Das vorliegende Werk beschäftigt sich mit den Themen Simulation und Modellierung, die eng miteinander verknüpft sind. Ein erfolgreicher Modellierungsprozess ist der Schlüssel für eine gewissenhafte Simulation, da der Erfolg - die korrekte Interpretation des Ergebnisses - auf Design-Engineering und fundierter Vorarbeit basiert.
Zunächst werden Begrifflichkeiten erläutert sowie ein kurzer, historischer Überblick über die Entwicklung des Themas innerhalb der letzten zehn Jahre gegeben. Dieser Zeitraum wurde maßgeblich durch die Ära des digitalen Zeitalters geprägt.
Bevor anschließend auf den Prozess der Systemmodellierung mit seinen Phasen Formulierung, Analyse und Validierung eingegangen wird, werden die Modellklassen näher untersucht: Strukturmodell, Idealmodell, Simulationsmodell und Visualisierungsmodell. Da in diesen Modellen nicht nur Daten, sondern auch beschreibende Daten auf Meta-Ebene gespeichert werden, wird auch die Verbindung zu Schema und Ausprägung aufgezeigt. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf semiotischen und digitalen Modellen, wobei die digitalen Modelle eine besondere Rolle aufgrund der Internettechnologie und den damit verbundenen Web Services einnehmen. Auch die Bildung von webbasierten Simulationsumgebungen gehört in diesen Themenbereich - die Computer nehmen durch die Unterstützung des Anwenders mit ihrer Künstlichen Intelligenz eine besondere Rolle ein. Um dies zu betonen, wird zusätzlich auf Simulationssprachen und in diesem Zusammenhang auch auf Simulationssoftware eingegangen.
Auf spielerische Weise beschäftigen sich Wirtschaftssimulationen oder Fallstudien mit ökonomischen Aspekten innerhalb des Simulationsbereiches. Obwohl intelligentes Hypermedia bzw. E-Learning sich als Lernumgebung und im Edutainment-Bereich immer mehr durchsetzt, und die Möglichkeit besteht, immer komplexere Modelle zu digitalisieren, kann Simulation an sich auch kritisch betrachtet werden, wie die philosophischen Thesen von Jean Baudrillard und Umberto Eco am Schluss beweisen.
Diese Kritik wird jedoch die zukünftige Forschung und Entwicklung in dem Bereich der Simulation nicht einschränken und die Forschung wird in der Lage sein, sehr komplexe Simulationsmodelle, die momentan nur schwierig berechnet werden können, durch Rechnerunterstützung abzubilden.
Inhaltsverzeichnis
1. GRUNDLAGEN
1.1 Begriffe der Simulation
1.2 Historische Entwicklung
1.3 Life-Cycle einer Simulationsstudie
2. MODELLIERUNG EINES SYSTEMS
2.1 Formulierung
2.2 Untersuchung
2.3 Validierung
3. KLASSIFIZIERUNG VON MODELLEN
3.1 Reale Modelle
3.2 Semiotische Modelle
3.2.1 Modelle mit einem generellen Gegenstandsbezug (Strukturmodelle)
3.2.2 Modelle mit einem besonderen Gegenstandsbezug (Idealmodelle)
3.2.3 Simulationsmodelle
3.2.4 Visualisierungsmodelle
3.3 Simulationssprachen und Simulationssoftware
3.4 Web Based Simulation Environment (WBSE)
4. SZENARIEN UND BEISPIELE
5. KÜNSTLICHE INTELLIGENZ
6. SIMULATION: EDUTAINMENT, ENTERTAINMENT & PLANSPIELE
6.1 Edutainment und E-Learning
6.2 Entertainment
6.3 Planspiele
7. KRITIK AN DER SIMULATION AUS PHILOSOPHISCHER SICHT
8. FAZIT & AUSBLICK
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die enge Wechselwirkung zwischen Simulation und Modellierung als zentrale Werkzeuge moderner Problemlösungstechnik. Ziel ist es, ein umfassendes Verständnis für den Prozess der Modellbildung, dessen Klassifizierung sowie die technologischen Anforderungen an Simulationssoftware und moderne webbasierte Simulationsumgebungen zu vermitteln.
- Grundlagen und historischer Kontext der Simulation
- Systematisierung und Klassifizierung von Modellen
- Technische Voraussetzungen für Simulationssoftware und Web Based Simulation Environments
- Anwendungsbereiche in Wissenschaft, Technik, Entertainment und E-Learning
- Philosophische Kritik und ethische Implikationen der Simulation
Auszug aus dem Buch
1.1 Begriffe der Simulation
Der Begriff der Simulation entstammt dem lateinischen Begriff „simulare“ bzw. „simulatio“ und hat im Allgemeinen zwei Bedeutungen. Zum einen bedeutet er „vortäuschen“ und zielt auf das bewusste „Vortäuschen von Krankheiten oder die übertriebene Darstellung ihrer Symptome“ ab. Der andere Aspekt ist Thema dieser Studienarbeit, auf den nun ausführlich eingegangen werden soll.
Eine frühe Begriffsdefinition findet sich im Brockhaus des Jahres 1895: „Ein Verhalten, welches dem wirklichen Sachverhalt nicht entsprechenden Schein eines anderen Sachverhalts hervorruft, meistens in der Absicht zu täuschen. Juristisch kommt in Betracht die Simulation von Geisteskrankheiten, namentlich zur Vermeidung einer dem Simulanten drohenden strafrechtlichen Verfolgung, die Vorschützung von Gebrechen oder körperlichen Krankheiten, um vermögensrechtliche Vorteile zu erlangen, beim Militär, um sich der Dienstpflicht zu entziehen…“
Doch diese Definition kommt nicht im Geringsten an den Zusammenhang heran, den wir heutzutage bei einer Simulation erwarten. Eine, für die heutige Zeit deutlich sinnvollere Definition findet sich knapp 90 Jahre später in einer Ausgabe des Brockhaus von 1983: „Darstellung oder Nachbildung physikalischer, technischer, biologischer, psychologischer oder ökonomischer Prozesse durch mathematische oder physikalische Modelle, die eine wirklichkeitsnahe, jedoch einfachere, billigere oder ungefährlichere Untersuchung als das Objekt erlauben.“
Zusammenfassung der Kapitel
1. GRUNDLAGEN: Dieser Abschnitt führt in die Thematik ein, definiert relevante Begriffe und bietet einen geschichtlichen Überblick sowie eine Erläuterung des Lebenszyklus einer Simulationsstudie.
2. MODELLIERUNG EINES SYSTEMS: Hier wird die Modellierung als zentraler Prozess betrachtet, inklusive einer Übersicht über Modellklassen und die Phasen Formulierung, Untersuchung und Validierung.
3. KLASSIFIZIERUNG VON MODELLEN: Dieser Teil widmet sich der detaillierten Einteilung von Modellen, insbesondere semiotischen und digitalen Modellen, sowie Simulationssprachen und webbasierten Umgebungen.
4. SZENARIEN UND BEISPIELE: Das Kapitel veranschaulicht den Einsatz von Simulationen anhand praktischer Szenarien, insbesondere unter dem Aspekt des High Performance Computing.
5. KÜNSTLICHE INTELLIGENZ: Es wird untersucht, wie wissensbasierte Systeme und Künstliche Intelligenz genutzt werden, um Simulationsprozesse interaktiv zu unterstützen und zu automatisieren.
6. SIMULATION: EDUTAINMENT, ENTERTAINMENT & PLANSPIELE: Dieser Abschnitt behandelt den Einsatz von Simulation in Lernumgebungen, den Unterhaltungssektor sowie den methodischen Einsatz von Planspielen.
7. KRITIK AN DER SIMULATION AUS PHILOSOPHISCHER SICHT: Eine Auseinandersetzung mit kritischen Perspektiven auf die Simulation, insbesondere durch die Thesen von Jean Baudrillard und Umberto Eco.
8. FAZIT & AUSBLICK: Das letzte Kapitel fasst die gewonnenen Erkenntnisse zusammen und wagt einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen und Forschungsschwerpunkte.
Schlüsselwörter
Simulation, Modellierung, Systementwurf, Informatik, Web Based Simulation Environment, Semiotische Modelle, Validierung, Künstliche Intelligenz, Edutainment, Planspiele, Virtuelle Realität, Algorithmen, Datenmodell, Systemanalyse, Digitalisierung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Studienarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit den Grundlagen der Simulation und Modellierung, ihrer technischen Umsetzung in Rechnersystemen sowie deren breitem Anwendungsfeld von der Industrie bis hin zum Entertainment.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die Schwerpunkte liegen auf der Klassifizierung von Modellen, dem Simulationsprozess, der Softwarearchitektur für Simulationen sowie der Integration dieser Verfahren in webbasierte Umgebungen und Lernkontexte.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, die systematischen Zusammenhänge zwischen Modellierungsmethodik und simulierter Realität aufzuzeigen und die Anforderungen an eine moderne, flexible und effiziente Simulationssoftware zu definieren.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit stützt sich auf eine fundierte Literaturanalyse und die strukturierte Systematisierung bestehender Modellierungsansätze und Simulationsstrategien aus der Wirtschaftsinformatik.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden die Modellklassen und der Modellierungsprozess, die Klassifizierung von Simulationssprachen, die Entwicklung webbasierter Simulationsumgebungen (WBSE) und die Rolle der Künstlichen Intelligenz detailliert erörtert.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Simulation, Modellierung, Systementwurf, Künstliche Intelligenz, WBSE und Validierung maßgeblich geprägt.
Wie unterscheidet sich eine Simulationsstudie von einem Computerspiel?
Während die Simulationsstudie auf eine wissenschaftlich korrekte Abbildung und Prognose des Realitätsausschnitts abzielt, steht beim Computerspiel der Aspekt des spielerischen Erlebens und der Interaktion durch den Nutzer im Vordergrund.
Warum ist die Validierung bei der Simulation so entscheidend?
Ohne eine Validierung, bei der die Simulationsergebnisse gegen das reale System geprüft werden, entbehrt das Modell jeglicher Grundlage und kann keine korrekten Vorhersagen oder Erkenntnisse für das Originalsystem liefern.
- Quote paper
- Dipl.-Wirtsch.-Inform. Peter Eiselt (Author), 2004, Simulation und Modellierung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/31434
