Was ist Simulationstechnik?

Simulation Engineering ist ein weit gefasster Begriff, der verwendet wird, um Computersimulationstechnologien und -programme zu beschreiben, die verwendet werden, um Engineering-Projekte zu modellieren und die Risiken und Vorteile in einer virtuellen Umgebung zu bewerten. Der Einsatz dieser Art von Programmen hat in den letzten 10 Jahren exponentiell zugenommen, was technische Fortschritte in allen Bereichen ermöglicht, von der Biotechnik bis zur Umweltwissenschaft. Die Simulationstechnik besteht aus vier Hauptkomponenten: Software, Speicheranforderungen, Hardwareressourcen und Benutzerschnittstellen.

Alle Simulations-Engineering-Tools sind für den Einsatz durch ausgebildete Ingenieure oder Ingenieurstechniker konzipiert. In vielen postsekundären Ingenieurstudiengängen gibt es inzwischen Kurse zur Simulationstechnik, wann sie eingesetzt werden sollte und wie die Ergebnisse zu interpretieren sind. Dieser technologische Fortschritt hat kostspielige Fehler stark reduziert, ermöglicht es der ingenieurwissenschaftlichen Forschung, zu viel geringeren Kosten in neue Bereiche vorzudringen und ihre Forschungslandschaft vor dem eigentlichen Beginn des physischen Projekts auszuarbeiten.

Die in der Simulationstechnik eingesetzte Software wird speziell für jede Disziplin entwickelt. Die Qualität und Flexibilität dieser Programme hat sich mit zunehmender Nutzung dramatisch erhöht. Als solche umfassen die jetzt verfügbaren Softwareprodukte Zeitraffer und Projektionen, den Einfluss von Naturgewalten über längere Zeiträume und den Einfluss von Temperaturschwankungen.

Eine der verbleibenden Hürden bei der Simulationstechnik sind die enormen Speicher- und Systemressourcen, die für die Verwendung dieser Art von Software erforderlich sind. Es ist interessant festzustellen, dass nicht eine Änderung der Anforderungen, sondern eine verbesserte Verarbeitung und niedrigere Kosten für den Speicher die Expansion dieser Branche ermöglicht haben. Da die Hersteller von Computerspeichern ihre Prozesse verbessern, sanken die Kosten. Nach dem Mooreschen Gesetz sollen die Kosten für Speicher alle 50 Monate um 18 Prozent sinken.

Die Hardwareanforderungen für diese Softwareprodukte sind erheblich. Im Interesse von Kosteneinsparungen bündeln viele große Forschungsuniversitäten Ressourcen und Mittel zu eigenen Instituten für ingenieurwissenschaftliche Forschung. Diese Institute arbeiten unabhängig, sind aber einem Vorstand verantwortlich, der alle Partnerinstitute repräsentiert. So kann die Forschung voranschreiten und das Wissen geteilt werden. Diese Art der Partnerschaft ist im postsekundären Sektor keine Seltenheit, im privaten Sektor jedoch nicht tragfähig.

Die für die Simulationstechnik erforderlichen Benutzeroberflächen haben sich in den letzten Jahren weiterentwickelt. Traditionell mussten Benutzer Programmiersprachen lernen und alle Spezifikationen und Anforderungen eingeben. Der Computer würde die Anfrage verarbeiten und die Ergebnisse der Berechnungen bereitstellen. Fortschritte in Technologie und Ressourcenzuweisung ermöglichen es Benutzern nun, grafische Benutzeroberflächen, mehrdimensionale Projektionen zu verwenden und die Auswirkungen bestimmter Aktionen auf die Form und andere physikalische Eigenschaften zu sehen.