und Komponenten-Technologien in der Modellierung ... - CES - KIT

Kapitel 5
Konzeption, Realisierung und Bewertung
einer Optimierungskomponente
Heute existieren mächtige Techniken und Werkzeuge, die den Modellierer bei der Konzeption
und Implementierung von Simulationsmodellen in umfassender Weise unterstützen. Strategien
zum zielgerichteten Experimentieren mit bereits vorhandenen Simulationsmodellen, die es dem
Modellierer ermöglichen, Aufschluss über das meist sehr komplexe Modellverhalten zu bekommen,
werden von den meisten Simulationswerkzeugen jedoch nur in sehr unzureichender
Form oder gar nicht angeboten. Daher müssen die zum Erreichen der Modellierungsziele notwendigen
Experimentabfolgen heute noch vorwiegend manuell vom Modellierer geplant und
durchgeführt werden, wobei der Erfolg im Wesentlichen von dessen Kenntnisstand und Intuition
abhängt. Bei der heutigen Modellkomplexität lässt sich das Modellverhalten durch diese
manuelle Art des Experimentierens jedoch nicht mehr in ausreichendem Maße erschließen, was
in der Regel dazu führt, dass die gesteckten Modellierungsziele nicht erreicht werden können.
Um diesen höchst unbefriedigenden Zustand zu verbessern, müssen effiziente Experimentierstrategien
entwickelt und in die zur Verfügung stehenden Modellierungswerkzeuge integriert
werden. Dadurch ließe sich der Nutzen und Stellenwert der Modellierung beträchtlich erhöhen
und der meist sehr hohe Aufwand zur Erstellung von Simulationsmodellen besser rechtfertigen.
Aus den in Abschnitt 4.2 genannten Gründen bietet es sich an, Experimentierstrategien in Form
von separaten Spezialkomponenten zu realisieren, die wie in Abbildung 4.2.3.1 dargestellt eigenständige
und austauschbare Teile eines Modellierungswerkzeugs bilden. Zu den möglichen
Aufgabenstellungen solcher Komponenten könnten zählen
- die Bestimmung empfindlicher Modellparameter,
- die Prüfung der hinreichenden Übereinstimmung von Modell und Originalsystem,
- die Ermittlung optimaler Modellparametereinstellungen.
Dieses Kapitel befasst sich im Detail mit der Konzeption, Realisierung und Bewertung einer
Spezialkomponente zur effizienten Parameteroptimierung von Simulationsmodellen. In Abbildung
5.1 ist ein Modellierungswerkzeug dargestellt, das eine solche Optimierungskomponente
anbietet. Die Aufgabe dieser Komponente besteht darin, dem Modellierer effiziente und möglichst
einfach zu handhabende Strategien zur automatischen Steuerung der zur Modelloptimierung
notwendigen Experimentabfolgen zur Verfügung zu stellen.