modellbasiertem

Modellbasiert beschreibt ein Vorgehen, bei dem Systeme, Prozesse oder Entscheidungen primär durch formale Modelle beschrieben, analysiert und gesteuert werden. Ein modellbasierter Ansatz betont die explizite Repräsentation von Strukturen, Dynamik und Beziehungen in Gleichungen, Regeln oder graphischen Modellen, statt sich ausschließlich auf Daten oder heuristische Regeln zu stützen.

Anwendungsbereiche umfassen Technik und Ingenieurwesen, Softwareentwicklung, Künstliche Intelligenz und Wissenschaft. In der Technik dient modellbasierte Entwicklung der Simulation, dem Design und der Regelung von Systemen, zum Beispiel durch modellbasierte Regelung (Model Predictive Control) oder durch Tests auf Basis simulierten Verhaltens. In der Softwareentwicklung wird aus Modellen automatisch Code oder Tests abgeleitet. In der KI kommen modellbasierte Planungs- und Reasoning-Verfahren zum Einsatz, die mit einem expliziten Weltmodell arbeiten. In der Wissenschaft unterstützen Modelle Vorhersagen, Hypothesenprüfung und Validierung durch Simulationen.

Zu den Vorteilen gehören eine bessere Nachvollziehbarkeit, frühzeitige Validierung und die Möglichkeit, Modelle als zentrale Artefakte zu nutzen, um Tests zu generieren, Designalternativen zu vergleichen und Entwicklungsschritte zu automatisieren. Modellbasierte Ansätze fördern außerdem Wiederverwendbarkeit und Transparenz der Annahmen.

Herausforderungen umfassen die Notwendigkeit genauer und wartungsnaher Modelle, die oft komplex sind und erhebliche Ressourcen für Erstellung, Kalibrierung und Verifikation erfordern. Diskrepanzen zwischen Modell und Realität, Skalierungsprobleme und der Bedarf an passenden Werkzeugen können die Effizienz beeinträchtigen.

Beispiele reichen von MPC in der Prozess- und Fahrzeugtechnik, modellbasierte Softwareentwicklung mit Codegenerierung, bis zu modellbasierten Testmethoden und planungsbasierten KI-Verfahren. Der Begriff leitet sich von Modell und basieren ab, und eng verwandt ist der Ausdruck modellgetriebene oder modellbasierte Entwicklung.

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