Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI

PackAssistant: Kleinstmögliche Zwischenräume sorgen für größtmögliche Einsparungen

Fri, 30 Mar 2012 14:14:00 +0200

Packungslösung mit PackAssistant © Fraunhofer SCAI Sankt Augustin. Unternehmen weltweit nutzen die Software PackAssistant zur optimierten Verpackung gleicher Bauteile in Behälter. Die vom Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI entwickelte Software bietet Verpackungsplanern eine schnelle, intuitive Lösung. Das Ergebnis sind hohe Packdichten mit kleinstmöglichen Zwischenräumen. Mehr Bauteile pro Behälter – das spart Kosten für den Transport ebenso wie für die Lagerung. Zur Hannover Messe vom 23. bis 27. April präsentiert das Fraunhofer SCAI eine neue Version des PackAssistant, die jetzt auch das in vielen Bereichen der Industrie verbreitete Datenformat JT (*.jt) für 3D-Daten unterstützt. Die Software vermag JT-Dateien nun zu importieren und zu exportieren. Selbstverständlich können Bauteile auch weiterhin in den Datenformaten STL (*.stl), STEP (*.stp) und VRML (*.wrl) eingelesen werden. Packungsplaner importieren die Ergebnisse von PackAssistant direkt in Ihre CAD-Systeme und konstruieren anhand dieser Daten die optimalen Packungslösungen. Da sich die Software bereits während der Konstruktion einer Baugruppe im CAD-System einsetzen lässt, werden Transport und Lagerung frühzeitig geplant. Zeitaufwändiges Herumprobieren mit Musterteilen und nicht immer optimalen Ergebnissen gehört damit der Vergangenheit an. Besuchen Sie das Fraunhofer SCAI auf der Hannover Messe in Halle 7, Stand B10!
Weitere Informationen unter www.packassistant.de Ansprechpartner für den Vertrieb:
Thorsten Bathelt, scapos AG, Sankt Augustin
Telefon: 02241-14-2819,
thorsten.bathelt@scapos.com Ansprechpartner für die Presse:
Michael Krapp, Fraunhofer SCAI
Telefon: 02241-14-2935,
michael.krapp@scai.fraunhofer.de

Simulationssoftware optimiert Netze

Fri, 30 Mar 2012 14:09:00 +0200

Mit der Fraunhofer-Software können Netzbetreiber komplexe Gas-, Wasser und Stromnetze schon in der Planungsphase simulieren und optimieren. © Fotolia

Fast jeden Winter sorgen Nachrichten über reduzierte Gaslieferungen aus Sibirien nach Europa für Schlagzeilen. Sieht man von politischen Gründen für eine Verknappung einmal ab, ist der Betrieb von Pipelines in strengen Wintern eine echte Herausforderung. Denn kühlt das Gas in den Rohren zu stark ab, verflüssigt es sich und kann nicht mehr so schnell strömen. Um die Temperatur des Gases immer in einem bestimmten Bereich zu halten, bedarf es eines komplexen Systems aus Verdichtern, Vorwärmern, Kühlern und anderen Elementen. Die Netzbetreiber überwachen den Zustand ihrer Leitungen permanent und planen Reaktionen auf mögliche Temperatur- und Druckänderungen im Voraus.

Bei Betrieb und Planung solch komplexer Netze hilft die neue Simulationssoftware des Fraunhofer-Instituts für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI namens MYNTS (Multiphysical Network Simulation Framework), die gemeinsam mit der Gruppe um Mathematikprofessorin Dr. Caren Tischendorf von der Universität Köln entwickelt wurde. Das Programm modelliert die Transportnetze als System von Algebro-Differentialgleichungen. So lassen sich die Netze durch numerische Simulation flexibel analysieren und besser planen. Vor allem zeigt sich bei der Simulation sofort, wie sich Änderungen verschiedener Faktoren auswirken. So kann mit MYNTS beispielsweise berechnet werden, wie Temperaturschwankungen die Durchflussmengen verändern und wie der Ausfall von Teilnetzen die übrigen Netzkomponenten beeinflusst.

Flexible Planung von Gas-, Strom- und Wassernetzen

Interessant ist die Software auch für Smart Grids, deren Ausbau die Bundesregierung in den nächsten Jahren fördert. Denn die intelligente Vernetzung und Steuerung von Stromerzeugern, Speichern, elektrischen Verbrauchern und Netzbetriebsmitteln in Versorgungsnetzen zählen zu den größten wirtschaftlichen und umwelttechnischen Herausforderungen.

Ein Beispiel: Würde man Großabnehmer besser steuern und die Stromabgabe zeitlich anpassen, könnten Verbrauchsspitzen gekappt und der Verbrauch an elektrischer Energie dem Angebot angeglichen werden. Zu solchen Großabnehmern gehören etwa Wasserversorger. Eine Studie zeigt, dass in Industrieländern rund drei Prozent der insgesamt verbrauchten elektrischen Energie für die Wasserversorgung – insbesondere für Pumpen – verwendet wird. Eine schlaue Steuerung der Netze hätte also großes wirtschaftliches Potenzial: Bereits kleine prozentuale Einsparungen leisten einen großen Beitrag zugunsten der Umwelt.

Den erfolgreichen Einsatz von MYNTS konnten Clees und ihr Team bereits in mehreren Forschungsprojekten unter Beweis stellen, nun starten die ersten Projekte. Derzeit laufen Verhandlungen mit Firmen verschiedener Branchen über eine Lizenzierung der Software.

Fraunhofer-Software Tremolo-X zur Simulation von Molekulardynamik läuft effizient auf dem Supercomputer JUGENE in Jülich

Thu, 01 Mar 2012 15:11:00 +0100

Sankt Augustin. / Jülich. Tremolo-X, ein Softwarepaket zur numerischen Simulation von Molekulardynamik, kann jetzt auch auf dem Supercomputer JUGENE am Forschungszentrum Jülich eingesetzt werden. Die Software wird vom Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI in Zusammenarbeit mit dem Institut für Numerische Simulation (INS) der Universität Bonn entwickelt.

Tremolo-X simuliert die Wechselwirkungen zwischen Atomen und Molekülen und veranschaulicht die Eigenschaften von Werkstoffen auf der Nanoskala – eine Voraussetzung für den Entwurf neuer Materialien, insbesondere von Nanokompositen. Das sind Materialien bei denen Nanopartikel (typische Größenordnung: 1 bis 100 Nanometer) als Füllstoff in eine Matrix (etwa eine Polymermatrix) eingebunden sind.

Die Simulationsrechnungen benötigen jedoch enorme Rechenleistungen. JUGENE schafft zwar eine Billiarde (10¹⁵) Rechenoperationen pro Sekunde (1 Petaflop pro Sekunde), doch um das Potenzial des Parallelrechners effizient auszuschöpfen, musste Tremolo-X angepasst werden. Auf Rechnerarchitekturen mit einer großen Zahl von Prozessoren ist eine optimale Lastbalancierung und minimale Kommunikation sehr wichtig. Denn sie entscheidet darüber, ob die numerische Simulation effizient durchgeführt werden kann. Kleine Imbalancen führen zu großen Effizienzverlusten.

»Wir organisieren die Verteilung der berechneten Nanopartikel dynamisch und erreichen so in jedem Rechenschritt in Tremolo-X eine hervorragende Lastbalance und minimalen Kommunikationsaufwand zwischen den Prozessoren«, erklärt Dr. Jan Hamaekers, Leiter der Abteilung »Virtual Material Design« am SCAI.

Bisherige Simulationen betrachteten meistens nur ein System aus genau einem Nanopartikel ,beispielsweise einer Kohlenstoff-Nanoröhre in einer Matrix. Mit den jetzt erreichbaren Größenordnungen können mehr als 10¹⁰ Partikel berechnet werden. Dies entspricht – je nach betrachtetem Material – einem Würfel von bis zu 1 Mikrometer Kantenlänge. Für die Zeitdiskretisierung wird hierbei eine Zeitschrittweite von einer Femtosekunde (10^-15 Sekunden) verwendet.

Die extrem leistungsfähige Hardware und die darauf optimierte Software bringen wesentliche Vorteile: Nun lassen sich in einer Matrix verteilte Nanopartikel effizient simulieren. Dabei wird jetzt ebenfalls die Wechselwirkung zwischen Nanopartikeln atomistisch mit einbezogen. Dies ist für die Eigenschaften der Nanokomposite von großer Bedeutung.

Weiterführende numerische Simulationen auf der Nano- und Mikroskala dienen hier dazu charakteristische Materialkenngrößen zu berechnen, die dann zur Modellierung eines Nanomaterials auf der makroskopischen Skala verwendet werden können. Viele wichtige makroskopische Eigenschaften eines Materials beruhen nämlich auch auf Effekten der Nanoskala.

Typische Beispiele für Nanokomposite sind außer Kohlenstoff-Nanoröhren auch Graphen-basierte Polymer- oder Keramik-Komposite. Ein Anwendungsziel sind Nanoverbundwerkstoffe mit besseren mechanischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften, bei denen sich die Eigenschaften der Nanopartikel auf den gewünschten Verbundwerkstoff übertragen. Dies spielt eine große Rolle in der Energie- und Umwelttechnik (Batterien, Brennstoffzellen, Wasserstoffspeicher), Elektronik (Kühlung, Transistoren, Feldemitter-Bildschirme) und der Leichtbauweise (Verbundwerkstoffe, Beton).

Die Schwerpunkte der Forschungs- und Entwicklungsarbeit der Abteilung »Virtual Material Design« des Fraunhofer SCAI liegen auf:

Multiskalen-Modellierung und Numerischer Simulation in der Materialwissenschaft und Nanotechnologie

Hochleistungsrechnen in Quantenmechanik, Moleküldynamik und Kontinuumsmechanik

Weitere Informationen:
www.tremolo-x.com
www.scai.fraunhofer.de
http://www.fz-juelich.de/portal/DE/Forschung/Informationstechnologie/Supercomputer/JUGENE.html

Ansprechpartner:
Dr. Jan Hamaekers
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI Abteilungsleiter Virtual Material Design
Schloss Birlinghoven
53754 Sankt Augustin

Telefon +49 2241 14-2463, Telefax +49 2241 144-2463
tremolo-x@scai.fraunhofer.de

Dritte Fraunhofer-Talent-School: Forschen wie die Großen

Wed, 26 Oct 2011 14:39:00 +0200

Zum dritten Mal konnten ausgewählte Talente aus der Region Bonn-Rhein-Sieg das wissenschaftliche Arbeiten auf dem Gebiet der Mathematik und Informatik hautnah erleben. In der Fraunhofer-Talent-School forschten 29 Schülerinnen und Schüler drei Tage zusammen mit Wissenschaftlern des Fraunhofer-Institutszentrums Schloss Birlinghoven. Wie viel Mathe steckt in MP3? Und was haben die Infektionskrankheiten Cholera und Ruhr gemeinsam? Diesen und vielen anderen Fragen konnten 29 Schülerinnen und Schüler zusammen mit Forschern des Fraunhofer-Institutszentrums Schloss Birlinghoven nachgehen. Ausgewählt aus rund 100 Bewerbern erhielten die Nachwuchswissenschaftler vom 24. bis 26. Oktober 2011 in drei Workshops exklusive Einblicke in die Welt der Forschung bei Fraunhofer. Auf der Abschlussveranstaltung am Mittwoch, den 26. Oktober 2011, präsentierten die Jugendlichen ihre Forschungsergebnisse im Festsaal des Birlinghovener Schlosses. Unter dem Motto "Mathematik für die Praxis" lernten die Jugendlichen mathematische Lösungsverfahren kennen, die sie teilweise selbst entwickeln und anschließend praktisch anwenden konnten. Unter anderen wurden das Entstehen von Staus untersucht und Gleichungen zur Wettervorhersage gelöst. Im Workshop "Der vollautomatische Botschafter" konstruierten und programmierten die Teilnehmenden kleine Roboter, die selbstständig Botendienste erledigen und dabei ihre Umgebung mit Sensoren untersuchten. Im Kurs "The Social Network of Human Diseases" wurde verborgenen Zusammenhängen von Krankheiten nachgespürt. Dabei mussten die Jugendlichen auch Freude an Fremdsprachen mitbringen, denn der Workshop wurde in Englisch durchgeführt. Mit den Fraunhofer-Talent-Schools sollen junge Talente gefördert und ihr technisches Interesse geweckt werden. Teilnehmen können Schülerinnen und Schüler der neunten bis dreizehnten Jahrgangsstufe. Die Initiative "Komm mach MINT", die sich dafür einsetzt, Jugendliche und insbesondere junge Frauen für naturwissenschaftliche und technische Berufe zu begeistern, unterstützt die Fraunhofer-Talent-School. In 2011 werden und wurden neben Sankt Augustin auch Talent-Schools an den Fraunhofer-Standorten Berlin, Bremen, Dresden, Erfurt, Erlangen, Halle, Karlsruhe, München, Oberhausen und Stuttgart durchgeführt. Damit die Forscher in spe auch nach ihrer Teilnahme an den in ganz Deutschland angebotenen Talent-Schools untereinander und mit Fraunhofer verbunden bleiben, bietet die Fraunhofer-Gesellschaft das Internetportal "my Talent" an. Das Portal steht auch Jugendlichen offen, die noch nicht an einer Talent-School teilgenommen haben, sich aber für MINT-Berufe (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) interessieren.

Fraunhofer-Gesellschaft diskutiert praktische Beispiele für die »neue Mathematik«

Fri, 16 Sep 2011 14:15:00 +0200

Köln. Die Fraunhofer-Gesellschaft veranstaltet auf der Jahrestagung der Deutschen Mathematiker-Vereinigung (DMV) in Köln am 21. September um 16.30 Uhr eine Podiumsdiskussion. Die prominent besetzte Runde widmet sich einem aktuellen Thema: »Methodengetrieben oder problemgetrieben: Wie entwickelt sich Angewandte Mathematik?«

Die Fraunhofer-Wissenschaftler stellen ihre Herangehensweise vor, für ungelöste Probleme (oft aus der Industrie) gemeinsam mit Anwendern mathematische Modelle und Möglichkeiten der Berechnung zu entwickeln. Häufig entstehen so neue Theorien und Methoden – eben „neue Mathematik“. Auf diese Weise werden drängende Probleme der Praxis gelöst sowie Ansehen und Karrierechancen von Nachwuchsmathematikern gefördert.

Es diskutieren:
Prof. Dr. Dr.h.c. Helmut Neunzert
Neunzert ist Gründer des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserlautern und hat den Begriff „Technomathematik“ geprägt.

Prof. Dr. Nicole Marheineke
Die Professorin konzipiert sogenannte Modellierungswochen für Schüler und Lehrer und sorgt dafür, dass das Konzept der mathematischen Modellierung Einzug in die Schule hält.

Prof. Dr. Ulrich Trottenberg
Trottenberg ist geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI. Seit Jahren wirbt er bei Lehrern, Studierenden und Verantwortlichen im Bildungssystem dafür, dass sich algorithmisches Denken in Lehrplänen und Schulbüchern niederschlägt.

Dr. Tanja Clees
Die mehrfach mit Preisen ausgezeichnete, junge Mathematikerin leitet die neu gegründete Abteilung „High Performance Analytics“ am Fraunhofer SCAI.

Die Moderation übernimmt Prof. Dr. Heinz-Otto Peitgen, weltbekannt als Protagonist für Chaos und Fraktale und heute zudem Präsident des Forschungs- und Entwicklungszentrums für Computerunterstützung in der bildbasierten Medizin (Fraunhofer MEVIS). Die Podiumsgäste geben Beispiele für reale Probleme und die daraus entstehende „neue Mathematik“.

Die Diskussionsrunde ist einer der Programmpunkte des Unternehmenstages während der DMV-Jahrestagung. Von 14 bis 16 Uhr stellen sich Industrie- und Dienstleistungsunternehmen – Allianz Deutschland, Bayer AG und McKinsey – mit Kurzvorträgen vor.

Die Präsentationen und die Podiumsdiskussion finden im Hörsaal B im Hörsaalgebäude der Universität zu Köln am Albertus-Magnus-Platz statt. Teilnehmer der Tagung, Studierende, Vertreter der Medien und die allgemeine Öffentlichkeit sind herzlich eingeladen!

Die Jahrestagung 2011 der Deutschen Mathematiker-Vereinigung findet erstmalig in Köln statt. Die Veranstalter erwarten rund 400 Mathematikerinnen und Mathematiker aus ganz Deutschland. Neben Fachvorträgen gibt es auch Programmpunkte, die sich direkt an eine breite Öffentlichkeit wenden.

Weitere Informationen unter:
http://www.mi.uni-koeln.de/dmv_2011/index

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Ulrich Trottenberg
Institutsleiter
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI
Schloss Birlinghoven, 53754 Sankt Augustin
Telefon: 02241/14-2500
ulrich.trottenberg@scai.fraunhofer.de
www.scai.fraunhofer.de

Fraunhofer-Talent-School 2011 – Workshops für die Forscher von Morgen

Tue, 09 Aug 2011 11:45:00 +0200

SANKT AUGUSTIN. Qualifizierter Nachwuchs ist wichtig für die Wirtschaft – und für die Forschung. Zur Förderung talentierter Jugendlicher bietet die Fraunhofer-Gesellschaft die Talent-School an. Zusammen mit erfahrenen Wissenschaftlern können neugierige Schülerinnen und Schüler ab 14 Jahren auch dieses Jahr wieder selbst an spannenden Themen tüfteln. Vom 24. bis 26. Oktober 2011 nehmen sie in drei Workshops aktuelle Forschungsthemen unter die Lupe.

Unter dem Motto »Mathematik für die Praxis« untersuchen die Jugendlichen, wieso MP3 ohne Mathematik nicht möglich gewesen wäre – und in welchen anderen alltäglichen Anwendungen auch eine Menge Mathematik steckt. Sie lernen mathematische Lösungsverfahren kennen, die sie zum Teil selbst entwickeln und anschließend praktisch anwenden. Im Workshop »Der vollautomatische Botschafter« konstruieren und programmieren die Teilnehmenden einen Roboter, der selbstständig Botendienste erledigen kann. Dazu ist er mit allerlei Sensoren ausgestattet, mit denen er seine Umgebung beobachtet. Die jeweiligen Aufgaben erhält er über ein Web-Interface. Im Kurs »The Social Network of Human Diseases« geht es nicht nur darum, ein soziales Netzwerk von Krankheiten zu konzipieren, sondern auch, verborgene Zusammenhänge in den Daten aufzuspüren. Neben technischem und mathematischen Interesse sollten die Jugendlichen auch Freude an Fremdsprachen mitbringen: Der Workshop findet auf Englisch statt.

Interessierte Schülerinnen und Schüler können sich mit Motivationsschreiben und Lebenslauf online bewerben. Aus allen Bewerbungen werden 30 Teilnehmer ausgewählt.

Anmeldeschluss ist der 8. September 2011. Ausführliche Informationen und Online-Anmeldung unter: www.izb.fraunhofer.de/talentschool

Die Teilnahme an der Fraunhofer-Talent-School kostet 80,- Euro. Darin enthalten sind die Aufwendungen für Übernachtung, Verpflegung, Fahrten zwischen den Veranstaltungsorten und das Rahmenprogramm. Ziel der Fraunhofer-Talent-School ist es, junge Talente zu fördern und ihr technisches Interesse zu wecken. Mitmachen können Schülerinnen und Schüler der neunten bis dreizehnten Jahrgangsstufe. Die Initiative »Komm mach MINT«, die sich dafür einsetzt, Jugendliche und insbesondere junge Frauen für naturwissenschaftliche und technische Berufe zu begeistern, unterstützt die Fraunhofer-Talent-School.

System verknüpft Informationen über Bioproben intelligent mit Patientendaten

Thu, 14 Jul 2011 16:45:00 +0200

SANKT AUGUSTIN. / BOCHUM. Das Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI in Sankt Augustin und die Kairos GmbH in Bochum arbeiten künftig bei der Entwicklung und Vermarktung von Biobank-Systemen zusammen. Unter Biobanken versteht man Sammlungen menschlicher Körpersubstanzen, wie Gewebe und Blut, die mit Daten und Informationen ihrer Spender verknüpft sind. Je intelligenter das dahinterstehende Informationssystem funktioniert, desto umfassendere und präzisere wissenschaftliche Rückschlüsse können Forscher ziehen. Diese Erkenntnisse kommen beispielsweise der Bekämpfung von Volkskrankheiten wie Krebs zugute. Der Markt für Biobanking boomt. Die Zusammenarbeit der Kairos GmbH mit dem Fraunhofer SCAI konzentriert sich auf die Entwicklung solch intelligenter Biobanksysteme. So stehen die Informationen der Bioprobe nicht für sich allein, sondern sind mit einem Patienten und seinem Krankheitsverlauf in einer Elektronischen Patientenakte abgelegt. Dazu ist das System in die bestehende IT-Infrastruktur des Kunden eingebettet und mit Schnittstellen zu klinischen Dokumentationssystemen und Registern ausgestattet. Der Vorteil: Mit jeder Fortschreibung des Verlaufs wächst auch die Wissenssammlung zur Bioprobe. Das kommt dem Patienten zugute, da man aufgrund der gesammelten Daten neue Erkenntnisse gewinnen kann. Auch neu erkrankte Patienten profitieren von diesem Wissenszuwachs. So lässt sich wesentlich präziser voraussagen, welche Therapie für welchen Patienten geeignet ist. Die Biobank ist somit eine entscheidende Verbesserung hin zur personalisierten Medizin. Aktuell sind viele Informationen zur Krankengeschichte des Patienten nicht strukturiert vorhanden, sondern finden sich in Arztbriefen oder sonstigen Fließtexten. Solche Informationen sind schwer auswertbar und müssen im Wege einer sehr aufwendigen und personalintensiven Recherche in den einschlägigen Dokumentationssystemen ergänzt werden. Hier setzt das Fraunhofer SCAI mit seinem Textmining-System an. Die Software erkennt relevante Dokumentationsinhalte und leitet diese in strukturierter, auswertbarer Form automatisch dem von Kairos entwickelten System zu. So wird sichergestellt, dass vorliegende digitale Informationen, unabhängig von ihrem Aufbau, für die Forschung und für die personalisierte Medizin zugänglich gemacht werden. Bei aller Euphorie über die Möglichkeiten moderner Biobanksysteme müssen bei der Umsetzung Datenschutz und Patientensicherheit garantiert werden. "Das Thema Biobanken ist gegenwärtig einer der Schlüssel zu einer erfolgreichen Forschung. Daher haben wir ein System entwickelt, bei dessen Konzeption essentielle Themen wie Datenschutz und Forschungstransparenz von Beginn an im Vordergrund standen", erläutert Martin Zünkeler, geschäftsführender Gesellschafter der Kairos. Über Fraunhofer SCAI Das Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI ist Partner der Wirtschaft für Computersimulation und Optimierung sowie für Informationsextraktion aus großen Datenbeständen. Das Institut modelliert und optimiert industrielle Anwendungen, entwickelt Software und Services für Produktentwurf, Prozessentwicklung und Produktion, und bietet Berechnungen auf Hochleistungscomputern. Ziel dabei sind kürzere Entwicklungszeiten, kostengünstigere Experimente und optimierte Verfahrensabläufe. In der Abteilung Bioinformatik bietet das Fraunhofer SCAI seinen Kunden umfassende Services im Bereich Informationsextraktion (Text Mining) sowie im Bereich der angewandten Chemieinformatik. Über die Kairos GmbH Die Kairos GmbH ist ein auf Systemlösungen und Consulting im Gesundheitswesen spezialisiertes IT-Unternehmen. Neben technologischem Spezialwissen im Bereich der Implementierung medizinischer Middleware-Plattformen verfügt das Team über umfangreiches Know-how bei der IT-unterstützten Orchestrierung von Arbeitsabläufen via Workflow Engines. Aktuell entwickelt die Kairos ein Portal zur Organisation und Koordination von Querschnittszentren in der Onkologie (Comprehensive Cancer Center). Zweiter wichtiger Arbeitsschwerpunkt ist die Beteiligung an Forschungsprojekten. Hier realisiert die Kairos im Projekt „ForSaTum“ mit einem Studieneditor ein neuartiges System, das die qualitätsgesicherte Durchführung präklinischer Studien nach Maßgabe von Standards, wie etwa GLP oder OECD-Richtlinien, gewährleistet. Kontakt:

Prof. Dr. Martin Hofmann-Apitius
Abteilungsleiter Bioinformatik
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI
53754 Sankt Augustin Tel +49-2241-14-2802, Fax +49-2241-14-2656
martin.hofmann-apitius@scai.fraunhofer.de
www.scai.fraunhofer.de Martin Zünkeler
Kairos GmbH
Universitätsstrasse 136
44799 Bochum Tel: +49 234 5888 2114, Fax: +49 234 5888 2121
martin.zuenkeler@kairos-med.de
www.kairos-med.de

Fraunhofer SCAI und Microsoft bringen HPC Computing in die Cloud

Fri, 24 Jun 2011 16:20:00 +0200

SANKT AUGUSTIN. Die enge Forschungspartnerschaft von Microsoft Deutschland mit dem Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI bringt Unternehmen Vorteile auf dem Gebiet des Hochleistungsrechnens und Technical Computing. In der Cloud können sie kosteneffizient auf diskrete Optimierungs- und numerische Simulationsanwendungen zugreifen. Die getesteten Anwendungen laufen auf Windows-HPC-Clustern, welches mit Windows HPC Server 2008 R2 aktuell ein 128 Core starkes Cluster umfasst. Aufwändige Berechnungen lassen sich so auslagern.

Ein Beispiel für die Verbindung serviceorientierter Architekturen (SOA) mit SUSE Linux Enterprise Server 10.2, Red Hat Enterprise Server 5.3 und Windows 7 Client ist der vom Fraunhofer SCAI auf Basis von .NET entwickelte Cloud-Service für die Software AutoNester. Die Anwendung optimiert die automatische Anordnung von Schnittbildern auf Stoffbahnen. AutoNester verschachtelt die Teile optimal und minimiert so den Verschnitt. Führende Unternehmen der Bekleidungs- und Polstermöbel-Industrie nutzen die Software bereits zur Optimierung ihrer Produktion. Sie können AutoNester künftig als Cloud-Dienst nutzen und damit Zeit und Investitionen in eigene IT-Infrastruktur sparen.

Seit dem Jahr 2006 analysiert und vergleicht das Fraunhofer SCAI kommerzielle und freie HPC-Anwendungen wie Fluent, Abaqus und GAMESS. SCAI testet die Programme in verschiedenen Konfigurationen – zum Beispiel mit verschiedenen Netzwerken wie Infiniband und Gigabit Ethernet oder verschiedenen Node-Socket-Core-Kombinationen – sowohl auf Windows als auch unter SUSE-Linux.

Gleichzeitig baut Microsoft mit der Monitoring-Software System Center Operations Manager (SCOM) Brücken zwischen den Landschaften, indem es die gesamte heterogene Umgebung überwacht. Aktuell belegt der Prof of Concept der SCAI Studie „Interoperability and Openness in Today’s Heterogeneous IT Environments” die Windows-Linux-Interoperabilität der Überwachungssoftware „System Center Operations Manager” und des Hypervisors „Hyper-V”. In Workshops werden die Ergebnisse unter anderem auf der International Supercomputing Conference 2011 in Hamburg Industriekunden vorgestellt.

Das Whitepaper vom Fraunhofer SCAI zum Thema Interoperabilität zwischen Windows und Linux in der Cloud können Sie laden unter:
http://www.scai.fraunhofer.de/interop Microsoft Deutschland GmbH
Die Microsoft Deutschland GmbH ist die 1983 gegründete Tochtergesellschaft der Microsoft Corporation/Redmond, U.S.A., des weltweit führenden Herstellers von Standardsoftware, Services und Lösungen mit 62,48 Mrd. US-Dollar Umsatz (Geschäftsjahr 2010; 30. Juni 2010). Der operative Gewinn im Fiskaljahr 2010 betrug 24,10 Mrd. US-Dollar. Neben der Firmenzentrale in Unterschleißheim bei München ist die Microsoft Deutschland GmbH bundesweit mit sechs Regionalbüros vertreten und beschäftigt rund 2.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Im Verbund mit rund 31.500 Partnerunternehmen betreut sie Firmen aller Branchen und Größen. Das European Microsoft Innovation Center (EMIC) in Aachen hat Forschungsschwerpunkte in IT-Sicherheit, Datenschutz, Mobilität, mobile Anwendungen und Web-Services.

Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI
Das Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI ist Partner der Wirtschaft für Computersimulation und Optimierung sowie für Informationsextraktion aus großen Datenbeständen. Das Institut simuliert und optimiert industrielle Anwendungen, entwickelt innovative mathematische und informatische Algorithmen und darauf basierende Softwareprodukte und Services für Produktentwurf, Prozessentwicklung und Produktion, und bietet Berechnungen auf Hochleistungscomputern. Ziele sind kürzere Entwicklungszeiten, kostengünstigere Experimente und optimierte Verfahrensabläufe.

Semantische Suche in medizinischen Datenbanken beschleunigt die Medikamentenentwicklung

Fri, 27 May 2011 17:34:00 +0200

BONN. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Martin Hofmann-Apitius am Bonn-Aachen International Center for Information Technology (B-IT) beginnt ihre Arbeiten im Konsortium "Open PHACTS". Dabei geht es um die Entwicklung einer semantischen Suchfunktion in unternehmenseigenen und öffentlichen Datenbanken. Die Suche nach neuen Wirkstoffen soll so erheblich beschleunigt werden. Hofmann-Apitius, der die Abteilung Bioinformatik am Fraunhofer-Institut SCAI leitet, arbeitet im Projekt-Konsortium mit renommierten universitären Forschungsinstituten und führenden Unternehmen der Pharma-Branche zusammen. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten am B-IT werden von Dr. Marc Zimmermann geleitet. Weitere Informationen bietet die PDF-Datei in der Anlage. Ansprechpartner:
Prof. Dr. Martin Hofmann-Apitius
Abteilungsleiter Bioinformatik
53754 Sankt Augustin Telefon: +49-2241-14-2802
martin.hofmann-apitius@scai.fraunhofer.de

Fraunhofer-Studie: Interoperable Software sorgt für reibungsloses Zusammenspiel von Windows und Linux

Wed, 27 Apr 2011 13:15:00 +0200

SANKT AUGUSTIN. Interoperable Software erleichtert das Management heterogener virtueller IT-Infrastrukturen mit unterschiedlichen Betriebssystemen in Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Dies ist das Ergebnis einer aktuellen Studie des Fraunhofer-Instituts für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI im Auftrag von Microsoft. Unternehmen und Forschungseinrichtungen setzen häufig Windows- und Linux-Betriebssysteme ein, deren reibungsloses Zusammenspiel in der Praxis eine Herausforderung ist. Neue IT-Konzepte wie hybride Datacenter-Cloud-Infrastrukturen erfordern Interoperabilität bei den eingesetzten Softwareprodukten und die Offenheit der beteiligten Hersteller. Beides ermöglicht nicht nur das kostengünstige Management immer komplexer werdender IT-Infrastrukturen, sondern garantiert auch eine effiziente Performance eingesetzter Produkte auf unterschiedlichen Plattformen. Nicht zuletzt können sie die »Intellectual Property Rights« im Unternehmen schützen. In einem »Proof of Concept« haben die IT-Experten des Fraunhofer SCAI den Einsatz des Microsoft System Center Operations Manager (SCOM) untersucht.
Die Studie ist kostenlos per Download erhältlich unter:
http://www.scai.fraunhofer.de/interoperability Das Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI ist Partner der Wirtschaft für Computersimulation und Optimierung sowie für Informationsextraktion aus großen Datenbeständen. Das Institut simuliert und optimiert industrielle Anwendungen, entwickelt innovative mathematische und informatische Algorithmen und darauf basierende Softwareprodukte und Services für Produktentwurf, Prozessentwicklung und Produktion, und bietet Berechnungen auf Hochleistungscomputern. Ziele sind kürzere Entwicklungszeiten, kostengünstigere Experimente und optimierte Verfahrensabläufe. Ein methodisches Charakteristikum des Instituts ist dabei das enge Zusammenspiel zwischen Numerik, Optimierung, Stochastik und Informatik.
http://www.scai.fraunhofer.de

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Ulrich Trottenberg, Institutsleiter
Fraunhofer-Institut für Algorithmen
und Wissenschaftliches Rechnen SCAI
Schloss Birlinghoven
53754 Sankt Augustin
Tel.: 02241 14-2760
ulrich.trottenberg@scai.fraunhofer.de

Horst Schwichtenberg, Leiter IT
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und
Wissenschaftliches Rechnen SCAI
Schloss Birlinghoven
53754 Sankt Augustin
Tel.: 02241-14 2577
horst.schwichtenberg@scai.fraunhofer.de

Hannover Messe: Preisgekrönte Packungslösung des Fraunhofer SCAI präsentiert sich mit zahlreichen neuen Funktionen

Wed, 16 Mar 2011 14:17:00 +0100

Benutzerschnittstelle der Software »PackAssistant«. PackAssistant unterstützt bei der Planung der Befüllung von Behältern mit baugleichen Teilen anhand von 3D-Datensätzen (CAD). Durch die vollständige Berücksichtigung der Bauteilgeometrien lassen sich auch komplexe Teile bestmöglich Platz sparend verpacken. Das Bild zeigt die erste Lage einer Packungslösung für eine Getriebestütze. SANKT AUGUSTIN. PackAssistant, die führende Software zur optimierten Verpackung gleicher Bauteile in Behältern, präsentiert sich zur Hannover Messe 2011 mit erweitertem Funktionsumfang. Wichtigste Neuerung ist die Implementierung des von den meisten CAD-Konstruktionsprogrammen unterstützten Datenformats STEP. Die Software kann STEP-Dateien nun importieren und exportieren. Packungsplaner profitieren von den exakten Positionsdaten der optimiert angeordneten Bauteile. Sie können die Ergebnisse von PackAssistant direkt in Ihre CAD-Systeme einlesen und anhand dieser Daten die optimalen Packungslösungen konstruieren.

Die Behälterauslastungen der von PackAssistant berechneten Befüllungen übertreffen vielfach die von erfahrenen Planern erstellten Packungen. Da die Software bereits eingesetzt werden kann, während die Konstruktion einer Baugruppe im CAD-System erfolgt, lassen sich so Transport und Lagerung frühzeitig, schnell und zuverlässig planen.

Die Befüllung von Behältern mit Schüttgut wurde verbessert. Die Funktion setzen bereits viele Unternehmen erfolgreich zur Packung ein. Auch für kleine Bauteile, die nicht geordnet verpackt werden müssen, sondern zum Beispiel vom Fließband direkt in den Behälter fallen, ermittelt PackAssistant eine möglichst realistische Anzahl an Teilen, die in diesen Behälter passen. Das Programm simuliert dazu mit Hilfe eines physikalischen Modells, wie Teile in den Behälter fallen und wie sich die Teile im Behälter verhalten, indem unter anderem Schwerkraft, Geschwindigkeit und Reibung berücksichtigt werden. Dabei achtet PackAssistant auch auf die Stapelbarkeit der befüllten Behälter, da Schüttkegel geglättet und Gewichtslimits eingehalten werden.

Weiter verbessert haben die Entwickler die Berechnung von Modellen mit großer Datenfülle. Dazu reduziert PackAssistant die Datenmenge so, dass Bauteile schnell, Speicher sparend und exakt berechnet werden können.

Weltweit über 7.000 Unternehmen nutzen die Softwarelösungen des Fraunhofer SCAI, darunter PackAssistant, für die Minimierung des Materialverschnitts und für die Packungsoptimierung – und sparen so Millionen. Zugleich leisten die Anwendungen der Auto-Packer-Suite einen enormen Beitrag, um den Verbrauch an Ressourcen und an Energie zu senken. Dafür erhielt die Abteilung Optimierung des Instituts den mit 25.000 Euro dotierten Innovationspreis für Klima und Umwelt, verliehen vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und dem Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. (BDI).

Die Hannover Messe 2011 findet vom 4. bis 8. April 2011 statt. Sie finden das Fraunhofer SCAI auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand Simulation in Halle 17, Stand E58.

Ansprechpartner:
Diplom-Journalist (TU Dortmund) Michael Krapp
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI
Marketing und Kommunikation
Schloss Birlinghoven, 53754 Sankt Augustin
Telefon: 02241/14-2935, Fax: 02241/14-42935
michael.krapp@scai.fraunhofer.de

Forschergruppe am Fraunhofer SCAI gewinnt Innovationspreis für Klima und Umwelt (IKU)

Wed, 16 Mar 2011 10:52:00 +0100

Ausgezeichnetes Team am Fraunhofer SCAI: Stefan Rank, Prof. Dr. Ulrich Trottenberg (Institutsleiter des Fraunhofer SCAI), Johannes Zühlke, Lydia Franck, Dr. Onno Garms, Dr. Ralf Heckmann (Abteilungsleiter Optimierung) Foto: Christian Kruppa, Berlin BERLIN. Für ihre Software zur optimierten Ausnutzung von Material und Raum in ressourcenintensiven Branchen erhält eine Forschergruppe der Abteilung für Optimierung am Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI in Sankt Augustin den Innovationspreis für Klima und Umwelt (IKU). Die mit 25.000 Euro dotierte Auszeichnung in der Kategorie „Umweltfreundliche Produkte und Dienstleistungen“ wird vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und dem Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. (BDI) vergeben. Der Preis wurde am Abend des 15. März in Berlin verliehen. Weltweit über 7.000 Unternehmen nutzen die Optimierungslösungen des Fraunhofer SCAI. Die bekanntesten Anwendungen sind AutoNester (automatische optimierte Anordnung von Schnittbildern auf Textilien, Leder, Blechen und Holz) und PackAssistant (optimierte Verpackung von Bauteilen in Behälter). Die erzielbaren Einsparungen sind enorm: „Beim Zuschnitt von Metall, Holz oder Lederhäuten wird durch unsere Software je nach Branche und Anwender eine bis zu 30 Prozent höhere Materialausnutzung erzielt“, sagt Dr. Ralf Heckmann, Leiter der Abteilung für Optimierung am Fraunhofer SCAI. Große Einsparungs-potenziale erschließt auch die Packungsoptimierung, wie Heckmann erklärt: „In der Automobilbranche können bis zu 25 Prozent mehr Bauteile in einen Behälter gepackt werden. Bei einer solchen Verbesserung kann jeder fünfte Lastwagen für den Transport eingespart werden.“ Prof. Dr. Ulrich Trottenberg, Institutsleiter des Fraunhofer SCAI, hebt den Beitrag der prämierten Software für den Umweltschutz und die positiven Auswirkungen auf die gesamte Produktions- und Logistikkette hervor: „Für Klima und Umwelt ergeben sich vielfältige positive Effekte. Zum einen wird weniger Material verbraucht, zum anderen weniger Energie für Herstellung, Lagerung, Transport und Recycling.“ Die hochrangig besetzte Jury unter Vorsitz von Prof. Dr. Klaus Töpfer würdigte die Leistung der SCAI-Forscher als ein gutes Beispiel für eine pfiffige Innovation mit einem sehr breiten Anwendungsfeld. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit und der Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. (BDI) zeichneten in diesem Jahr bereits zum zweiten Mal gemeinsam Innovationen aus, die dazu beitragen, den Umweltschutz zu verbessern, die drohende Erderwärmung weltweit zu begrenzen und somit das Klima und die Umwelt zu schonen. Die wissenschaftliche Bewertung erfolgte durch das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI in Karlsruhe. Weitere Informationen unter www.iku-innovationspreis.de Ansprechpartnerin:
Dipl.-Math. oec. Lydia Franck
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI
Abteilung Optimierung
Schloss Birlinghoven, 53754 Sankt Augustin
Telefon +49 2241 14-2563, Fax +49 2241 14-4-2563
lydia.franck@scai.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institutszentrum Schloss Birlinghoven siegt zum zweiten Mal im Wettbewerb »365 Orte im Land der Ideen«

Fri, 11 Mar 2011 16:25:00 +0100

Die Initiative »Deutschland – Land der Ideen« zeichnete das Fraunhofer-Institutszentrum Schloss Birlinghoven in Sankt Augustin zu einem »Ausgewählten Ort 2011« im bundesweiten Wettbewerb »365 Orte im Land der Ideen« aus. Unter dem Motto "Unser Arbeitsplatz soll grüner werden!" entsteht auf dem Fraunhofer-Campus derzeit ein "Green-IT"-Rechenzentrum, das die dezentrale IT-Infrastruktur konzentriert und enorme Energieeinsparungen erzielt. »Wir freuen uns sehr, dass wir mit unserem Green-IT-Konzept zu einem ›Ausgewählten Ort 2011‹ im Land der Ideen gekürt wurden«, sagt Prof. Dr. Stefan Wrobel, Vorsitzender des Institutsleiterrates am Fraunhofer-Institutszentrum. »Die Auszeichnung zeigt, dass ökologisch verträgliche Konzepte zur Nutzung von Informationstechnologie für Deutschland als Innovationsland zukunftsweisend sind.« Mit der nachhaltigen Nutzung von IT-Ressourcen wird die Energieeffizienz der Infrastruktur am Fraunhofer-Institutszentrum optimiert. Der Energieverbrauch der angeschlossenen Arbeitsplatzrechner sinkt auf höchstens 20 Prozent des jetzigen Verbrauchs. Durch die Bündelung von IT-Systemen in einem Raum verringert sich zudem die benötigte Kühlleistung für Computercluster und Server um etwa die Hälfte. Die entstehende Abwärme unterstützt die Wärmeversorgung der Bürogebäude. Mit seinem Green-IT-Konzept siegte das Fraunhofer-Institutszentrum in diesem Jahr unter 2600 Bewerbungen im Wettbewerb. Im Herbst 2011 wird das neue Rechenzentrum eingeweiht und offiziell als »Ausgewählter Ort« im Land der Ideen prämiert. Im Jahr 2006 hatten sich die Institute des Zentrums zum ersten Mal im Wettbewerb durchgesetzt. Die Standortinitiative »Deutschland – Land der Ideen« veranstaltet den Wettbewerb »365 Orte im Land der Ideen« in Kooperation mit der Deutschen Bank. Unter der Schirmherrschaft des Bundespräsidenten Christian Wulff rückt der Wettbewerb Ideen und Projekte in den Mittelpunkt, die die Zukunft Deutschlands aktiv gestalten. Als »Ausgewählter Ort« ist das Fraunhofer-Institutszentrum Schloss Birlinghoven im Jahr 2011 Botschafter für das Land der Ideen und repräsentiert das Innovationspotenzial Deutschlands.

Forschungsprojekt »Cloud4Health« ist Preisträger beim Technologiewettbewerb »Trusted Cloud«

Tue, 01 Mar 2011 14:01:00 +0100

Das Forschungsprojekt »Cloud4Health« ist einer der Preisträger des Technologiewettbewerbs »Sichere Internet-Dienste – Sicheres Cloud Computing für Mittelstand und öffentlichen Sektor (Trusted Cloud)« und wird zukünftig mit Fördermitteln des Bundes unterstützt. Das gab das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) heute am ersten Messetag der CeBIT in Hannover bekannt. Mit »Cloud4Health« soll erstmals eine »Trusted Cloud«-Infrastruktur für IT-Anwendungen im Gesundheitswesen bereitgestellt werden. Das »Cloud4Health«-Konsortium besteht aus namhaften Partnern aus Industrie und öffentlichen Einrichtungen. Dazu gehören das Freiburger Software-Unternehmen Averbis GmbH, das Forschungsinstitut Fraunhofer SCAI, die TMF – Technologie- und Methodenplattform für die vernetzte medizinische Forschung, die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sowie die Rhön-Klinikum AG.

Das BMWi fördert durch »Trusted Cloud« die Entwicklung und Erprobung von innovativen, sicheren und rechtskonformen Cloud Computing-Diensten mit insgesamt rund 50 Millionen Euro. Hinzu kommen Eigenmittel der Projektbeteiligten in etwa gleicher Höhe, so dass insgesamt rund 100 Millionen Euro zur Verfügung stehen. Das BMWi-Technologieprogramm »Trusted Cloud« ist Teil des Aktionsprogramms Cloud Computing, das das BMWi im Oktober 2010 gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft gestartet hat.

Medizinische Rohdaten effizienter nutzen

»Cloud4Health« erschließt große medizinische Rohdatenbestände zur datenschutzgerechten Auswertung von vielfältigen Fragestellungen aus Forschung, Entwicklung und Gesundheits-Ökonomie. Der Ansatz kombiniert Textanalyse- und Data Warehouse-Technologien und kann je nach Bedarf als private oder öffentliche Cloud bereitgestellt werden. Insgesamt werden drei Anwendungsszenarien realisiert: die Extraktion und Auswertung von Informationen aus anonymisierten Patientendaten über die operative Behandlung von Hüftgelenken, die Entwicklung von Verfahren zur automatisierten Plausibilitäts- und Wirtschaftlichkeitsprüfung medizinischer Behandlungen sowie die frühzeitige Identifizierung unerwünschter Nebenwirkungen neu eingeführter Medikamente mit Hilfe automatisierter Verfahren.

Die einzelnen Konsortialpartner teilen sich dabei die Aufgaben wie folgt:

Averbis stellt als Konsortialführer Cloud-basierte Textanalyse-Software bereit.
Das Fraunhofer Institut SCAI übernimmt neben Text-Mining-Technologien auch das Hosting der Cloud-Infrastruktur.
Der TMF e.V. steht als Trusted Partner für die Cloud-Infrastruktur zur Verfügung und entwickelt hierzu die notwendigen Datenschutzkonzepte.
Die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) entwickelt Werkzeuge zur Auswertung medizinischer Daten weiter und erprobt im Umfeld des Universitätsklinikums Erlangen die Cloud-Anwendungen.
Die Rhön-Klinikum AG beteiligt sich mit seinen über 50 Kliniken an der Realisierung der Anwendungsszenarien und überprüft das erhaltene Wissen auf Tauglichkeit zur Standardisierung und Optimierung entsprechender Behandlungsprozesse.

Nutzbarkeit und Akzeptanz von Cloud-Technologien in Deutschland erhöhen

Die Fördermaßnahme »Trusted Cloud« soll Forschungs-Aktivitäten beschleunigen und verstärken sowie die Nutzbarkeit und Akzeptanz von Cloud-Technologien für breite Anwenderschichten signifikant erhöhen. Damit soll vor allem dem Mittelstand und dem öffentlichen Sektor die Gelegenheit gegeben werden, frühzeitig von der Nutzung neuester IKT-Konzepte zu profitieren.

Cloud Computing gilt derzeit als einer der wichtigsten Trends in der IT. Die Technologie bietet die Möglichkeit, Speicherkapazitäten, Rechenleistung und Anwendungen kundenspezifisch als Dienst über das Internet zu beziehen. Dies erlaubt eine bedarfsgerechte und flexible Verwendung, bei der je nach Funktionsumfang, Nutzungsdauer und Anzahl der Nutzer abgerechnet werden kann.

Weitere Informationen finden sich im Internet unter http://www.trusted-cloud.de.

Stimmen der Konsortialpartner

Dr. Philipp Daumke, Geschäftsführer der Averbis GmbH:

»Die Einbeziehung der TMF als unabhängige Non-Profit-Organisation gewährleistet ein hohes Schutzniveau der sensiblen medizinischen Daten. Hierdurch soll das Vertrauen des Gesundheitssektors in Cloud-Computing gestärkt und damit die Möglichkeit eröffnet werden, zukünftig auch datensensible Anwendungen in der Cloud anzubieten. Gerade bei der Sekundärnutzung klinischer Routinedaten bestätigen aktuelle Marktstudien der Cloud ein enormes Marktpotential und sehen alleine bei der Verwendung von klinischen Primärdaten in der pharmakologischen Forschung einen Milliardenmarkt.«

Prof. Dr. Martin Hofmann-Apitius, Leiter der Abteilung Bioinformatik, Fraunhofer SCAI:

»Für uns ist das Cloud4Health-Projekt einzigartig, weil wir gleich zwei der Kernkompetenzen des Fraunhofer Instituts für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI im Projekt kombinieren können: Neben unserer Expertise im Bereich von Cloud-basierten Lösungen beteiligt sich auch ein international profiliertes Expertenteam mit substantieller Erfahrung im Bereich des biomedizinischen Text Mining am Projekt. Mit der gerade durch Maßnahmen der ‚Green-IT’ im Bezug auf ihre Energieeffizienz optimierten Hardware des SCAI stellt unser Institut auch einen erheblichen Teil der für die erfolgreiche Projektdurchführung erforderlichen Compute-Infrastruktur bereit.«

Sebastian Claudius Semler, TMF e.V.:

»Die TMF freut sich, die Weiterentwicklung bestehender Erfahrungen mit Grid-Technologien für die Lebenswissenschaften, z.B. aus MediGRID, PneumoGrid und anderen Projekten der D-Grid-Förderung, hin zu verlässlichen und markttauglichen Cloud-Services begleiten zu können. Zugleich wird durch das Cloud4Health-Projekt ein ganz wichtiges Feld für die Versorgungsforschung aufbereitet - die auf Textanalyse basierende Nutzung von elektronischen Patientenakten und Versorgungsdaten.«

Prof. Dr. Ulli Prokosch, CIO des Universitätsklinikums Erlangen:

»Die Sekundärnutzung von Daten aus der Elektronischen Krankenakte ist bisher fast ausschließlich auf die Nutzung strukturierter Daten beschränkt. Der größte Teil medizinischer Informationen liegt aber elektronisch immer noch nur als Freitext in Befunden und Arztbriefen vor. Die Cloud4Health eröffnet völlig neue Möglichkeiten, auch diese Informationen aus elektronischen Krankenakten zu nutzen und zur Generierung neuen medizinischen Wissens zu erschließen.«

Prof. Dr. Kurt Marquardt, IT-Leiter Rhön-Klinikum AG:

»Die RHÖN–KLINIKUM AG ist stets an der Erschließung von medizinischem Wissen zur Verbesserung der Patientenversorgung interessiert. Das Cloud4Health-Projekt wird hier Voraussetzungen schaffen, um aus den vielen bestehenden Datenbeständen Wissen zu generieren und nutzbar zu machen. Die RHÖN–KLINIKUM AG wird Ihre medizinische Kompetenz in die Bewertung der Retrival-Prozesse und die Validierung der Daten einbringen.«

Kurzprofile der Partner

Averbis GmbH
Die Averbis GmbH ist Spezialist für Textanalyse-Lösungen und überall dort präsent, wo Unternehmen Daten effektiv durchsuchen, inhaltlich strukturieren und gezielt auswerten müssen. Besonderes Know-how besteht im Gesundheitswesen, in der Pharmaindustrie, bei Bibliotheken und im Verlagswesen. Durch die Lösungen von Averbis lassen sich Informationen in kürzester Zeit aus Textkollektionen und Datenbanken extrahieren und Rechercheprozesse automatisieren. Das senkt die Kosten und steigert die Produktivität im Informationsmanagement deutlich und sichert den Kunden einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil.
http://www.averbis.de Fraunhofer-Institut SCAI
Das Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI ist Partner der Wirtschaft für Computersimulation und Optimierung sowie für Informationsextraktion aus großen Datenbeständen. Das Institut modelliert und optimiert industrielle Anwendungen, entwickelt Software und Services für Produktentwurf, Prozessentwicklung und Produktion, und bietet Berechnungen auf Hochleistungscomputern. In der Abteilung Bioinformatik bietet das Fraunhofer SCAI seinen Kunden umfassende Services in den Bereichen Informationsextraktion (Text Mining), angewandte Chemoinformatik sowie Cloud Computing und Cloud Middleware.
http://www.scai.fraunhofer.de TMF – Technologie- und Methodenplattform für die vernetzte medizinische Forschung e.V.
Als Dachorganisation medizinischer Forschungsverbünde sorgt die TMF dafür, die Organisation und Infrastruktur medizinischer Forschung in vernetzten Strukturen zu verbessern. Sie unterstützt die Forscher dabei, die an verteilten Standorten entstehenden organisatorischen, rechtlichen und technologischen Probleme, die von der jeweiligen klinischen Fragestellung und Forschungsrichtung häufig unabhängig sind, zu identifizieren und gemeinsam zu lösen. Zu den Mitgliedern gehören unter anderem die Kompetenznetze in der Medizin, Netzwerke für Seltene Erkrankungen, Psychotherapie-Netzwerke, Zoonose-Verbünde, Koordinierungszentren für Klinische Studien, das Nationale Genomforschungsnetz (NGFN), Institute der Fraunhofer-Gesellschaft sowie mit dem Mukoviszidose-Institut auch eine Patientenorganisation.
http://www.tmf-ev.de
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Der Lehrstuhl für Medizinische Informatik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg hat langjährige Erfahrungen auf den Gebieten der Architektur Elektronischer Krankenakten, des Data Warehousing und der Erschließung sowie Visualisierung medizinischer Informationen. Als einer der ersten Lehrstühle Deutschlands beschäftigt er sich seit mehreren Jahren mit den Herausforderungen, Problemen und Optionen der Nutzung von Daten aus der Elektronischen Krankenakte für die klinische und die translationale Forschung und ist an mehreren nationalen und internationalen Forschungsprojekten zu dieser Thematik beteiligt.
http://www.imi.med.uni-erlangen.de RHÖN-KLINIKUM AG
Die RHÖN-KLINIKUM AG ist einer der größten Gesundheitsdienstleister in Deutschland. Unternehmensziel ist qualitativ hochwertige Medizin für jedermann. Aktuell gehören zu unserem Konzern bundesweit 54 Kliniken an 43 Standorten sowie 35 Medizinische Versorgungszentren. Wir beschäftigen mehr als 37.000 Mitarbeiter. In den Einrichtungen des Klinikverbunds wurden im Geschäftsjahr 2010 mehr als zwei Millionen Patienten behandelt.
http://www.rhoen-klinikum-ag.com

Pressekontakte

Averbis GmbH
Dr. Kornél Markó
Geschäftsführer
Tennenbacher Straße 11
79106 Freiburg
Telefon: 0761/20397690
marko@averbis.de Fraunhofer SCAI
Michael Krapp
Leiter Marketing und Kommunikation
Schloss Birlinghoven
53754 Sankt Augustin
Telefon: 02241/14-2935
michael.krapp@scai.fraunhofer.de TMF – Technologie- und Methodenplattform für die vernetzte medizinische Forschung e.V.
Beate Achilles
Presse und Öffentlichkeitsarbeit in der TMF
Neustädtische Kirchstraße 6
10117 Berlin
Telefon: 030/31011951
presse@tmf-ev.de Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Pascale Anja Dannenberg
Referat M2 Kommunikation und Pressearbeit
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Schlossplatz 4
91054 Erlangen
Telefon: 09131/85-24036
anja.dannenberg@zuv.uni-erlangen.de RHÖN-KLINIKUM AG
Hans-Jürgen Heck
Leiter Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Konzern
Schlossplatz 1
97616 Bad Neustadt a. d. Saale
Telefon: 09771/65-1322
hans-juergen.heck@rhoen-klinikum-ag.com

Rechnen auf mehreren Grafikkarten beschleunigt numerische Simulationen um Größenordnungen

Mon, 03 Jan 2011 08:00:00 +0100

Numerische Simulation einer Zwei-Phasen-Strömung mit Gischt-Partikeln © M. Griebel, P. Zaspel (INS, Uni Bonn) SANKT AUGUSTIN /BONN Aufgrund ihrer führenden Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Numerischen Simulation und Parallelisierung von Simulationscodes sind das Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI und das Institut für Numerische Simulation (INS) der Universität Bonn von NVIDIA als eines der ersten deutschen CUDA-Forschungszentren ausgewählt worden. Die Forschungsarbeiten zur Parallelisierung bereits vorhandener Simulationscodes zur Ausführung auf Rechnern mit mehreren Grafikkarten (GPUs) leitet Prof. Dr. Michael Griebel, Direktor des INS und Institutsleiter des Fraunhofer SCAI.

»Unser Ziel ist es, eine massiv parallele, zur Ausführung auf mehreren Grafikkarten hin optimierte Software zur Strömungssimulation und zur Simulation der Molekulardynamik zu entwickeln“, sagt Griebel. „Von der Lösung der auf diesem Weg aufgeworfenen Herausforderungen des Hochleistungsrechnens profitieren unsere Industriekunden und unsere wissenschaftlichen Partner gleichermaßen.«

Numerische Simulationen sind in der industriellen Praxis schon heute unverzichtbar – von der Untersuchung von Eigenschaften neuer Materialien, über die Auslegung von Fertigungsprozessessen, bis hin zur Berechnung der Produktfestigkeit oder des Strömungsverhaltens von Werkstoffen und Flüssigkeiten. Diese Simulationen beanspruchen jedoch selbst auf Hochleistungsrechnern teilweise Laufzeiten von Stunden bis zu Tagen. In der industriellen Praxis und in der Wissenschaft besteht daher ein großes Interesse daran, Rechenzeiten zu verkürzen.

Eine enorme Beschleunigung von Simulationen verspricht die Aufteilung von Rechenaufgaben auf viele Grafikkarten. Dabei kommt die von NVIDIA, einem der weltweit größten Hersteller von Grafikprozessoren, entwickelte Programmierschnittstelle CUDA zum Einsatz. Die Compute Unified Device Architecture erlaubt es, Programmteile auf der Grafikkarte abzuarbeiten. Software, die sich in einer bestimmten Weise parallelisieren lässt, kann auf Grafikprozessoren um Größenordnungen schneller ausgeführt werden als auf Standard-Prozessoren. So läuft der am INS entwickelte Strömungscode NaSt3DGPF auf einem Rechner mit acht herkömmlichen Prozessoren und acht Grafikkarten sogar leicht schneller als auf einem konventionellen Parallelrechner mit 256 Prozessoren.

Einen ähnlichen Effekt erhoffen sich die Forscher von INS und SCAI von der Anpassung des Softwarepakets Tremolo-X auf NVIDIA Grafikkarten. Tremolo-X dient der numerischen Simulation der Moleküldynamik, d.h. der Wechselwirkungen zwischen Atomen oder zwischen Molekülen, was die Untersuchung der Eigenschaften von Werkstoffen auf der Nanoskala ermöglicht. Tremolo-X bietet somit die Voraussetzung zum schnellen Entwurf neuer, innovativer Materialien.

Doch nicht nur die enorme Beschleunigung numerischer Simulationen spricht für das Rechnen auf Grafikkarten. Die GPUs benötigen deutlich weniger elektrische Energie. Die Rechenleistung pro Watt ist also ebenfalls wesentlich höher. Die gleiche Rechenaufgabe, die auf konventionellen Parallelrechnern beispielsweise bis zu 70 Kilowatt verbraucht, begnügt sich auf einem Rechner mit mehreren Grafikkarten mit sparsamen 3 Kilowatt. Unternehmen wird außerdem freuen, dass die Hardware günstiger ist. Weitere Informationen:
http://research.nvidia.com/content/fraunhofer-unibonn-crc-summary NVIDIA Corporation:
NVIDIA hat mit der Einführung der Graphics Processing Unit (GPU) im Jahr 1999 einen Meilenstein in der Computergrafik gesetzt. Seit dieser Zeit hat NVIDIA kontinuierlich neue Standards im Bereich Visuelles Computing etabliert, etwa mit revolutionären Grafiklösungen für Tablets, portable Mediaplayer, Notebooks und Workstations. NVIDIAs Expertise bei programmierbaren GPUs hat zu einem Durchbruch beim parallelen Computing geführt, der auch die Realisierung kostengünstiger Supercomputing-Lösungen ermöglicht. NVIDIA hält mehr als 1.200 US-Patente. Weitere Informationen unter
www.nvidia.com Fraunhofer-Institut SCAI:
Das Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI ist Partner der Wirtschaft für Computersimulation und Optimierung sowie für Informationsextraktion aus großen Datenbeständen. Das Institut modelliert und optimiert industrielle Anwendungen, entwickelt Software und Services für Produktentwurf, Prozessentwicklung und Produktion, und bietet Berechnungen auf Hochleistungscomputern.
www.scai.fraunhofer.de Institut für Numerische Simulation (INS) der Universität Bonn:
Das INS ist ein mathematisches Forschungsinstitut mit den Schwerpunkten Wissenschaftliches Rechnen sowie Numerische Analysis und Numerische Simulation. Das Institut versteht sich als Brücke zwischen Mathematik und Informatik. Es entwickelt in seiner Forschungsarbeit Werkzeuge zur numerischen Simulation in Natur- und Ingenieurwissenschaften, Geowissenschaften, Medizin, Life Sciences sowie Wirtschaft und Finanzindustrie.
www.ins.uni-bonn.de