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VAVID - Big Data-Förderprojekt

Mit Hilfe vergleichender Analysen und mittels Datenkompression sollen die Daten auf ihren relevanten Kern reduziert werden. Das spart Kosten für die Datenspeicherung und verschafft Ingenieuren mehr Durchblick, um Produktion und Produkte zu optimieren.

Mit VAVID bekommen Technologie-Firmen ihre Datenmassen besser in den Griff. Im Projekt entwickeln die Partner Methoden, um den enormen Datenmengen Herr zu werden, die in ingenieurtechnischen Branchen anfallen. Beispiele dafür sind Ergebnisdaten aus numerischen Simulationen sowie Sensordaten von Maschinen und Anlagen. Mit Hilfe vergleichender Analysen und mittels Datenkompression sollen die Daten auf ihren relevanten Kern reduziert werden. Das spart Kosten für die Datenspeicherung und verschafft Ingenieuren mehr Durchblick, um Produktion und Produkte zu optimieren. VAVID wird vom Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI koordiniert und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Big Data-Förderung mit rund 2,2 Millionen Euro finanziert.

In der modernen Produktion sind numerische Simulationen zur Produktentwicklung unverzichtbar. Bereits vor dem Start der Fertigung sollen die Produkteigenschaften so realitätsnah wie möglich vorausberechnet werden. Die dazu notwendigen Berechnungen auf Hochleistungsrechnern (HPC-Systemen) erzeugen zunehmend wachsende Datenmengen.

Ein exponentieller Anstieg von Daten in der Industrie ist auch bei der Erfassung von Sensordaten aus dem Betrieb von Maschinen und Anlagen zu beobachten. Die Messdaten erlauben wichtige Rückschlüsse zur Steuerung und stetigen Optimierung der Produktion.

Die enormen Datenmengen stellen Technik-Unternehmen vor große Herausforderungen. Die schnelle Übertragung großer Datenpakete innerhalb des Unternehmens oder an externe Partner sowie die Archivierung der Daten setzen eine leistungsfähige IT-Infrastruktur voraus, die oftmals hohe Kosten erzeugt. Zudem werden wichtige Informationen in den Daten häufig nicht erkannt, da entsprechende Methoden zur Daten-Extraktion fehlen.

Genau hier setzt das Projekt „Vergleichende Analyse von ingenieurrelevanten Mess- und Simulationsdaten“, kurz VAVID, an. „Wir entwickeln verbesserte Techniken zur Datenkompression sowie neue Methoden zur Datenanalyse, zum Datenmanagement und zur interaktiven Visualisierung der Daten“, sagt Prof. Dr. Jochen Garcke. Er leitet das Geschäftsfeld „Numerische datenbasierte Vorhersage“ am Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI und ist Koordinator des aus acht Partnern bestehenden Projekts.

Bei den im Projekt untersuchten Daten handelt es sich um Ergebnisdaten aus numerischen Simulationen in der Automobilindustrie sowie der Windindustrie und um Messdaten von Monitoring-Systemen von Windenergieanlagen. Durch die gemeinsame und vergleichende Analyse der Daten aus unterschiedlichen Bereichen entwickeln die Partner in einer ersten Phase des Projekts ihre Methodik zur effizienten Datenanalyse. Methoden und Techniken fließen in ein performantes Datenmanagement-System ein, das eine zentrale Datenhaltung sowie effizienten Datenzugriff und -bereitstellung erlaubt.

Mit Blick auf die Endanwender sollen in einer zweiten Phase neuartige, allgemein anwendbare Softwarekomponenten entstehen, die später in weiteren Branchen zum Einsatz kommen können. Als Beispiele sind hier die Luftfahrtindustrie oder der Maschinen- und Anlagenbau (Industrieanlagen) zu nennen.

Für den Transfer akademischen Wissens in die industrielle Praxis und die Ausrichtung der Forschung an den Anforderungen der Industrie stehen die acht Partner im Projekt:

Fraunhofer-Institut SCAI in Sankt Augustin,
Bosch Rexroth Monitoring Systems GmbH in Dresden,
General Electric Global Research in Garching,
GNS GmbH in Braunschweig,
SCALE GmbH in Dresden,
SIDACT GmbH in Sankt Augustin, Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH) der TU Dresden und
Fakultät für Informatik, Lehrstuhl für Datenbanken, der TU Dresden.

Hinzu kommen als assoziierte Partner die AUDI AG in Ingolstadt, die ParStream GmbH in Köln und die Volkswagen AG in Wolfsburg. Die assoziierten Partner aus der Automobilindustrie gestalten das Verbundprojekt mit, indem sie Anforderungen aus der industriellen Praxis einbringen und relevante Beispieldaten zur Verfügung stellen werden.

Die Arbeiten im Projekt VAVID haben im September 2014 begonnen und laufen bis Ende August 2017. Das Projektvolumen beträgt rund 3,3 Millionen Euro, worin die Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF FKZ 01|S14005) von rund 2,2 Millionen Euro enthalten ist.

Mit dem Projekt VAVID sollen Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen in Richtung eines branchenübergreifenden Einsatzes von Big-Data-Technologien gefördert werden. Außerdem sollen die deutsche Informations- und Kommunikationstechnik-Industrie sowie die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen insgesamt gestärkt werden.