RISC Unternehmensbericht Edition 6.0 Deutsch

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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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Kooperationspartner Ohne unsere langjährigen und verlässlichen Kooperationspartner wären unsere Erfolge nicht möglich!

RISC Institut HEAL HEURISTIC AND EVOLUTIONARY ALGORITHMS LABOR ATORY

PLM

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Institut für Produktionsund Logistikmanagement

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Kooperationspartner Ohne unsere langjährigen und verlässlichen Kooperationspartner wären unsere Erfolge nicht möglich!

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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.

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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)

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