Inzwischen können viele kosten- und materialintensive Experimente durch Simulationen ersetzt werden. Insbesondere kleineren und mittleren Unternehmen (KMU) helfen dabei möglichst flexible Werkzeuge bei der Vorbereitung und Durchführung solcher Simulationsstudien. Genau an solchen Werkzeugen arbeitet das Team von Prof. Dr.-Ing. Jan Conrad der Hochschule Kaiserslautern im Rahmen des Verbundvorhabens Offenen Digitalisierungsallianz Pfalz.

Wird Software entwickelt, die komplexe und variable Probleme lösen soll, ist oft ein hohes Maß an Flexibilität nötig. Oft geht das mit der Notwendigkeit einher, den Nutzerinnen und Nutzern zu ermöglichen, der Software eigene Lösungen hinzuzufügen (User Generated Content, UGC). So lassen sich Anforderungen einer Problemstellung andressieren, die für die Software sonst zu spezifisch wären oder vom Entwicklerteam schlicht nicht berücksichtigt wurden.
Für die Erstellung interaktiver 3D-Anwendungen (Visualisierungen, Simulationen…) in unterschiedlichen Anwendungsbereichen stehen heute umfangreiche Entwicklungsumgebungen bereit, die sich aus sog. Spiele-Engines der Computerspiel-Branche entwickelt haben (z.B. Unity oder Unreal). Diese Engines sind schon seit Jahren etablierte Entwicklungsumgebungen, die viele grundlegende Funktionalitäten bereits anbieten und ihren Nutzern einen verhältnismäßig schnellen Einstieg ermöglichen.

Speziell innerhalb der Unreal Engine haben sich Lösungen für das Modifizieren der ursprünglichen Software etabliert, diese bringen aber zwei wesentliche Einschränkungen mit sich:

• Die eigene Software inklusiver aller Bestandteile muss quelloffen zur Verfügung gestellt werden. Nicht immer, insbesondere im Unternehmenskontext, möchte man jedoch diesen Schritt gehen.
• Die Werkzeuge der Unreal Engine werden verwendet. Diese sind für eigentliche Problemlösungen außerhalb des Kontexts Spiele-Entwicklung allerdings hinderlich, denn sie erschweren die Verwendung der Software erheblich.

“Eine Alternative, die wir im Kontext des Innovationsbereichs Produkte der Offenen Digitalisierungsallianz Pfalz verfolgen, ist die Erstellung eines eigenen Werkzeugkoffers, wobei uns insbesondere die Umsetzung der Steuereinheit interessiert. Dazu teilen wir die Implementierung der Software in Funktionskomponenten und Steuerung auf: Zentrale Komponenten werden wie gehabt innerhalb der Software implementiert und müssen dadurch nicht quelloffen ausgeliefert werden. Die Steuerung dieser Komponenten und die Abläufe der Software werden jedoch mithilfe einer Skriptsprache realisiert, die auch den Nutzerinnen und Nutzern über die Entwicklungsumgebung zur Verfügung steht. Dafür können wir neue und umfassende Schnittstellen bereitstellen und die gesamte Steuerung der Entwicklung besser modularisieren. Auf diese Weise verteilt sich die Lösung des Gesamtproblems nicht nur auf die ausgelieferte Software, sondern auch auf kontinuierlich nachlieferbare Skript-Module, sowie nutzererstellte Module und Szenarios”, erklärt Arthur Barz, M.Sc.

Prof. Dr.-Ing. Jan Conrad fügt hinzu: “In unserem Simulationslabor am Standort Zweibrücken der Hochschule Kaiserslautern demonstrieren wir dieses variable Konzept am Beispiel unseres Fahrsimulators K3F.  Das Erleben und Ausprobieren unseres Software-Frameworks verdeutlicht dabei zusätzlich, dass der Einsatz und die Erstellung realitätsnaher Simulationsstudien eine Alternative zu kosten- und materialintensiven Experimenten auch außerhalb der Fahrzeugindustrie ist. Und dies auch dann, wenn interessierte Unternehmen selbst keine umfassende Expertise in Bereichen wie z.B. Computergrafik haben.”