Moderne technische Systeme bestehen aus zahlreichen vernetzten Hardware- und Softwarekomponenten. Wenn sich ihr Zusammenspiel bereits frühzeitig virtuell untersuchen lässt, können Unternehmen Integrationsprobleme und potenzielle Schwachstellen erkennen, bevor alle Komponenten als reale Hardware verfügbar sind. Dadurch lassen sich Entwicklungszyklen verkürzen, der Bedarf an physischen Prototypen reduzieren und Tests gezielter vorbereiten.

Das am Fraunhofer IESE entwickelte Simulationsframework FERAL ermöglicht es, heterogene Modelle, Simulatoren, Softwarekomponenten und Kommunikationsnetze in einer gemeinsamen Simulationsumgebung zu integrieren. Komplexe Systeme können dadurch bereits vor ihrer vollständigen physischen Verfügbarkeit virtuell ausgeführt, untersucht und bewertet werden.

Ein offener Standard verbindet unterschiedliche Simulationsmodelle

Eine zentrale Rolle spielt dabei das Functional Mock-up Interface. FMI ist ein offener und werkzeugunabhängiger Standard für den Austausch und die Co-Simulation dynamischer Modelle über Werkzeuggrenzen hinweg.

FERAL unterstützt die Co-Simulation mit FMI 2 und FMI 3 und kann entsprechende Simulationsmodelle werkzeugübergreifend integrieren. Darüber hinaus lassen sich unter anderem Simulink-Modelle, C/C++-Modelle, Java-Simulationen und externe Komponenten über HTTP REST einbinden. Auch Kommunikationsnetze und Protokolle wie CAN, Ethernet, FlexRay, LIN und MOST können simuliert werden.

FERAL geht damit über die reine Ausführung einzelner Functional Mock-up Units hinaus. Die Plattform orchestriert unterschiedliche Modelle, Simulatoren, Softwarekomponenten und Kommunikationsnetze in gemeinsamen Simulationsszenarien. Dadurch lassen sich insbesondere die Wechselwirkungen zwischen den Komponenten eines komplexen Systems analysieren sowie Fehler- und Anwendungsszenarien frühzeitig untersuchen.

FERAL im internationalen FMI-Ökosystem

FERAL ist nun auf der offiziellen FMI Tools Page gelistet und dort gemeinsam mit zahlreichen kommerziellen und Open-Source-Simulationswerkzeugen vertreten. 

Die Listung erhöht die internationale Sichtbarkeit von FERAL und erleichtert es Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die Plattform als FMI-fähige Lösung für heterogene Co-Simulationen zu finden. Zugleich unterstreicht sie die Bedeutung offener Standards für die Arbeit des Fraunhofer IESE im Virtual Engineering.

»Komplexe Systeme entstehen heute nicht mehr in einem einzigen Werkzeug. Mit FERAL schaffen wir eine durchgängige Simulationsumgebung, in der Modelle, Softwarekomponenten und Kommunikationsnetze gemeinsam ausgeführt und bewertet werden können. Die Unterstützung von FMI 2 und FMI 3 ist dafür ein zentraler Baustein. Die Aufnahme auf die offizielle FMI Tools Page erhöht nun die internationale Sichtbarkeit von FERAL«, sagt Dr. Pablo Oliveira Antonino, Department Head Virtual Engineering, Fraunhofer IESE.

Komplexe Systeme früher virtuell untersuchen

FERAL wird bereits in Industrie- und Forschungsprojekten eingesetzt. In der Automobilbranche unterstützt das Framework beispielsweise die virtuelle Integration, Analyse und Qualifizierung von Assistenz- und Steuerungssystemen. Darüber hinaus kommt FERAL bei adaptiven cyber-physischen Systemen, der Simulation von Netzwerken und Kommunikationsprotokollen sowie bei Fehler- und Szenarioanalysen zum Einsatz.

Diese Simulationsfähigkeiten bilden zugleich eine Grundlage für ausführbare Digitale Zwillinge und die virtuelle Absicherung softwaredefinierter und KI-gestützter cyber-physischer Systeme.

Unternehmen können mit FERAL Systemintegration und Tests früher durchführen, Fehlerwirkungen gezielt untersuchen und den Aufwand für physische Prototypen und Teststände reduzieren. Mit der Aufnahme auf die FMI Tools Page ist FERAL nun auch dort sichtbar, wo sich Anwenderinnen und Anwender über Lösungen für FMI-basierte Simulation und Co-Simulation informieren.

Weitere Informationen

FERAL – Plattform für Simulation und virtuelle Evaluation

FMI Tools Page