Funktionsnetzwerk

Ein Funktionsnetzwerk ist ein Netzwerk, in dem die Knoten Funktionsbausteine oder Funktionen repräsentieren und die Kanten deren funktionale Abhängigkeiten, Signalflüsse oder Kooperationsbeziehungen kennzeichnen. Ziel ist es, zu analysieren, wie Funktionen zusammenwirken, um Gesamtsysteme zu ermöglichen.

Anwendungsfelder umfassen Technik und Informatik, Organisationen, Biologie und Neurowissenschaften. In der Technik dient es der Strukturierung von Systemarchitekturen in Funktionsblöcke und Schnittstellen; in Organisationen beschreibt es die Verknüpfung von Abteilungen und Prozessen nach ihren Funktionen. In der Biologie oder Neuroinformatik werden funktionale Netzwerke verwendet, um Interaktionen zwischen Genen, Proteinen, Zellen oder Gehirnarealen zu modellieren; im Sozialwesen können Funktionsnetzwerke Beziehungen nach Aufgaben oder Rollen abbilden.

Typische Merkmale sind Knoten mit funktionalen Eigenschaften, gerichtete oder ungerichtete Kanten sowie Metriken wie Zentralität, Konnektivität und Modulstruktur. Die Datenbasis kann Prozessbeschreibungen, Kommunikationsprotokolle, Abteilungsdiagramme oder Messdaten aus biologischen Experimenten umfassen. Methoden der Netzwerkanalyse, wie Graphentheorie, Community Detection und zeitabhängige oder dynamische Netzwerke, unterstützen die Identifikation von Kernfunktionen, Engpässen oder Hierarchien.

Der Begriff variiert je nach Fachgebiet; oft werden Begriffe wie „funktionales Netzwerk“, „Funktionsnetz“ oder die englische Bezeichnung „functional network“ verwendet. Es handelt sich meist um beschreibende Modelle, die weder notwendigerweise physische Verbindungen noch statische Strukturen festlegen, sondern funktionale Beziehungen abbilden.

Weitere relevante Begriffe sind Netzwerkanalyse, funktionale Konnektivität, Prozessmodellierung und Systemarchitektur.