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Systemmodellierung

Systemmodellierung bezeichnet die Erstellung abstrakter Repräsentationen realer oder hypothetischer Systeme, um Struktur, Verhalten und Wechselwirkungen zu verstehen, vorauszusagen und zu optimieren. Sie ist ein Kernbestandteil des Systems Engineering und findet Anwendung in Technik, Informatik, Wirtschaft und Umweltwissenschaften. Ein Modell ist ein reduziertes Abbild der Realität mit festgelegten Abstraktionsebenen, Randbedingungen und Annahmen. Modelle dienen der Analyse, dem Design, der Dokumentation und der Kommunikationsplanung, ohne das echte System unmittelbar zu beeinflussen oder zu gefährden.

Modelle können unterschiedliche Formen annehmen: mathematische Modelle mit Gleichungen (Differential- oder Diskretgleichungen), grafische Darstellungen wie Blockdiagramme

Der Modellierungsprozess ist oft iterativ: Anforderungen klären, Grenzen und Abstraktionen festlegen, Schnittstellen definieren, Modelle validieren und

oder
Zustandsautomaten,
diskrete
ereignisgesteuerte
Modelle,
agentenbasierte
Simulationen
oder
formale
Netze
wie
Petri-Netze.
Die
Wahl
der
Darstellung
hängt
vom
Anwendungsgebiet
ab.
Typische
Modellierungssprachen
umfassen
SysML
und
UML
für
Architektur
und
Anforderungen,
Modelica
für
mehrkörpersysteme,
MATLAB/Simulink
für
Simulationen
sowie
BPMN
für
Geschäftsprozesse.
verifizieren,
simulieren,
kalibrieren
und
Sensitivitätsanalysen
durchführen.
Dokumentation
und
Versionierung
unterstützen
Reproduzierbarkeit.
Zu
den
Herausforderungen
gehören
Komplexität,
Mehrdomänen-Interoperabilität,
Unsicherheit,
Datenqualität
und
Skalierung.
Gute
Praxis
umfasst
modulare
Struktur,
klare
Schnittstellen,
nachvollziehbare
Annahmen
und
standardisierte
Formate
zur
besseren
Austauschbarkeit
von
Modellen.