachtet werden.
Innerhalb der RISC Software GmbH wurde bei
SecuReveal versteht sich als individuell anpassbare
der Entwicklung von SecuReveal von Anfang an
Software-as-a-Service Lösung: Unternehmen werden
hohes Augenmerk auf den Aspekt der IT-Sicherheit
von Anfang an, sowohl aus rechtlicher und als auch
gelegt. So erfolgt beispielsweise die Kommunikation
aus technischer Sicht, ihren Wünschen und Anforde-
zwischen Anwendern und SecuReveal durchgehend
rungen gemäß begleitet. Der externe Betrieb stärkt die Vertraulichkeit in SecuReveal für Hinweisgeber und Compliance-Verantwortliche. Weitere Informationen
DI (FH) Martin Samal, MSc martin.samal@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
finden Sie unter www.secureveal.com.
59
Advanced Computing Technologies
rechtlich relevante Missstände umfassen Insiderhandel,
redCognition: Neue Möglichkeiten zur Identifikation Biometrische Zugangskontrolle und die Anbindung an mobile Endgeräte.
Im Laufe des Jahres 2012 realisierte die RISC Software
4. Überprüfung
der
Benutzerberechtigung
durch
GmbH in Zusammenarbeit mit der redCognition
Aufnahme eines Bildes, welches zum Abgleich mit
Innovation & Development GmbH eine Webservice
dem Referenzbild an ein biometrisches Service
Schnittstelle für die Steuerung einer biometrischen
geschickt wird.
Zugangskontrolle. Kernpunkt der Arbeiten der RISC Software GmbH war dabei die Erweiterung einer
Dazu wurden die von der Firma redCognition zur
gegebenen Lösung zur Gesichtserkennung um die
Verfügung gestellten Bibliotheken - Komponenten
Anbindung von mobilen Geräten zu erleichtern.
zur Ansteuerung von Kamera und Kartenleser sowie die Implementierung der biometrischen Algorithmen
Die Aufgabenstellung beinhaltete unter anderem die
zur Gesichtserkennung miteinander verknüpft, um
Umsetzung folgender Funktionalität um die Abbildung
eine Datenbanklösung zur Speicherung der erfassten
des gesamten Workflows sowie die Einbindung von
Benutzer und ihrer Referenzbilder erweitert und über
mobilen Endgeräten wie beispielsweise Smartphones
eine Webservice Schnittstelle zugänglich gemacht.
zu ermöglichen: 1. Zugriff auf eine Kamera um ein Referenzbild eines Benutzers zu erstellen. 2. Zugriff auf einen Kartenleser, um die Identität eines Benutzers festzustellen.
redCognition BioCert Ein weiteres Projekt, das von der RISC Software GmbH in Zusammenarbeit mit demselben Kunden abgewickelt
wird,
umfasst
die
Einbindung
von
3. Registrierung eines neuen berechtigten Benutzers
biometrischen Merkmalen in Public Key Infrastructures.
mit einem Referenzbild, welches am Server
Dies ist besonders interessant, da es die Speicherung
gespeichert wird.
des privaten Schlüssels obsolet macht, und damit das
60
Advanced Computing Technologies
Problem des Verlustes oder der Kompromitierung des privaten Schlüssels eines Nutzers umgeht. Dies ist besonders wichtig, da die kryptographische Sicherheit des RSA-Verfahrens den exklusiven Zugriff eines Nutzers auf seine privaten Schlüssel erfordert. Um den Schlüssel nicht mehr speichern zu müssen, wird er bei Bedarf aus einer Zufallszahl hoher Qualität regeneriert. Die Zufallszahl ist dabei für einen Benutzer eindeutig und wird initial basierend auf
realen
zufälligen
Ereignissen
erzeugt.
Abbildung: Entwickelte Benutzerschnittstelle
Der
Zugriff auf die Zufallszahl wird dabei durch eine multifaktorielle Benutzerauthentifizierung abgesichert,
eine Anfrage für ein Benutzerzertifikat beziehungsweise
die aus Benutzernamen, PIN-Code, und biometrischer
ein entsprechendes Zertifikat erzeugt werden, um den
Authentifizierung
Benutzer in eine Public-Key-Infrastruktur einzubinden.
besteht,
wobei
die
Zufallszahl
in einer Datenbank abgelegt wird. Die eindeutige Zuordnung zwischen der Zufallszahl eines Benutzers
Um
benutzerfreundliche
und dem daraus erzeugtem Schlüsselpaar wurde
Funktionalitäten
durch entsprechende Konfiguration der verwendeten
redCognition
Funktionen der OpenSSL-Bibliothek erreicht. Basierend
ermöglichen, wurde des Weiteren eine Webseite als
auf dem Schlüsselpaar eines Benutzers kann ebenfalls
Benutzerschnittstelle entwickelt.
sowie über
Steuerung
anderer einen
dieser
Dienste
von
Webbrowser
zu
DI Paul Heinzlreiter paul.heinzlreiter@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
die
61
EU-Projekt LHCPhenoNet Softwareengineering Know-how für die europäische Teilchenforschung.
Mit dem EU-Projekt LHCPhenoNet leistet die RISC
stützt werden Sie dabei von ca. 160 Personen von 28
Software GmbH einen bedeutenden Beitrag zur Aus- und
europäischen Universitäten und Forschungseinrich-
Weiterbildung von europäischen SpitzenforscherInnen.
tungen, der Universität von Buenos Aires, CERN und
Insgesamt haben fast 40 ForscherInnen am Beginn
drei Partnern aus dem industriellen Umfeld.
ihrer wissenschaftlichen Karriere durch das Projekt die Möglichkeit bei einer von 11 Top-Forschungseinrich-
Vernetzung und Ausbildung
tungen und drei assoziierten Partnern ihrer Forschung
Das Projekt, das am 1. Jänner 2011 gestartet wurde
im Bereich der Teilchenphysik nachzugehen. Unter-
und bis 31. Dezember 2015 von der europäischen
62
Advanced Computing Technologies
Kommission unterstützt wird, dient vor allem der Vernetzung und Weiterbildung von JungforscherInnen. 2012 war hierfür ein ganz besonders Jahr, das nicht nur wertvolle Entdeckungen sondern auch bedeutende neue Chancen aufzeigte. Nach einem besonderen Start in den Sommer 2012 mit der offiziellen Bekanntgabe des CERN am 4. Juli, dass es Hinweise auf das lang gesuchte Higgs-Boson gibt, bildete in der Woche darauf eine Summer School in Hagenberg ein weiteres Highlight des Projekts. 43 Teilnehmer aus der ganzen Welt lernten und diskutierten in der vom RISC Institut und mit der Unterstützung des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (DESY) und der RISC Software GmbH organisierten Summer School für fast eine Woche Summentheorien für die Teilchenphysik.
Personen Einer der jungen Forscher, die ihr Wissen und ihre Karriere im Rahmen von LHCPhenoNet weiterentwickeln konnten ist Dr. Mark Round, der von Herbst 2011 bis Frühling 2013 bei der RISC Software GmbH im Rahmen dieses Projekts tätig war. Seit Herbst 2012 ist Dipl-Phys. Alexander Hasselhuhn und seit Herbst 2013 ist auch Dipl-Phys. Fabian Wißbrock in der RISC Software GmbH im Rahmen dieses Projekts angestellt. Beide arbeiten integriert in einer Forschungsgruppe des
Abbildung: Gruppenfoto LHCPhenoNet Summer School 2012 insbesondere auch der fachliche Erfahrungsaustausch war sowohl für die Praktikanten als auch alle MitarbeiterInnen von ACT eine besonders positive Erfahrung. Die Vermittlung des tiefen Wissens über verteilte System architekturen, parallele Softwareentwicklung und komplexe Software der ACT-MitarbeiterInnen an exzellente theoretische Physiker zeigt insbesondere in diesem Projekt auch die international durchaus kompetitiven Spitzen leistungen von RISC und der RISC Software GmbH auf. Dieses Projekt wird im Rahmen des 7. EU Rahmen programms gefördert. Mehr Informationen finden Sie unter http://www.lcphenonet.eu.
RISC Instituts an ihrem Doktorat in der Hochenergie physik. Zusätzlich bietet die RISC Software GmbH im rInnen von LHCPhenoNet an. So durften im Herbst 2012 zwei Doktoranden aus Polen für zwei Monate den Bereich Advanced Computing Technologies (ACT) kennenlernen. Nicht nur der interkulturelle sondern
Mag. Michael Krieger michael.krieger@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
Rahmen dieses Projekts auch Praktika für Forsche-
63
EU-Projekt Mr.SymBioMath Cloud Computing für Genomanalyse.
Hauptziel des von der EU ab Februar 2013 im Rahmen
Universität Linz (Österreich), Integromics (Spanien),
des Marie Curie Programms „Industry-Academia
Hospital Carlos Haya (Spanien), sowie das Leibniz
Partnerships and Pathways“ geförderten Projekts sind
Rechenzentrum (Deutschland) angehören. Im Beson-
Arbeiten aus dem Bereich der vergleichenden Genomik
deren soll durch dieses Projekt die Zusammenarbeit
basierend auf Cloud Computing und Hochleistungs-
zwischen akademischen und industriellen Partnern
rechnen. Die RISC Software GmbH ist dabei Teil eines
durch den Austausch von Personal gefördert werden.
internationalen Konsortiums, dem des Weiteren die
Das Projekt verbindet durch seinen interdisziplinären
Universität Malaga (Spanien), die Johannes Kepler
Zugang Life Sciences als Anwendungsbereich unter
64
Cloud Computings. Dies wird durch die geplante Verarbeitung von großen Datenmengen notwendig, die durch moderne Genomsequenzierungstechniken erzeugt werden. Diese stellt auch die Hauptmotivation für die Neuentwicklung von Applikationen aus diesem Bereich dar, da existierende Software-Werkzeuge nicht auf die Verarbeitung von vollständigen Genomen ausgelegt sind. Thematische Kernpunkte der geplanten Arbeit sind Vergleiche sowie Visualisierungen von umfangreichen Genomsequenzen bis hin zu vollständigen Genomen sowie von phylogenetischen Bäumen. Ein weiteres Ziel ist die benutzerfreundliche Aufbereitung der Ergebnisdaten durch Visualisierungtechniken für verschiedenste Endgeräte, wie Tablet-PCs oder Virtual Reality Umgebungen. Die eingesetzten Visualisierungstechniken umfassen beispielsweise Dotplots, bei denen Genomsequenzen durch paarweises Auftragen auf Diagrammachsen sowie Markieren von äquivalenten Teilsequenzen erstellt werden. Um diese Projektziele zu erreichen, wird eine Software-Lösung bestehend aus Cloud-Computing- und Hochleistungsrechenkomponenten, bioinformatischen Algorithmen, sowie Modulen für Datenzugriff und die Visualisierung auf verschiedensten
Abbildung: Dotplot Für die erfolgreiche Realisierung dieser Vorhaben bringt die RISC Software GmbH in enger Zusammenarbeit mit dem Forschungsinstitut RISC im speziellen ihre Kompetenz in den Bereichen symbolisches Rechnen sowie Cloud Computing ein und wird in enger Kollaboration mit dem Leibniz Rechenzentrum zur Entwicklung der Cloud-Computing- sowie Visualisierungskomponenten beitragen. Des Weiteren ist die RISC Software GmbH für die Öff entlich keitsarbeit im Rahmen des Mr.SymBioMath Projekts hauptverantwortlich. Als Vorarbeit für dieses Projekt wurde von der RISC Software GmbH ein auf dem Datenverarbeitungsframework Hadoop (http://hadoop.apache.org) basierendes Verfahren zum Vergleich von Genomsequenzen implementiert, um die technischen Möglichkeiten im Bezug auf Datenvorverarbeitung, Vergleichsverfahren sowie Visualisierungsmöglichkeiten auszuloten.
weiterer Folge zu komplexen Workfl ows zusammengesetzt werden.
Mag. Michael Krieger michael.krieger@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
Ausgabegeräten entwickelt. Diese Module können in
65
Advanced Computing Technologies
anderem mit Techniken der Bioinformatik sowie des
COLLIBRI Die nächste Generation der Datenanalyse.
Mit der rasant anwachsenden Zahl an Geräten, die
Diensten erzeugt werden und ist für verteilte Umgebung
mit dem Internet verbunden sind, wächst auch die
mit einer großen Menge an Rohdaten konstruiert. Die
Menge der erzeugten Daten. Diese werden dabei
verteilte Architektur von COLLIBRI ermöglicht die
von jedem Gerät und dessen Anwendern erzeugt,
rasche Verarbeitung und gezielte Analyse einzelner
unabhängig davon, ob es sich bei den Geräten um
Datenströme. Falls die erzeugten Datenmengen
Mobiltelefone, Industrieanlagen, Haushaltsgeräte oder
nicht mehr gespeichert werden können, ermöglicht
Fahrzeuge handelt. Im industriellen Umfeld können
COLLIBRI die Datenströme in Echtzeit zu filtern und
durch die gezielte Datensammlung mittels Sensoren
zu analysieren und nur gefilterte Daten oder auch nur
wichtige Informationen über die tatsächlichen Produk-
Ergebnisdaten zu speichern.
tionsabläufe gesammelt werden. Ebenso werden bei komplexen IT-Infrastrukturen Daten an unterschied-
COLLIBRI wurde als Teil des Forschungsprojekts
lichsten Punkten gesammelt um Informationen über
PIPES-vs-DAMS im Rahmen der Förderschiene „IKT
den Zustand der Infrastruktur zu gewinnen. Aber
der Zukunft“ der Österreichischen Forschungsförde-
auch Fahrzeuge können mittels anonymisierter Daten
rungsgesellschaft (FFG) in der RISC Software GmbH
Informationen über das Verkehrsaufkommen in unter-
entwickelt.
schiedlichsten Regionen liefern.
Bibliothek für die effiziente Sammlung und Analyse
DI Paul Heinzlreiter
großer Datenmengen entwickelt. COLLIBRI ver ar-
paul.heinzlreiter@risc-software.at
beitet die Datenströme, die von einzelnen Geräten und
www.risc-software.at
66
Kontakt
Mit COLLIBRI hat die RISC Software GmbH eine
Über die Korrektheit von Datenströmen.
Die rasche Verbreitung von Sensoren und Geräten,
einzelner Datenpakete sondern auch deren zeitliche
die über das Internet kommunizieren, stellt die elektro-
Abfolge analysiert werden. Diese Überprüfung ist auf
nische Datenverarbeitung vor immer größere Heraus
die Echtzeitverarbeitung von Datenströmen ausgelegt
forderungen. Neben der Speicherung und Verarbeitung
und wird daher äußerst effizient und mit möglichst
stellt eines der größten Probleme die Überprüfung der
geringem
Korrektheit der Daten dar. Insbesondere bei großen
hinaus kann auf Grund der formalen Beschreibungs-
Daten strömen ist es möglich, dass Pakete verloren
sprache auch eindeutig bewiesen werden, dass Daten-
gehen, repliziert werden oder von außen – von Dritten
ströme korrekt bzw. inkorrekt waren.
Speicherbedarf
durchgeführt.
Darüber
– eingefügt werden. LogicGuard
wird
im
gleichnamigen
Forschungs
Mit LogicGuard entwickelt die RISC Software GmbH,
projekt LogicGuard II im Rahmen der Förderschiene
gemeinsam mit dem RISC Institut der Johannes Kepler
„BRIDGE
Universität Linz und der Firma SecureGuard GmbH,
förderungsgesellschaft (FFG) der RISC Software
eine Möglichkeit zur automatischen Überprüfung von
GmbH entwickelt.
1“
der
Österreichischen
Forschungs
Datenströmen auf Korrektheit.
ströme in einer Sprache basierend auf Prädikatenlogik ist es dem LogicGuard möglich Abweichungen in Datenströmen zu erkennen und zu reagieren. Bei der Überprüfung können nicht nur die Eigenschaften
Bashar Ahmad, MSc bashar.ahmad@risc-software.at www.risc-software.at
Kontakt
Durch die Beschreibung der Eigenschaften der Daten-
67
Advanced Computing Technologies
LogicGuard
Research Unit Medical Informatics Hochspezialisierte Software fĂźr die moderne Medizin.
Entwicklung. Unsere Zielsetzung ist die Durchführung von anwen dungsorientierter Forschung im medizinischen Bereich. Gleichzeitig wird die intensive Nutzung, Pflege und der Ausbau des bereits bestehenden internationalen Forschungsnetzwerks
im
Medizin-Informatik-Be-
reich verfolgt. Projektergebnisse werden, gemeinsam mit Partnerinstitutionen, in Form von medizinisch Seit mittlerweile einem Jahrzehnt beschäftigt sich die Forschungsabteilung Medizin-Informatik sehr erfolgreich damit, komplexe wissenschaftliche Methoden verpackt in hochspezialisierter Software der modernen Medizin zugänglich zu machen. Die Stärke des in Hagenberg tätigen interdisziplinären Teams liegt in der
relevanten Lösungen zur Sicherung langfristiger Forschungsvorhaben verwertet. Die Ergebnisse dieser intensiven und kontinuierlichen Forschungsarbeiten fließen nicht nur in die Software ein, sondern werden auch
auf
internationalen
Fachkonferenzen
dem
Fachpublikum präsentiert.
Entwicklung international anerkannter Spezialsoftware. Die Kombination aus universitärer Forschung gepaart Ermöglicht wird dieser Erfolg durch ein starkes Netzwerk von heimischen und internationalen medizinischen Partnern, wie dem Krankenhaus der Barmherzigen Brüder Linz, dem Kepler Universitätsklinikum Med Campus III und Neuromed Campus. Aus einer Kooperation mit letzterer entstand eine Software zur Berechnung des zerebralen Blutflusses, welche aufgrund komplexer physikalischer Modelle einen
mit unternehmerischer Innovation und die Freude an neuen Herausforderungen machen die Abteilung zu einem erfolgreichen Kooperations- und Forschungspartner für nationale und internationale Projekte. Die Projekte der Abteilung Medizin-Informatik werden aus Mitteln des Strategischen Wirtschafts- und Forschungsprogrammes „Innovatives OÖ 2020“ vom Land OÖ gefördert.
Stärken der Forschungsabteilung: Modernste wissen-
Dr. Michael Giretzlehner
schaftliche Methoden aus Mathematik, Informatik und
michael.giretzlehner@risc-software.at
Biomechanik zur Lösung von medizinischen Problem-
www.risc-software.at
Kontakt
hohen Forschungsaufwand aufweist. Hier liegen die
stellungen anzuwenden. Die Einbringung von erfahrenen Mitarbeitern, Know-how und eines bestehenden internationalen Forschungsnetzwerks bieten eine breite 69
Medical Informatics
Basis für den Aufbau von nachhaltiger Forschung und
Einleitende Worte
Prof. Dr. med. Priglinger
Die Augenheilkunde hat in den letzten Jahrzehnten
Inzwischen konnte SEE-KID als computerunterstütztes
eine rasante Entwicklung durchgemacht. Neue Techno-
Lehr- und Lernmittel im In- und Ausland etabliert
logien haben verfeinerte Untersuchungsmethoden und
werden.
mikrochirurgische Techniken ermöglicht. Ein Teilbereich der Augenheilkunde, der sich mit Augenmotili-
Drei Jahrzehnte habe ich in Diplomarbeiten mit dem
tätsstörungen und Sehschwächen speziell bei Kindern
FAW Institut von Dr. Wagner, mit Dr. Spalt, in Projekten
beschäftigt, ist aber nach wie vor benachteiligt.
mit der Fachhochschule Hagenberg und zuletzt mit der RISC Software GmbH zusammengearbeitet. Wir
Daher war es mir von Anfang an wichtig in meinem
konnten so Verbesserungen in Diagnostik und Therapie
Verantwortungsbereich
von Sehstörungen erreichen.
gegenzusteuern.
Gerade
Augenmotilitätsstörungen und Sehschwächen müssen einer frühen Diagnostik und Behandlung zugeführt
Diese Tradition der Zusammenarbeit mit der Fachhoch-
werden.
schule Hagenberg wird in Diplomarbeiten und gemeinsamen Projekten betreffend Orbita und funktioneller
Das Softwaresystem SEE-KID versucht in diesem
Neuroanatomie des Gehirns fortgesetzt. DI Wolfgang
Bereich als unterstützendes Werkzeug eine experimen-
Freiseisen unterstützt und fördert die Weiterentwicklung
telle Plattform für die Simulation von Pathologien und
unserer Arbeit verständnisvoll, wofür ich ihm und dem
die Evaluierung von operativen Eingriffen anzubieten.
gesamten Aufsichtsrat ebenfalls danken möchte.
70
Medical Informatics
Einleitende Worte
OA Dr. med. Haller
Der Stand der Wissenschaften einer Zeit ist immer der
auch auf die Anpassung ist BurnCase bis heute
„zeitgemäße Irrtumsstandard“, der durch den Fortschritt
weltweit einzigartig. Die Verwendung des Systems
eingeholt wird. Die Vielzahl der Möglichkeiten führt
bringt dem Nutzer klare Vorteile: automatische
häufig zu einer Überforderung des Anwenders und
Verschlüsselung der Diagnosen und Operations-
stellt immer größere Anforderungen an die Verwend-
schritte, Auswertbarkeit, Abrufen von Berichten und die
barkeit von Software.
wirklich innovative Fotodokumentation. Know-how und innovative Lösungen für Probleme, an denen andere
Das Projekt BurnCase 3D hat mit einer Idee begonnen,
gescheitert sind, wissenschaftliche Kooperation und
die andere teilweise bereits zuvor hatten. Die dreidi-
Netzwerkbildung sowie die Integration in RISC und der
mensionale Darstellung des menschlichen Körpers als
persönliche Einsatz aller, am Projekt beteiligten, haben
Grundlage für Berechnungen von Oberflächenanteilen
BurnCase zum international anerkannten, erfolg-
im Rahmen der Verbrennungsdiagnostik war bereits
reichen Projekt gemacht, um das uns andere nunmehr
zuvor versucht worden, allerdings auf Grund techni-
beneiden.
scher und praktischer Schwierigkeiten nicht weiter verfolgt worden.
Um ein solches Projekt abwickeln zu können, braucht es eine solide Basis - Ideen alleine genügen nicht. Es
Die Entwickler von BurnCase haben diese Probleme
bedarf hervorragender Mitarbeiter, der Finanzierung,
mit moderner Grafiktechnologie überwunden. Die
der ressourcenteiligen Entwicklung, der Kooperation
Anpassung von Körpermodellen an den Patienten war
und der Bekenntnisse zu einem solchen Projekt. Mit
eine von vielen weiteren Aufgabenstellungen. Sowohl
all dem ist BurnCase in der RISC Software GmbH sehr
in Hinblick auf die dreidimensionale Darstellung als
gut aufgehoben! 71
Forschungsprojekt SEE-KID / CEVD Biomechanische Simulation von Augenfehlstellungen und Schieloperationen.
Die Forschungsinitiative SEE-KID / CEVD beschäftigt
eine dynamische Darstellung der Hirnnerven, die im
sich bereits seit mehr als 18 Jahren mit der computer
Bereich der Augenhöhle verlaufen. Die Modellierung
unterstützten Simulation von Augenfehlstellungen und
und Visualisierung der Nervenbahnen von den extrao-
deren operativer Korrektur. Ein wesentliches Ziel ist
kulären Augenmuskeln bis zum Gehirn kann darüber
dabei die Entwicklung des Softwaresystems SEE++ als
hinaus zur interaktiven Parametrierung der Innervati-
neuartiges Lehr- und Lernmittel, welches ein anschau-
onsverteilung verwendet werden, was die Simulation
liches Denken besonders bei komplexen funktionellen
von neuronalen Krankheitsbildern für den Anwender
Störungen unterstützt. Neben einem im Rahmen der
wesentlich erleichtert. Die zukünftigen Projektarbeiten
Projektarbeiten entwickelten biomechanischen Modell
werden sich auf die Weiterentwicklung des biome-
des menschlichen Auges bietet das Softwaresystem
chanischen Modells sowie auf die Simulation neuer
außerdem noch die Simulation eines dreidimensio-
Operationstechniken konzentrieren.
nalen „virtuellen Patienten“ zusammen mit einer realistischen Darstellung der Muskelform und -bewegung.
Seit 2010 wird außerdem an der Entwicklung einer
Dadurch wird eine interaktive Simulation von Fehlstel-
neuen Anwendung mit dem Namen AmblyoCare
lungen und Augenmuskeloperationen ermöglicht.
gearbeitet. AmblyoCare bietet für die klassischen Amblyopiebehandlungsmethoden
genormte
und
Um den Einsatz der Software in der Lehre und
variable Tests am Computer an, um zusätzliche
Ausbildung weiter zu verbessern, wurde die 3D-Dar-
Eigenschaften des Sehvorganges besser zu erfassen
stellung des virtuellen Patienten in den vergangenen
und damit Sehreste für den Alltag besser nutzbar zu
Jahren stetig erweitert. Die jüngsten Erweiterungen
machen. Die tägliche Arbeit mit dem Patienten wird
sind die Integration des Schädelknochens sowie
durch die Flexibilität der Software deutlich erleichtert.
72
Medical Informatics
Die praktische Anwendung von AmblyoCare in der Klinik wird in Österreich derzeit in der Amblyopiediagnose und -therapie und in der Sehfrühförderung evaluiert, wo es immer häufi ger konventionelle Hilfsmittel, wie z.B. die Nystagmustrommel oder Bilderkarten, ergänzt oder sogar ablöst. 2015 konnte außerdem die vollständige Portierung von AmblyoCare auf mobile Plattformen abgeschlossen werden, um eine noch fl exiblere, ambulante Anwendung zu ermöglichen. AmblyoCare ist nun somit für drei verschiedene Betriebssysteme (Windows, Android und iOS) verfügbar und deckt damit alle derzeitig gängigen
Abbildung: Kinderleichte Verwendung von AmblyoCare auf einem Tablet
Plattformen ab. Zukünftig wird es auch noch eine eigenständige Version von AmblyoCare für den Einsatz in Softwaresystem für Patienten stark zu vereinfachen und dadurch den Therapieaspekt der Anwendung weiter zu forcieren.
Abbildung: Vom mechanischen Modell zum hochentwickelten Computerprogramm SEE++
Manuel Perfl er, MSc info@see-kid.at www.see-kid.at
Kontakt
Download AmblyoCare App
der Heimanwendung geben, um den Umgang mit dem
73
Forschungsprojekt SEE-KID / CEVD - Partner Ohne unsere langjährigen und verlässlichen Kooperationspartner wären unsere Erfolge nicht möglich!
Danksagung: Speziell bedanken wollen wir uns bei Prof. Dr. Priglinger für seinen unermüdlichen Einsatz für das Projekt SEE-KID / CEVD. Außerdem danken wir Mag. Ausweger vom Krankenhaus der Barmherzigen Brüder Linz sowie Prim. Univ.-Prof. Dr. Priglinger jun., Prim. Univ.-Prof. Dr. Fellner und Dr. Brock vom Kepler Universitätsklinikum, Med Campus III für Ihre nachhaltige Unterstützung unserer Arbeiten. Schließlich danken wir noch Prim. Priv. Doz. Dr. Hörantner vom Krankenhaus der Barmherzigen Schwestern Ried sowie FH-Prof.in Scharinger, MBA der Fachhochschule Salzburg und Frau Hirmann, MBA der FH Campus Wien für die stets gute Zusammenarbeit. 74
Dynamische Visualisierung verschiedener Arten von Augenbewegungen.
Das SEE-KID Projekt ist auch über das Kulturhaupt-
bewegungen in Echtzeit und ermöglicht einen dreidi-
stadtjahr 2009 hinaus in der Ausstellung „Neue Bilder
mensionalen Blick ins Innere unseres komplexen
vom Menschen“ in der Main Gallery mit einer Instal-
Augenbewegungssystems.
lation vertreten. Ursprünglich war die SEE-KID Installation nur für 2009 Die SEE-KID Installation im Ars Electronica Center
geplant, wurde aber auf Grund des großen Erfolges und
stellt den Besucher in den Mittelpunkt und analysiert mit
der positiven Resonanz durch die Besucher verlängert.
Hilfe eines stationären Eye Trackers dessen Augenbe-
Damit bekommen die Besucher auch in Zukunft einen
wegungen. Verschiedene optische Reize werden über
Einblick in die verschiedenen Arten von Augenbewe-
einen Monitor dargestellt und lösen bei der Testperson
gungen und die Ergebnisse des Forschungsprojektes
Auf
SEE-KID. Derzeit wird außerdem an einer eigenen
einem zweiten, größeren Monitor sehen die anderen
Installation im neuen Deep Space 8K gearbeitet, mit
Besucher ebenfalls die dargebotenen visuellen Reize,
der Besucher in Zukunft das SEE-KID Augenmodell
sowie die Blickbewegungen der Testperson durch
erstmals interaktiv in einer Großprojektion von 16 mal
eine rote Linie eingezeichnet. Dadurch können die
9 Metern erleben werden können.
verschiedene
Augenbewegungs muster
aus.
verschiedenen Arten von Augenbewegungen des und Nystagmus) direkt beobachtet werden.
Manuel Perfler, MSc
Eine Großprojektion des biomechanischen Augen-
info@see-kid.at
modells SEE-KID simuliert die gemessenen Augen-
www.see-kid.at
Kontakt
Menschen (Fixationen, Sakkaden, Folgebewegungen
75
Medical Informatics
Ars Electronica SEE-KID Installation
Forschungsprojekt BURNCASE 3D Objektive Diagnose und Dokumentation auf virtuellen Patienten.
Ein Schwerpunkt der Abteilung für Medizin-Infor-
Das System kann unabhängig von Land und Institution
matik ist die Forschungstätigkeit im Bereich der
zur Unterstützung und Verbesserung der Dokumen-
objektiven Dokumentation auf Basis von virtuellen
tation
Patienten (dreidimensionale, an den realen Patienten
werden. Durch die Etablierung dieser Software in der
angepasste, Modelle).
Verbrennungsmedizin lässt sich eine große Menge an
von
Verbrennungsverletzungen
eingesetzt
wissenschaftlich auswertbaren Daten schaffen, die Initiiert wurde dieses Tätigkeitsfeld durch das Projekt
als Grundlage für Studien und zur Erstellung eines
BURNCASE 3D, mit dessen Hilfe die wissenschaftliche
weltweiten Expertensystems für die Verbrennungsbe-
Dokumentation von Schwerbrandverletzten optimiert
handlung von Nutzen ist.
wird. Die Bestimmung des Ausmaßes einer Verbrennungsverletzung durch den behandelnden Arzt ist
Die erzielten Ergebnisse in diesem Anwendungsfeld
großen Fehlern und individuellen Schwankungen unter-
haben die Vorteile von effizienter, objektiver Dokumen-
worfen. Durch die computergestützte, vollständige und
tation auf einem virtuellen Patienten aufgezeigt. Mittler-
objektive Dokumentation des Unfallherganges und der
weile werden diese Erkenntnisse und Methoden zum
gesamten Therapie wird die Basis für evidenzbasierte
Beispiel auch für die chronische Wunddokumentation
wissenschaftliche Auswertungen und Beurteilung der
genutzt. Auch in der chronischen Wundbehandlung ist
Verbrennungsbehandlung geschaffen. Durch automa-
eine Erfolgsbeurteilung aktueller Therapien nur anhand
tische Generierung von Auswertungen und Kodierungs-
einer chronologischen, strukturierten und objektiven
vorschlägen vereint der Einsatz von BURNCASE 3D
Wunddokumentation möglich.
eine erhebliche Qualitätssteigerung mit einer deutlichen
einer umfassenden Datensammlung für Studien und
Reduktion des Dokumentationsaufwands.
somit für die Schaffung einer wissenschaftlichen
76
Der Forderung nach
eines
medizinischen
Experten-
oder
Medical Informatics
Grundlage
Partner
Entscheidungsunterstützungssystems wurde bisher noch nicht ausreichend nachgekommen. Das Projekt QUTIS 3D soll diese strukturierte Dokumentation ermöglichen und somit wissenschaftlich auswertbare Daten schaff en. Zum Zwecke einer Konzentration der Forschungstätigkeiten auf diesem Gebiet wurde eine Kooperation mit dem Ludwig Boltzmann Institut für KlinischForensische Bildgebung geschlossen. Das Institut beschäftigt sich mit der Präsentation von klinischen und forensischen Daten vor Gericht, wofür eine Aufbereitung diverser Datenquellen wie Bildern und volumetrischen Bildgebungsmodalitäten (CT, MR) erforderlich ist. Ein entsprechendes Präsentationswerkzeug wird mit Hilfe der beidseitigen Erfahrungen auf diesem Gebiet entwickelt.
Danksagung: Einen besonderen Dank wollen wir Oberarzt Dr. Herbert Haller aussprechen, von Ihm stammt die Projektidee und ohne seine ausdauernde großartige Unterstützung von medizinischer Seite Abbildung: Verbrennungsdokumentation mittels
wäre ein derartiges Projekt nicht umsetzbar. Weiters
eines dem Patienten angepassten 3D Modells
gilt unser Dank allen Partnern die an der Formung
Dr. Michael Giretzlehner info@burncase.at www.burncase.at
Kontakt
der Software beteiligt waren.
77
Forschungsprojekt CALUMMA Ontologie-basierte Dateninfrastruktur für die medizinische Forschung.
Das Projekt CALUMMA entwickelte sich in den letzten
Zahlreiche Forschungsprojekte wurden mit Hilfe von
Jahren von einem generischen Datenerfassungs-
CALUMMA umgesetzt:
prototyp zu einem der Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte der Forschungsabteilung Medizin-
•
-Informatik.
OBIK LEIVMED ist das Ergebnis der Kooperation mit dem Bachelorstudiengang Prozessmanagement Gesundheit des Campus Steyr der FH
CALUMMA
Daten-Manage-
Oberösterreich. Das Ziel dieses Forschungspro-
ment-System und unterstützt den Benutzer aktiv
jekts ist ein komparatives Benchmarking, welches
von
Datenin-
die Planung und Disposition von chirurgischen
Verarbeitung
Eingriff en aus mehreren Krankenhäusern unter-
der
tegration und
ist
ein
innovatives
Datenmodellierung und
-validierung
Auswertung.
Ohne
über bis
zur
die
IT-Fachkenntnisse
zu
stützt und optimiert.
benötigen, kann man mittels CALUMMA die Vision eines
maßgeschneiderten
Daten-Management
•
Das ANEURYSMEN Register entstand in lang-
Systems für die medizinische Forschung realisieren.
fristiger Kooperation mit dem Neuromed Campus
Mit wenigen Klicks bauen die Forscher die benötigten
des Kepler Universitätsklinikums. Dabei wurden
Datenstrukturen auf.
heterogene
medizinische
Daten
gesammelt,
die neben der Patientenerfassung auch diverse Das gesamte System passt sich in Echtzeit an die
Aneurysmendaten der Patienten sowie Infor-
Strukturvorgaben an. Anforderungsänderungen sind
mationen zu den laufenden Behandlungen und
auf Grund dieser Flexibilität unkompliziert und jederzeit
Verlaufskontrollen umfassen. Die Zusammen-
durchführbar.
arbeit ermöglichte im Rahmen dieses Forschungs-
78
Medical Informatics
projekts, aufbauend auf die strukturierte Datenerfassung sowie Sicherung der Anonymität der gespeicherten Daten, die Entwicklung einer in CALUMMA
integrierten
Visualisierungskompo-
nente zur einfachen Visualisierung und Auswertung der Daten. Gemeinsam mit den Projektpartnern Johannes Kepler Universität Linz und der Onkologie/ Hämatologie Abteilung des Kepler Universitätsklinikum Med Campus III wird seit Ende 2015 am aktuellen Forschungsprojekt TourGuide gearbeitet.
Abbildung: Intuitive visuelle Datenexploration in
Die Intention dieses Projekts liegt in der Erstellung
CALUMMA
einer interaktiven Forschungsplattform, welche im Bereich der Tumortherapie unterstützt. Ähnlich einem Navigationssystem wird der Benutzer durch die Datenanalyse geführt. Das System beschleunigt dabei den Analyseprozess durch
Video: https://youtu.be/OC-ItH5W8bo
weitere Informationen
medizinische Forscher in der Wissenserlangung
Vorschlagen passender Methoden sowie potentiell interessanter Zusammenhänge.
Dr. Dominic Girardi, MSc calumma@risc-software.at www.calumma.at
Kontakt
•
79
Forschungsprojekt MEDVIS 3D Blutflusssimulation im Gehirn auf Basis medizinischer Bilddaten.
Das Ziel des Forschungsprojekts MEDVIS 3D, das
(FEM) kann der Blutfluss im Gehirn simuliert werden.
gemeinsam mit der damaligen Landesnervenklinik
Die
Wagner Jauregg und dem Kepler Universitätsklinikum
werden mittels Algebraic MultiGrid Verfahren (AMG),
entwickelt wird, ist ein universelles Softwarewerkzeug
High Performance Computing (HPC) und GPU
zur einfachen und schnellen Rekonstruktion von
Programmierung hardwarebeschleunigt berechnet. Je
Aneurysmen aus medizinischen Bilddaten (MR, CT,
nach Komplexität der Gefäßstruktur dauert ein Simula-
etc.). Basierend auf den Schichtdaten dieser bild-
tionszyklus von wenigen Minuten bis einige Stunden.
gebenden Verfahren kann die Software das aufge-
Die Simulation kann Geschwindigkeits- und Druck-
nommene Volumen dreidimensional rekonstruieren
felder sowie Oberflächenspannungen an den Gefäß-
und direkt visualisieren. Das System erkennt Areale,
wänden berechnen und auch die Ausdehnung der
in denen eine krankhafte Ausdehnung der Gefäßwand
Gefäße durch den Herzschlag berücksichtigen. Damit
(Aneurysma) erkannt wird und kann verschiedene
können das Risiko für eine Hirnblutung sowie adäquate
Maßzahlen wie Durchmesser, Volumen und Schnitt-
Therapiemaßnahmen ermittelt werden.
flächen berechnen. Dies kann in Echtzeit durch direkte
mit Ärzten wird das System im klinischen Einsatz
Interaktion vom Arzt weiter verfeinert werden. Dadurch
evaluiert und die ermittelten Ergebnisse in einer
wird die Diagnose unterstützt, sowie eine qualitative
zentralen Datenbank abgelegt. Dadurch sollen die
Bewertung des Therapiefortschritts ermöglicht.
mechanischen Prozesse bei der Entstehung und dem
aufwendigen
numerischen
Lösungsverfahren
Gemeinsam
Wachstum von Aneurysmen weiter erforscht werden. Die rekonstruierten 3D Geometriedaten können auf Knopfdruck in ein Computersimulationsmodell inte-
Die Software wird von der Forschungsabteilung Medizin-
griert werden. Mittels der Finiten Elemente Methode
Informatik der RISC Software GmbH in Zusammen
80
Medical Informatics
arbeit mit den beiden führenden oberösterreichischen Zentren, der Landesnervenklinik Wagner Jauregg der GESPAG entwickelt und im klinischen Einsatz evaluiert und weiterentwickelt. Das Forschungsprojekt wird mit Mitteln des Landes Oberösterreich, der GESPAG sowie aus Fördermitteln der FFG fi nanziert. Eine klinisch einsetzbare Version von MEDVIS 3D ist seit 2013 verfügbar und steht auf der Webseite zum Download bereit. Seit 2016 wird gemeinsam mit dem
Abbildung: Gehirnaneurysma mit Ergebnissen der
zentralen Radiologieinstitut des Kepler Universitäts-
Blutfl usssimulation
klinikums und der Mattes Medical Imaging GmbH an einem Vorhersagemodell für Komplikationen nach endovaskulärer Versorgung von Aortenaneurysmen (EVAR) gearbeitet. Auf Basis von demographischen und geometrischen Daten sowie den errechneten Blutströmungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten vor und Komplikationen (Endo Leaks) getroff en werden. Das
DI Dr. Stefan Thumfart
Projekt mit dem Titel EndoPredictor wird im Rahmen
info@medvis3d.at
des FFG Programms „Innovatives OÖ 2020“ gefördert.
www.medvis3d.at
Kontakt
nach dem Eingriff soll eine Vorhersage von typischen
Abbildung: MEDVIS 3D erlaubt virtuelle Messungen an Gehirngefäßen
81
Forschungsprojekt VIRTUAL ANEURYSM Haptische Simulation von Neurochirurgischen Interventionen.
Störungen der Blutzirkulation im Gehirn (Schlaganfall
griffen in verschiedenen virtuellen Szenarien. Das
und Gehirnblutungen) zählen zu den häufigsten Todes-
System ist mit zwei haptischen Eingabegeräten mit
ursachen in den westlichen Industrieländern. Intra-
Force-Feedback sowie einem stereoskopischen Display
kranielle Aneurysmen, eine der Hauptursachen von
ausgestattet. Mehrere Aneurysmen-Geometrien mit
Blutungen, werden mit zwei grundsätzlich verschie-
unterschiedlichem
denen Strategien behandelt: Bei der minimal-invasiven
Auswahl, und der Benutzer kann aus einer Liste von
Methode, genannt Coiling, wird das Aneurysma über
über 50 3D-modellierten Clips unterschiedlicher Größe
einen Katheter mit einer Drahtspule aufgefüllt, während
und Form wählen.
Schwierigkeitsgrad
stehen
zur
bei der herkömmlichen neurochirurgischen Methode (Clipping) der Schädel geöffnet wird und ein oder
Zu Beginn des Trainings übt der Benutzer die richtige
mehrere Titan-Clips auf die Arterie gesetzt werden, die
Kopflagerung sowie die optimale Positionierung der
das Aneurysma vom Blutkreislauf abklemmen sollen.
Kraniotomie für den jeweiligen Fall. Während der
Da das endovaskuläre Verfahren für einfache Typen von
eigentlichen Clipping-Operation detektiert der Simulator
Aneurysmen immer häufiger eingesetzt wird, bleiben
laufend Kollisionen zwischen Instrumenten und Gewebe
nur noch komplexe Aneurysmen für das Clipping übrig.
und reagiert darauf. Die realistische Verformung der
Für angehende Neurochirurgen wird es somit immer
Blutgefäße wird in Echtzeit mit einem speziell optimierten
schwieriger, einfache Situationen vorzufinden, an denen
Finite-Elemente-Verfahren auf der GPU berechnet und
sie die notwendige Expertise für komplexe Fälle entwi-
visualisiert. Die resultierenden Kräfte werden an die
ckeln können. Der Operations-Simulator VIRTUAL
haptischen Geräte gesendet, sodass der Trainierende
ANEURYSM der RISC Software GmbH soll hier Abhilfe
den Widerstand des Gewebes spüren kann. Montiert
schaffen. Er ermöglicht das Training von Clipping-Ein-
an einem der Geräte befindet sich eine Clipping-Zange
82
Medical Informatics
mit einem Sensor zur Messung des Öff nungswinkels, der in Echtzeit an den Simulator übertragen wird. Je nach gewähltem Schwierigkeitsgrad kann es auch zu einer Ruptur kommen, und der Operateur muss dann innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne die Blutung stoppen und das geplatzte Aneurysma versorgen. Nach Ende des Trainings kann der Benutzer sein Ergebnis aus allen Blickwinkeln betrachten. Um eine objektive Bewertung des Trainings zu erreichen, wird der Blutfl uss durch die Arterie mit abgeklemmtem Aneurysma berechnet. Dadurch kann unter anderem die induzierte Stenose sowie der Restfl uss ins Aneurysma abgeschätzt werden, was in ein abschließendes Bewertungsschema einfl ießt. Sämtliche Daten eines Trainings
Abbildung: Virtuelle Clipping Operation mit 3D Ansicht und haptischem Feedback 838519) gefördert. Partner sind die Landesnervenklinik Wagner Jauregg (WJ), das AKH Linz und der deutsche
werden pro Benutzer gespeichert und können jederzeit
Medizintechnikhersteller
visualisiert und miteinander verglichen werden.
führer für handgehaltene chirurgische Instrumente. Der
Aesculap
AG,
Weltmarkt-
Prototyp des Simulators befi ndet sich in einer Testphase Dieses Projekt wurde vom Land Oberösterreich sowie
im WJ und soll in den nächsten Jahren gemeinsam
der FFG im Rahmen des BRIDGE Programms (Projekt
mit der kanadischen Firma OSSim Technologies in ein
der virtuellen Operationsinstrumente
kommerzielles Produkt weiterentwickelt und weltweit vertrieben werden. DI Dr. Stefan Thumfart info@medvis3d.at www.medvis3d.at
Kontakt
Abbildung: 3D Darstellung der Gehirngefäße und
83
Kooperationspartner Ohne unsere langjährigen und verlässlichen Kooperationspartner wären unsere Erfolge nicht möglich!
RISC Institut HEAL HEURISTIC AND EVOLUTIONARY ALGORITHMS LABOR ATORY
PLM
84
Institut für Produktionsund Logistikmanagement
85
Kooperationspartner Ohne unsere langjährigen und verlässlichen Kooperationspartner wären unsere Erfolge nicht möglich!
86
87
was auch immer Danksagung von DI Wolfgang Freiseisen Ohne unsere langjährigen und verlässlichen Kooperationspartner wären unsere Erfolge nicht möglich!
An erster Stelle sei hier allen Kolleginnen und
bedanken wir uns bei den Freunden vom Logistikum,
Kollegen der RISC Software GmbH gedankt, für
vom FAW, sowie von der FiveIT Hagenberg und auch
ihren persönlichen, engagierten, unermüdlichen und
bei den vielen anderen Partnern und Freunden, die
umsichtigen Einsatz bei der Umsetzung unserer
wir hier aus Platzgründen leider nicht alle aufzählen
Projekte und Aufträge. Ohne diesen hoch motivierten
können.
Einsatz könnten wir in diesem Jahresbericht und auch zukünftig nicht von so vielen erfolgreichen und
Ein ganz großes Dankeschön gebührt unserem Mentor,
spannenden Projekten berichten.
dem Gründer und Förderer der RISC Software GmbH, Univ. Prof. Dr. hc. mult. Bruno Buchberger, der nicht
Ebenfalls an vorderster Stelle gebührt allen Kunden
nur in vielen Dingen ein großes Vorbild ist, sondern
und Geschäftspartnern ein großes und herzliches
auch laufend neue innovative Themen initiiert und mit
Dankeschön
uns gemeinsam in die Umsetzung bringt.
für
die
ausnahmslos
sehr
gute,
konstruktive und wertschätzende Zusammenarbeit. Mit vielen Kunden und Geschäftspartnern verbindet uns
Ebenfalls ein großes Dankeschön auch an den
eine langjährige und für beide Seiten sehr fruchtbare
Aufsichtsrat der RISC Software GmbH, an die
Kooperation.
Vorsitzende Dr.in Barbara Romauer und an die
Unseren Partnern aus allen Bereichen der Forschung
Aufsichtsratsmitglieder
und Wirtschaft gebührt für die spannende, gegenseitig
Paule (Vorstand des RISC Institutes) und DI Dr.
fordernde, aber immer friktionsfreie Zusammenarbeit
Wilfried Enzenhofer MBA (Geschäftsführer UAR),
ein herzliches Dankeschön. Hier ist an vorderster Stelle
sowie an Hrn. Mag. Wolfgang Resch, der das
natürlich das RISC Institut mit dem Institutsvorstand
Beteiligungsmanagement der JKU sehr professionell
Univ. Prof. Dr. Peter Paule zu nennen. Weiters
und konstruktiv leitet.
88
Univ.-Prof.
Dr.
Peter
Impressum
Softwarepark 35
Für den Inhalt verantwortlich:
4232 Hagenberg
DI Wolfgang Freiseisen
Österreich Tel.: +43 7236 3343-234
Konzept, Gestaltung:
Fax: +43 7236 3343-250
Mag. Cornelia Staub
offi ce@risc-software.at Version 6.0.1 Stand 21.03.2017
www.risc-software.at
Bildnachweis: RISC Software GmbH, iStock.com, Fotolia (Titelbild, S. 39), Softwarepark Hagenberg (2, 5, 6, 7, 88, 89), RISC Institut (6, 63), JKU (8, 9), UAR GmbH (9), freeimages.com (14), Hödlmayr International AG (16), Magna Logistics Europe (21), Müller Transporte (22, 23), LGV-Frischgemüse (23), DS Automotion (26, 27), Borbet Austria (29, 30, 31), Pfeiff er Handelsgruppe (32, 33), TRUMPF GmbH + CO. KG (36, 37), Airbus Defence & Space (41, 42, 43, 48, 49), WFL Millturn Technologies (44, 45, 46), PRACE aisbl (50, 51), Unsplash (58.59), RedCognition (60, 61), CERN (62)
89