Ausführung einer Modellreduktion für Simulationen auf Basis der Workflow-Technologie

Abstract

Bei der Durchführung wissenschaftlicher Computersimulationen wird immer häufiger Workflowtechnologie eingesetzt, was die Begriffe Scientific Workflow und Simulationsworkflow geprägt hat. Vorteile der Workflow-Technologie sind u.a. die Automatisierbarkeit der Simulationsprozesse und die Wiederverwendbarkeit der genutzten Komponenten. Teilweise können erprobte Werkzeuge und Technologie aus dem Bereich der Business Workflows auch im wissenschaftlichen Bereich eingesetzt werden. Von besonderem Interesse ist hier die Workflowsprache BPEL, die in der Geschäfts-IT große Verbreitung gefunden hat. Da die Aktivitäten eines BPEL-Workflows in der Regel als Webservices implementiert werden, kann der Workflow auf Ressourcen zugreifen, die über große, heterogene Netzwerke verteilt sind. In dieser Studienarbeit wird untersucht, wie die Workflowtechnologie zur automatisierten Ausführung der Modellreduktion eines elastischen Mehrkörpersystems verwendet werden kann. Die Modellreduktion ist eine Vorstufe zur Simulation eines mathematischen Modells und dient dazu, die Zahl der Freiheitsgrade des Simulationsmodells zu reduzieren und dabei das Verhalten des Originalsystems möglichst gut zu approximieren. Durch die verminderte Modelldimension kann die Komplexität der nachgelagerten Simulation gesenkt und ihre Ausführungsgeschwindigkeit erhöht werden. Zuerst wird erörtert, welche Operationen zur Ausführung einer Modellreduktion notwendig sind. Aus diesen Schritten wird ein Prozessmodell zusammengesetzt und unter Verwendung von BPMN-Diagrammen dargestellt. Ausgehend von diesem Prozessmodell werden anschließend ausführbare BPEL-Workflows zur Durchführung der Modellreduktion entwickelt. Da wesentliche Workflowschritte unter Verwendung von Matlab ausgeführt werden, wird in dieser Arbeit auch untersucht, wie Matlab-Operationen als Webservice bereitgestellt und an einen BPEL-Workflow angebunden werden können.