Zerlegungsmodellen

Zerlegungsmodelle sind Modellierungsmethoden, die ein komplexes System durch Zerlegung in einfachere Teile darstellen. Ziel ist es, das System in überschaubare Bausteine zu gliedern, deren Verhalten einzeln analysiert und anschließend zu einem Gesamtsystem zusammengefügt werden kann. Durch diese Gliederung lassen sich Abhängigkeiten zwischen Komponenten besser verstehen, Schnittstellen definieren und die Analyse oder Entwicklung parallelisieren.

Anwendungsgebiete erstrecken sich über Ingenieurwesen, Softwareentwicklung, Betriebsforschung, Wirtschaftsinformatik und Datenanalyse. Sie dienen dazu, große Probleme schrittweise zu lösen, Risiken zu reduzieren und die Transparenz von Modellen zu erhöhen.

Zu den gängigen Typen zählen funktionale Zerlegung (Aufteilung nach Funktionen oder Prozessen), strukturelle Zerlegung (Aufteilung in Subsysteme oder Module), hierarchische Zerlegung (Mehrstufenkonstrukte über Ebenen hinweg) sowie daten- bzw. faktorenbasierte Zerlegung (z. B. Faktoranalyse, Hauptkomponentenanalyse). In der Optimierung kommen Dantzig–Wolfe- und Benders-Dekomposition sowie weitere strukturierte Ansätze zum Einsatz.

Vorgehen umfasst typischerweise das Festlegen von Systemgrenzen, das Identifizieren von Bausteinen und Schnittstellen, die Modellierung der Teilmodelle sowie deren Integration und Validierung im Gesamtsystem.

Vorteile sind eine bessere Handhabung von Komplexität, verbesserte Wiederverwendbarkeit, modularisierte Entwicklung und erleichterte Sensitivitätsanalysen. Nachteile können Oversimplifikation, Abhängigkeiten zwischen Schnittstellen und ein erhöhter Abstimmungsaufwand sein. Zerlegungsmodelle sind daher oft ein Kompromiss zwischen Detailtiefe und Überschaubarkeit.