Modellentwurf

Modellentwurf bezeichnet den systematischen Prozess der Erstellung von Repräsentationen eines Systems, um es zu analysieren, zu simulieren und die Entwicklung zu steuern. Ziel ist es, Komplexität zu beherrschen, Anforderungen zu verdeutlichen und Kommunikations- sowie Entwurfsfehler frühzeitig zu erkennen.

Typische Phasen umfassen Anforderungsanalyse, Abstraktion und Zerlegung, konzeptionelles Design, logischers und physisches Design. Im konzeptionellen Design werden Architektur und zentrale Bestandteile festgelegt, das logische Design beschreibt Struktur und Verhalten unabhängig von Implementierung, und das physische Design adressiert konkrete Technologien, Schnittstellen und Optimierungen.

Methoden und Notationen umfassen funktionale Modelle, Prozess- und Datenmodelle sowie objektorientierte Modelle. Verbreitete Sprachen und Notationen sind UML, SysML, BPMN sowie Entity-Relationship-Diagramme. Designmuster und Architekturstile unterstützen wiederkehrende Lösungslagen und fördern Wiederverwendbarkeit.

Model-Driven Engineering nutzt Modelle als zentrale Artefakte und generiert Code oder Konfigurationsdaten durch Modelltransformationen. Toolunterstützung erleichtert Konsistenzprüfung, Simulation, Codegenerierung und Validierung.

Qualitätssicherung umfasst Validierung (ob das Modell die richtigen Anforderungen abbildet) und Verifikation (ob das Modell korrekt umgesetzt wird). Metriken zu Kohäsion, Kopplung, Komplexität und Konsistenz helfen, den Entwurfsprozess zu steuern.

Anwendungsfelder reichen von Softwareentwicklung und Systems Engineering über eingebettete Systeme bis hin zu Industrie 4.0 und Produktentwicklung. Historisch entstand Modellentwurf aus dem Bedarf, komplexe Systeme durch Abstraktion beherrschbar zu machen; mit Standardnotationen wie UML gewann er in den 1990er Jahren breite Verbreitung.