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Simulationsumgebungen

Simulationsumgebungen sind softwaregestützte Umgebungen, die reale Systeme, Prozesse oder Ereignisse nachbilden, um deren Verhalten, Leistung oder Auswirkungen von Veränderungen zu untersuchen. Sie ermöglichen interaktive Experimente, Szenarioplanung und Optimierung ohne Risiken oder Kosten realer Durchführungen.

Zu den zentralen Bestandteilen gehören Modelle (mathematisch, agentenbasiert, diskret oder kontinuierlich), ein Simulationskernel oder -motor, Datenquellen

Typen von Simulationsumgebungen reichen von Trainingssimulatoren über wissenschaftliche und technische Simulationen bis hin zu digitalen Zwillingen

Anwendungsgebiete sind unter anderem Fertigung und Automatisierung, Luft- und Raumfahrt, Automotive, Gesundheitswesen, Stadt- und Verkehrsplanung, Energieversorgung

Standards und Interoperabilität fördern den Austausch von Modellen und Daten. Beispiele sind FMI (Functional Mock-up Interface)

Simulationsumgebungen entwickeln sich durch Fortschritte in KI, Hochleistungsrechnen und Vernetzung kontinuierlich weiter und unterstützen Planung, Forschung

und
-schnittstellen,
Visualisierung
sowie
bedienbare
Interfaces.
Oft
kommen
Echtzeitdaten,
Ankopplungen
an
externe
Systeme
oder
Hardware-Schnittstellen
hinzu,
um
Realitätsnähe
oder
Testbarkeit
zu
erhöhen.
(Digital
Twins).
Digitale
Zwillinge
spiegeln
physische
Systeme
in
der
Regel
in
Echtzeit
wider
und
ermöglichen
Monitoring,
Analyse
und
Optimierung.
Weitere
Formen
schließen
virtuelle
Labore,
Entscheidungsunterstützungssysteme
und
explorative
Modellierung
ein.
sowie
Umweltmodellierung.
In
der
Praxis
kommen
sowohl
kommerzielle
Plattformen
als
auch
Open-Source-Lösungen
zum
Einsatz;
Cloud-basierte
Angebote
gewinnen
an
Bedeutung.
zur
Modellkopplung
und
HLA
(High-Level
Architecture)
für
verteilte
Simulationen.
Validierung,
Verifizierung
und
Kalibrierung
(V&V)
bleiben
zentrale
Herausforderungen,
ebenso
Datenqualität,
Rechenaufwand,
Skalierbarkeit,
Sicherheit
und
Datenschutz.
und
Schulung
in
vielen
Branchen.