A classification of modelling and simulation approaches to continuous systems

Abstract

In den letzten Jahren ist die Zahl der simulierten Probleme drastisch gestiegen. Bisher wurden allerdings kaum ernsthafte Versuche unternommen Modellbildungs- und Simulationsmethoden und -zugänge zu klassifizieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es eine Klassifizierung für Methoden und Zugänge der Modellbildung und Simulation im Allgemeinen und für die ARGESIM Comparisons im speziellen zu entwickeln.<br />Um das zu vollbringen war es vorerst notwendig einen breiten Überblick über das Gebiet der Simulation zu geben um dem geneigten Leser die Möglichkeit zu geben die Zusammenhänge auf dem Gebiet zu verstehen.<br />Zusätzlich wird eine kurze Zusammenfassung der Geschichte der Simulation verfaßt um tiefere Einblicke zu ermöglichen, da einige Entwicklungen aus gegenwärtiger Sicht unvernünftig scheinen mögen aber zum Zeitpunkt ihrer Entwicklung eine durchaus gute Idee zu sein schienen.<br />Anschließend wird eine Klassifikation entwickelt und ihre Konstruktion als auch ihr Design im Detail erklärt. Des Weiteren werden die wichtigen Teile der Klassifikation zum besseren Verständnis ausführlich beschrieben. Probleme die dabei auftreten werden aufgelistet und diskutiert und die fertige Klassifikation wird zur Implementation als Datenbank vorbereitet. Die Klassifizierung basiert im speziellen auf den ARGESIM Comparisons und wurde für ebendiese entwickelt. Das tatsächliche Klassifizieren allerdings, ist nicht Gegenstand dieser Arbeit.<br />Nach einer Analyse der neuen Klassifizierung werden mögliche weiterführende Arbeiten besprochen. Außerdem werden die Vor- und Nachteile der Klassifikation aufgezeigt und diskutiert.<br />Abschließend wird, nach der Vorlage der neu gestalteten Klassifikation, ein neuer Comparison definiert, welcher derart konstruiert ist, dass er leicht klassifizierbar, als auch lehrreich ist und eine Herausforderung an Neulinge auf dem Gebiet der Simulation darstellt. Auch eine numerische Analyse wird durchgeführt und besprochen.<br />

In recent years the number of simulated problems has increased drastically. Up to now, however, hardly any efforts have been made to classify modelling and simulation methods and approaches. The aim of this thesis is to create a classification for methods and approaches in modelling and simulation in general and for the ARGESIM comparisons in particular.<br />To do that it was first necessary to give a broad overview over the field of simulation to give the inclined reader the possibility to understand the connections within the field. In addition, a short history of modelling and simulation is given to provide further insight, as certain developments would seem unwise from the modern perspective but did seem a good idea at the time of their development.<br />Next, a classification is developed and its construction and design explained in detail. The important parts of the classifications are described in depth for better understanding. Problems that emerged during this process are mentioned and discussed; and the final classification is prepared to be implemented as a database. The classification is based in particular on the ARGESIM comparisons and is meant to classify them especially. The actual classifying of the solutions of the ARGESIM comparisons is the subject of future work.<br />Following an analysis of the new classification, possible future work on this topic is examined. Furthermore the benefits and flaws of the classification are pointed out and discussed.<br />Finally a new comparison is defined using the guidelines from the newly created classification. The new comparison is created to be easily classifiable as well as educational and challenging for the simulation "newbie". A numerical analysis of the new comparisons is also carried out and discussed.