Einleitung
Die Modellierung und Simulation komplexer Systeme setzt ein Verständnis der Vorgänge voraus. Auf den ersten Blick erscheint diese Aussage trivial, jedoch sind Modelle in einem Formalismus, wie z. B. Differentialgleichungen, nicht per se selbsterklärend. Die Abstraktheit einer Darstellung spielt dabei eine wichtige Rolle. Anschauliche Modelle sind leichter zu verstehen, können aber die komplexen Vorgänge nicht in jeder Situation adäquat abbilden.
Unter anderem argumentieren Fishwick (2003b) und van Amerongen et al. (1998), dass verschiedene Perspektiven auf ein und dasselbe Problem helfen, dessen Eigenschaften besser zu verstehen. Oftmals sind Personen aus verschiedenen Fachgebieten beteiligt, was die Perspektivenvielfalt erhöht, aber auch Probleme schafft. Die benutzte Sprache für die Darstellung eines Systems ist nicht die gleiche, sondern im Fachgebiet verankert. Erst wenn die verschiedenen Perspektiven zueinander in Bezug gesetzt werden, ergeben sich Brücken, die zu einem verbesserten Verständnis der Vorgänge führen.
Sichtweisen
Geprägt u.a. durch unser Vorwissen nehmen wir eine bestimmte Sichtweise bei der Betrachtung von Systemen ein. Durch mehrere Perspektiven entstehen verschiedene Beschreibungen eines Systems auf unterschiedlichen Ebenen. In Modellierung und Simulation entspricht eine Perspektive einem Modell, beschrieben in einem Formalismus. Jedes Modell stellt einen bestimmten Aspekt in den Vordergrund, wobei alles, was für diese Sichtweise nicht relevant ist, weggelassen wird.
Ein anschauliches Beispiel für Perspektivenvielfalt sind die Sprachen von Speicher-Programmierbaren-Steuerungen (SPS), wie sie im internationalen Standard IEC 61131-3 beschrieben sind: "Programming a PLC with RLL turned out to be much like writing a doctoral dissertation with hieroglyphics - the results could be absolutely brilliant, but no one else would ever be able to truly understand ist, much less improve on it" (VanDoren, 1996, S. 110).
Eine Umgebung, die Übergänge zwischen verschiedenen Sichten eines Systems ermöglicht, würde eine bessere Unterstützung während der Modellierung und Simulation ermöglichen. Van Amerongen et al. (1998) schreiben dazu: "With a proper interface, each designer can work with the models and kind of output most appropriate for the specific design task. But even for one design task multiple views on the same problem can considerably enhance the insight into the problem and help to find solutions." Mikulecky (2005) argumentiert ebenso: "Complexity results from bifurcations - not in the dynamics, but in the description! Thus complex systems require that they be encoded into more than one formal system in order to be more completely understood."Zielsetzung
Ziel ist es zu untersuchen, wie Übergänge zwischen verschiedenen Modellen von Systemen geschaffen werden können. Ziel ist es, ein Konzept einer Modellier- und Simulationsumgebung zu entwickeln, welches es erlaubt, verschiedene Perspektiven von einem System einzunehmen. Das Konzept soll dabei den dynamischen Wechsel zwischen verschiedenen Modellen einer Komponente unterstützen. Das Umschalten erfolgt ohne Verlust des Kontextes, d.h. der Zustand des Modells wird dadurch nicht beeinfusst.
Ein System als Komplexes Objekt (a) ermöglicht einfache
Wechsel zwischen unterschiedlichen Sichten einer Szene (b)
Ein Komplexes Objekt ist ein Meta-Objekt, bestehend aus einem realen Vorbild, einem Simulationsmodell und dessen Visualisierungen, die jeweils Sichten auf das reale Modell darstellen. Der Begriff Komplexe Objekte ist nicht mit komplexen Objekten zu verwechseln, sondern folgt dem Konzept von Bruns (1999), der den Namen in Anlehnung an die komplexen Zahlen aus der Mathematik gewählt hat. Um den Unterschied deutlich zu machen wird der Begriff groß geschrieben.
Literatur
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