Simulation spart Zeit und Kosten

Wie lassen sich der Verkehrsfluss an einer vielbefahrenen Straßenkreuzung analysieren und mögliche Maßnahmen zur Verbesserung untersuchen, ohne in den Straßenverkehr einzugreifen? Dieser und anderen Fragen stellen sich Professor Axel Lehmann und seine Mitarbeiter von der Fakultät für Informatik an der Universität der Bundeswehr München. Sein Forschungsschwerpunkt sind Modellbildung und Simulation. Mit Hilfe formaler Methoden beschreibt Lehmann symbolisch, d.h. modellhaft, komplexe Problemstellungen, simuliert mit einem solchen Modell unterschiedliche Situationen und Maßnahmen und schätzt die jeweiligen Konsequenzen ein.

Die Ergebnisse sind konkrete Vorschläge, um beispielsweise komplexe Ampelschaltungen an vielbefahrenen Straßenkreuzungen effektiver zu steuern oder um Produktionsabläufe zur Fertigung von Fahrzeugen und Flugzeugen effizienter zu gestalten. „Da die Unternehmen heute in immer kürzeren Abständen neue Produkte entwickeln müssen, ist es nur noch durch modellhafte Analysen und Simulationen möglich, die Entwürfe und Produktionsabläufe kostengünstig und dennoch präzise zu planen und die Effizienz der einzelnen Schritte zu untersuchen“, erläutert Lehmann.

In einem weiteren Einsatzfeld für die Modellbildung und Simulation untersucht die Arbeitsgruppe von Lehmann eine effektivere und kostengünstigere Nutzung des World Wide Web. Forschungsgegenstände sind etwa das Online-Shopping oder das Durchstöbern von Informationskatalogen. Mit den durchgeführten Simulationen werden Hardware- und Software-Maßnahmen an der Infrastruktur und Organisation des Internet-Datenverkehrs auf mögliche Leistungsverbesserungen analysiert. So optimieren Lehmann und seine Mitarbeiter beispielsweise mit formalen und mathematischen Methoden der Modellbildung und Simulation die Standortwahl und interne Verwaltung sogenannter Proxy-Server, um dadurch eine Entlastung des Original-Servers und des gesamten Internets zu erreichen. Dies ermögliche auch einen schnelleren Zugriff für die Benutzer auf die gewünschten Informationen.

Laut Lehmann ist der Mensch lediglich in der Lage den Einfluss von sechs bis neun Einflussgrößen auf eine davon abhängige Zielgröße zu beurteilen. In der computergestützten Simulation von komplexen Systemen könnten jedoch Tausende von Einflussparametern berücksichtigt werden. Es gäbe kaum eine Branche, in der Simulation nicht eingesetzt werde. „Selbst politische, militärische und soziale Entscheidungen oder Unternehmensstrategien werden heute meist durch Modellrechnungen abgesichert“, so Lehmann.