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Simulation

 

[lateinisch »Vorspiegelung«] die, -/-en,  

 1) allgemein: das bewusste Vortäuschen von Zuständen, z. B. die bewusste (meist zweckgerichtete) Vortäuschung von Krankheiten.

 

 2) Wissenschaft und Technik: die modellhafte Darstellung oder Nachbildung bestimmter Aspekte eines vorhandenen oder zu entwickelnden kybernetischen Systems oder Prozesses (Kybernetik), insbesondere auch seines Zeitverhaltens. Die Simulation erlaubt Untersuchungen oder Manipulationen, deren Durchführung am eigentlichen System zu gefährlich, zu teuer oder unmöglich ist.

 

Prinzipiell kann zwischen der Simulation mittels physikalisch-technischer oder mathematisch-abstrakter Modelle unterschieden werden, dazwischen gibt es viele Grade der Mischung beider Modelle. Entsprechende Geräte werden häufig als Simulatoren bezeichnet, insbesondere wenn sie Test- oder Übungszwecken dienen. Die mathematische Simulation lässt sich ferner einteilen in deterministische Simulation, bei der die Größen, die das Verhalten eines Modells bestimmen, alle exakt bekannt oder berechenbar sind, und in stochastische Simulation, bei der in den Modellen auch zufallsbedingte (stochastische) Größen verwendet werden, sowie in zeitkontinuierliche Simulation, bei der fortlaufend sämtliche Werte berechnet werden, und in zeitdiskrete Simulation, bei der nur ausgewählte Werte zu bestimmten, klar unterscheidbaren Zeitpunkten berechnet werden. - Für die Formulierung rechnertauglicher Simulationsmodelle (Rechnersimulation) existieren zahlreiche prozess-, ereignis-, aktivitäts- beziehungsweise objektorientierte Simulationssprachen (z. B. SIMULA oder GPSS [englisch general purpose simulation system]).

 

Simulationsmodelle haben als experimentelle Problemlösungsmethoden im Operations-Research besondere Bedeutung. Sie werden angewendet, wenn iterative oder formelmäßige Optimierungsmethoden für die Lösung eines Planungsproblems ungeeignet sind. Stattdessen wird ein aus Datensätzen, Zähleinrichtungen, Ja/Nein-Abfragen, mathematischen Funktionen und Entscheidungsparametern bestehendes Modell entwickelt und damit so lange durch Manipulation der Entscheidungsparameter experimentiert, bis akzeptable Problemlösungen gefunden sind. Anwendung finden Simulationen u. a. bei der Planung von Abläufen in Produktions- und Dienstleistungsbereichen (Simulation von Warteschlangen), beim Entwurf von Verkehrs- und Kommunikationsnetzen oder bei der Analyse möglicher Unternehmens- und Wirtschaftsentwicklungen; ferner sind Simulationen der methodischen Kern von Planspielen zur Aus- und Weiterbildung von Führungspersonal.

 

Literatur:

 

F. Neelamkavil: Computer simulation and modelling (Chichester 1987, Nachdr. ebd. 1991);

 

S. als betriebl. Entscheidungshilfe. Methoden, Werkzeuge, Anwendungen, hg. v. J. Briethahn u. Bernd Schmidt, 3 Bde. (1987-92);

 C. Elgood: Handbook of management and simulations (Aldershot ⁶1997).

 

Simulation

 

[lat. »Vorspiegelung«], in der Informatik die Nachbildung von Vorgängen mithilfe eines Computers. Sie wird zur Untersuchung von Abläufen eingesetzt, die man in der Wirklichkeit aus Zeit-, Kosten-, Gefahren- oder anderen Gründen nicht durchführen kann oder will. Typische Beispiele sind das Studium von möglichen Umweltkatastrophen, Pilotentraining, Entwicklung neuer Auto- oder Flugzeugtypen usw. Geräte und Programme, die eine Simulation durchführen, bezeichnet man als Simulatoren. Die Software-Industrie bietet eine große Bandbreite von Simulatorprogrammen für den privaten PC-Anwender an.

 

Die Entwicklung einer Simulation beginnt mit der Konstruktion eines Simulationsmodells (Modell), das die wesentlichen Eigenschaften der zu simulierenden Vorgänge und ihre Wechselwirkungen widerspiegelt. Durch Variation von Eingabedaten oder Entscheidungsparametern wird so lange experimentiert, bis akzeptable Problemlösungen gefunden sind. Alle Ergebnisse einer Simulation beziehen sich nur auf das zugrunde liegende Modell. Inwieweit solche Ergebnisse auf die Wirklichkeit übertragen werden können, hängt immer davon ab, wie gut die Wirklichkeit durch das Modell nachgebildet wird.

 

Man unterscheidet zwischen der deterministischen (Determinismus) und der stochastischen Simulation. Bei der deterministischen Simulation sind alle an dem Modell beteiligten Größen exakt definiert oder aufgrund mathematischer Zusammenhänge berechenbar. Bei der stochastischen Simulation werden in dem Modell auch zufallsabhängige Größen verwendet, z. B. bei der Monte-Carlo-Methode. Zur Programmierung von Simulationen wurden spezielle Programmiersprachen entwickelt, z. B. Simula und GPSS (Abk. für General Purpose Simulation System).