Wie sich die Disziplinen besser verstehen
Die Durchführung interdisziplinär angelegter Simulationen wird häufig durch die unterschiedliche Terminologie erschwert, die Wissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen nutzen. An diesem Punkt setzt die Gruppe am IAAS an. Bei ihrer Plattform werden die Details aus den Fachbereichen zunächst als domänenspezifische Prozesse modelliert, dann aber mit Hilfe eines domänenunabhängigen Workflows gekoppelt. Der Vorteil: Wissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen beschreiben wie bislang ihre spezifischen Abläufe mithilfe ihrer eigenen Terminologie. Die Plattform des IAAS bietet eine grafische Oberfläche zum intuitiven Erstellen von Simulationsabläufen. Die verschiedenen Simulationsaktivitäten erhalten jeweils ein Icon auf der Arbeitsfläche und werden durch die neue Workflow-Plattform zu komplexeren interdisziplinären Simulationen zusammengeführt.
Das von den IAAS-Forschern entwickelte Workflow Management System ermöglicht auf Basis der Webservice-Technologie die Integration der unterschiedlichen Simulationsanwendungen unabhängig von den genutzten Programmiersprachen, Betriebssystemen oder der Rechnerplattformen. Eine sogenannte Workflow-Engine koordiniert und automatisiert die Ausführungen. Vormals manuell durchgeführte Aufgaben wie die Bereitstellung von Daten, Hardware und Ressourcen oder der Start von Programmen übernimmt das Workflow-System. Auch hilft es die Ablaufgeschwindigkeit der Simulationen zu verbessern – etwa durch Workflow-Instanzen, die die bisherigen Möglichkeiten der parallelen Ausführung erweitern.
Die am IAAS vorangetriebenen Projekte von Prof. Frank Leymann und Jun.-Prof. Dimka Karastoyanova führen Wissen verschiedener Fachbereiche zusammen: Wie im Beispiel der Simulation von Strukturänderungen eines menschlichen Oberschenkelknochens Mechanik und Sportmedizin. Auch Prozesse aus der Chemie, der Physik und der Biologie können mit dem neuen System Hand in Hand berechnet werden, beispielsweise bei der Kopplung von quantenmechanischen und molekularmechanischen Methoden um Katalysereaktionen in Molekülen zu berechnen. Entsprechende Simulationen kommen zum Beispiel bei der Entwicklung von Antibiotika zum Einsatz.