Table Of ContentInformatik -Fach berichte
Herausgegeben von W. Brauer
im Auftrag der Gesellschaft für Informatik (GI)
56
Simulationstechnik
1. Symposium Simulationstechnik
Erlangen, 26. - 28. April 1982
Proceedings
Herausgegeben von M. Goller
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York 1982
Herausgeber
Manuel Goller
Institut für Mathematische Maschinen und Datenverarbeitung (IV)
Universität Erlangen
Martensstraße 3, 8520 Erlangen
CR Subject Classifications (1980): 8. 1
ISBN-13:978-3-540-11605-9 e-ISBN-13:978-3-642-68602-3
001: 10.1007/978-3-642-68602-3
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek.
Simulatlonatechnik: proceedings /1. Symposium Simulationstechnik,
Erlangen, 26. -28. April 1982. Hrsg. von M. Goller. -Berlin; Heidelberg;
New York: Springer, 1982.
(Informatik-Fachberichte; 56)
ISBN-13: 978-3-540-11605-9
NE: Goller, Manuel [Hrsg.]; Symposium Simulationstechnik <01, 1982,Erlangen>; GT
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© by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1982
2145/3140-543210
VORWORT
Das erste Symposium Simulationstechnik wurde vom 26.- 28.April 1982
in Erlangen veranstaltet vom Lehrstuhl IV des Instituts für Mathe -
matische Maschinen und Datenverarbeitung (IMMD) der Universität
Erlangen - Nürnberg.
Die 56 Beiträge des vorliegenden Bandes enthalten die Hauptvorträge,
die Beschreibung der beim Symposium verfügbaren Simulationsmodelle,
und die Vorträge der Fachgruppen Methodologie, Modellbau, Medizin,
Regelungstechnik, Technische Anwendungen, Simulationsrechner und
Simulationssprachen.
Ein breites Einsatzgebiet der Simulation wird damit erfasst, wenn
gleich es auf der ersten Veranstaltung dieser Art in Deutschland
noch nicht zu erwarten war, alle Anwendungsgebiete des relativ neuen
Verfahrens aufzeigen zu können.
Ich möchte allen danken, die dieses Symposium besucht und erfolgreich
gestaltet haben.
Den Vortragenden danke ich für die Beiträge und ihre Zusammenarbeit
im Hinblick auf diesen Bericht über das Symposium.
Den Mitarbeitern des Lehrstuhls IV, besonders Frau E. Roth und Herrn
R. Rimane danke ich für die große Hilfe bei der Organisation der
Veranstaltung.
Dem Springer-Verlag danke ich für die freundliche Unterstützug bei
der Erstellung des Tagungsbandes.
Erlangen, im Juli 1982 Manuel Goller
INHALTSVERZEICHNIS
EINLEITUNG
Das 1. Symposium Simulationstechnik
B. Schmidt ................................. .
HAUPTVORTRÄGE
Ober die Notwendigkeit neuer Denkhilfen und Verfahrens
instrumentarien beim Verstehen und Planen offener Systeme
F. Vester 5
Der internationale Flughafen Zürich-Kloten als Simulations
modell
M. Mresse 21
Simulation 3-dimensionaler physikalischer Prozesse?
R. Breuer 30
BESCHREIBUNG DER DREI SIMULATIONSMODELLE
CAPSIM - Computer-am-Arbeitsplatz-Simulation
Ein Hilfsmittel zur Gestaltung wirtschaftlicher CAP-Systeme
V. Brandenburg, H. Krcmar 46
GLOBAL, ein "Weltmodell"
M. Goller 56
Kreislaufsimulationsmodell HUMAN
A. Gei ger, A. Schmi dt 62
DIE VORTRÄGE DER EINZELNEN FACHGRUPPEN
METHODIK
Möglichkeiten und Grenzen der analytischen Modellbildung von
Warteschlangensystemen
I. F. Akyildiz, G. Bolch 66
Hybrides Simulationsmodell für die Systemfamilie Nixdorf 8860:
Ziele, Methodik, Konzepte
W. Eickholz 79
Zur Anwendung unterschiedlicher Simulationsstrategien auf
dasselbe Modellobjekt
G. Fischer, H. C. Mayr 89
Simulationsmodell für Fahrzeuginsassen und Fussgänger
bei Verkehrsunfällen
IL Schmi d 97
Systemanalyse und Modellbildung
B. Schmidt ............................... . 106
VI
SIMULATIONSSPRACHEN
FORCASD - Ein E-Netz orientiertes Simulationspaket
J.-H. Behr, N. Dahmen, J. Müller, H. Rödenbeck .. .......... 116
SPIRO - ein neues Simulationspaket
R. K. Bell, P.-W. Ernest ........................... 125
Simulationssoftware am Regionalen Rechenzentrum für Nieder
sachsen
H. Buschmann 133
GPSS - PASCAL
M. Fastenbauer 142
Das Set-Konzept in GPSS FORTRAN Version 3
A. Geiger, H. Nagel 148
GASP-VI: Ein Simulationspaket für prozess-orientierte
gemischt kontinuierliche und diskrete Simulation
M. Rimvall, F. E. Cellier ........................... 155
Ein interaktives System zur Simulation, Parameterschätzung und
graphischen Auswertung diskreter und kontinuierlicher Modelle
R. Schaback ........................... 166
MAPLIS - matrixorientierte Sprache für Planspiel und inter
aktive Simulation
Tettwei 1 er 173
l~.
SIMULATIONSRECHNER
Mehrrechnersysteme zur Simulation
W. Ameling 181
Synthese von Rechenschaltungen zur Verarbeitung diskreter
Signale unter Anwendung der Spektral theorie der Operatoren
W. Ameling, M. Dreidoppel ... ......... ......... ... ... 205
Eingabeinterpreter für zeitdiskrete Simulationsmodelle
G. Hauser, W. Rucker 222
Multiprozessorsystem für die parallele Simulation von
zeitdiskreten Systemen
K. U. Hellmold 227
Das hybride Time-Sharing System MACHYS an der Technischen
Universität Wien
W. Kleinert, F. Berger, H. Stallbaumer, E. Wittek ........ . 234
Der programmierbare Logikprozessor für das hybride
AUTOPATCH System an der TU Wien
W. Kleinert, E. Wittek 242
VII
Erfahrungen und Probleme bei der hybriden System-Simulation
H. Schubert 248
Interaktive Simulationssoftware für ein hybrides
Mehrbenutzersystem
D. Solar, F. Berger, A. Blauensteiner 257
MODELLBAU
Parameteroptimierung bei technischen Modellen mittels einer
kontinuierlichen Simulationssprache
I. Bausch 266
SAINT - Eine Modellbildungs- und Simulationsmethode zur
Analyse von Mensch-Maschine-Systemen
W. Berhei de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Verteilte Simulationen
H. Fu s s 283
Ein systemtheoretisch-kybernetischer Ansatz zur Modellbildung
und Simulation
A. Pfeilsticker 289
Ein Simulationsmodell sozioökonomischer Prozesse in
Sanierungsgebieten auf der Basis von System Dynamics
E. Schmi dt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
MEDIZIN
Simulierung von Regelungsproblemen beim Totalherzersatz
mit Hilfe des Coleman-Kreislaufmodells
K. Affeld, A. Mohnhaupt, D. Ganter, R. MOhnhaupt ........... 308
Simulation von drei-dimensionalem Tumorwachstum und rechner
gestützte Ermittlung einer optimalen Behandlungsstrategie
W. Düchti ng, Th. Vogel sänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 329
Das Kapillarschlingenmodell - Ein Modell zur Simulation des
kombinierten Gas- und Wärmeaustausches in der äußeren Haut
U. Großmann, D. W. Lübbers .............................. 335
Ein mathematisches Modell zur Simulation der Liquordynamik
O. Hoffmann 343
Computer Simulation of Peripheral Fibre- and Cerebellar-Unit
Activity Responding to Passive Movements
F. P. Ko 1 b ............................. . 351
Modellbildung und Simulation des kardiovaskulären Systems
unter Einsatz eines blockorientierten interaktiven digitalen
Programmsystems
D. P. F. Möller 360
VIII
Simulation des Verlaufs von Markierungsindex und Kornzahl
markierter Lymphozyten während und nach 3H-TdR-Infusion
mit bzw. ohne Einfluß von "Störfaktoren"
G. Pabst 366
Computersimulation des Protein- und Fettstoffwechsels
bei Ti eren
J. R. Reichl 373
Kollabierfähige Silikonkautschuk-Schläuche als peripherer
Widerstand in der Kreislaufsimulation
H. A. Richter, W. Hennsgen, J. Schoenmackers, Ch. Mittermayer 379
Aufbau und Anpassung eines horizontalen Kopfrotationsmodells
W. H. Zangemeister, L. Stark ..................... ....... 385
REGELUNGSTECHNIK
Modellbildung und Modellvereinfachung technischer Systeme
W. Bär 392
Hybride Simulation eines hydraulischen Linearantriebs
mit Zustandsregelung
H. Bültges 398
Dynamisches Verhalten von Lufterhitzern - Modellbildung
und Simulation
G. Franck, H. SChmachtenberg 405
Simulation von Zustandsbeobachtern
~1. Köhne, E. Hasenjäger 413
TECHNISCHE ANWENDUNGEN
Simulation organisatorischer Abläufe mit CAPSIM
V. Brandenburg , H. Krcmar 427
Nutzung der Leistungssimulation zur Definition von
Anforderungen bei verteilten Datenbanken
S. Florek 334
Eignung der Simulationssprache SLAM-II zur Hodellierung
und Simulation großer Transportsysteme
A. Graber, F. E. Cellier 441
Zur Simulation der Dynamik von Mehrkörpersystemen
W. Kortüm 452
DV-Konzept eines interaktiven integrierten Programms zur
Simulation mechanischer Systeme
W. Schuster, O. Wallrapp 465
Simulation und Bewertung von Verkehr in signal gesteuerten
Stadtstraßennetzen
G. Stegemann, W. Ameling 475
IX
Simulation von Systemkomponenten in Realzeitsystemen
K. H. Sturm 494
Interaktive graphische Simulation elektrischer Netzwerke
mit dem SANDRA - Programmsystem
D. Tavangarian, K. Waldschmidt 505
Einsatz und Aufbau von Betriebssystemmodellen für
KIENZLE - Rechner
W. Walter 526
ANSCHRIFTEN DER AUTOREN/VORTRAGENDEN 542
DAS 1. SYMPOSIUM SIMULATIONSTECHNIK
Simulation ist ein Handwerkszeug, daß in sehr vielen Fachgebieten
eingesetzt wird. So gibt es Simulation in der Medizin, Simulation
in der Technik, Simulation in den Wirtschaftswissenschaften, Simula
tion in der ökologie usw.
Auf den Tagungen der entsprechenden Fachgebiete steht in der Regel
das fachliche Problem im Vordergrund. Die Werkzeuge, mit deren Hilfe
die Ergebnisse erzielt worden sind, bleiben weitgehend unbeachtet.
Im Gegensatz dazu konzentriert sich das Symposium Simulationstechnik
auf das Handwerkszeug.
Das Symposium Simulationstechnik hat ein dreifaches Ziel:
* Zunachst sollen Fragen und Probleme der Modellbildung und Simula
tionstechnik behandelt werden, die fachübergreifend sind. Es gibt
zahlreiche Fragen und Probleme, die sich nicht auf ein Anwendungs
gebiet beziehen wie z.B. auf Medizin, sondern die die Simulations
technik ganz allgemein betreffen.
* Zweitens sollen die Vertreter eines Faches Gelegenheit haben,
die Anwendung der Simulationstechnik auf ihrem jeweiligen Gebiet
zu diskutieren.
Besondere Probleme des Einsatzes der Simulation in der Medizin,
Volkswirtschaft usw. sind damit gemeint.
* Drittens solIden Entwicklern und Herstellern von Simulations
werkzeugen die Möglichkeit geboten werden, mit den Anwendern in
Kontakt zu kommen, die diese Werkzeuge einsetzen sollen.
So sollen z.B. die Entwickler von Simulationssprachen, Modell
beschreibungssprachen oder von S~ezialrechnern mit denen diskutie
ren k~nnen, die die entwickelten Verfahren zu ihrem Vorteil ver
wenden wollen.
Die Herstellung von Handwerkszeug ist niemals Selbstzweck, sondern
immer anwendungsbezogen.
Wirft man einen Blick ganz allgemein auf die derzeitige Wissenschafts
entwicklung, so beobachtet man zwei einander entgegenlaufende Ten
denzen:
Einmal stellt man die fortgesetzte Soezialisierung, die fortgesetzte
Vertiefung auf einem individuellen Fachgebiet fest.
2
Dazu kommt - gewollt oder ungewollt - die Abschottung gegen die Nach
bargebiete. Ein Mittel, mit der diese Abschottung erreicht wird, ist
die Entwicklung einer Fachsprache, die nur den Dazugehörigen verständ
lich ist.
Die zweite Tendenz geht von dem Bestreben aus, nicht die Teilkomoo
nenten eines Systems immer genauer zu untersuchen, sondern sich viel
mehr auf das Zusammenspiel der Komponenten im Gesamtsystem zu konzen
trieren. Dieses Vorgehen verlangt eine breite, globale Beobachtungs
weise.
Die großen uns bedrängenden Probleme tun uns nicht den Gefallen,
in das von uns entwickelte Raster der wissenschaftlichen Fachgebiete
zu fallen, sondern liegen fast immer quer dazu.
Aufgrund ihres breiten Einsatzgebietes erweist sich die Simulation
als fachübergreifende, die fachspezifische Verengung überwindende,
allgemeine wissenschaftliche und technische Disziolin. Bei der Be
handlung globaler Systeme kommt ihr besondere Bedeutung zu.
Der Aufgabenstellung des Symoosiums entspricht der Ablauf:
Die drei Hauptvorträge zeigen in anschaulicher Weise die Breite des
Einsatzgebietes für Simulation. Im Vordergrund stehen hierbei an
wendernahe und praxisbezogene Probleme.
Der Vortrag von F. Vester "Ober die Notwendigkeit neuer Denkhilfen
und Verfahrensinstrumentarien zum Verstehen und Planen offener Sys
teme" betont die Notwendigkeit, die fachsoezifische Vereinzelung zu
überwinden und zu einer globalen Problemsicht zu kommen. Darüber
hinaus bemüht sich F. Vester, über die Beschränkung der Fachsprache
hinauszugehen. Nur die Allgemeinverständlichkeit garantiert öffent
liche Wirksamkeit, insbesondere politische Wirksamkeit.
Der zweite Vortrag von M. Mresse "Der internationale Flughafen
Zürich-Kloten als Simulationsmodell" zeigt, wie Modelluntersuchungen,
im vorliegenden Fall Modelluntersuchungen mit Hilfe der Simulation,
zu brauchbaren Grundlagen für eine rationale Entscheidungsfindung
führen. Am Modell lassen sich Eigenschaften und Verhalten eines Sys
tems noch vor dessen Realisierung untersuchen. Der Vortrag macht in
besonders praxisbezogener Weise die Schwierigkeiten deutlich, die mit
einem großen Modellprojekt verbunden sind. Probleme der Datenbe
schaffung und der Modellakzeptanz stehen im Vordergrund.
Der dritte Vortrag von R. Breuer "Simulation 3-dimensionaler physika
lischer Prozesse?" gibt einen Einblick in die Leistungsfähigkeit neuer
Verfahren der Modellbildung und Modelluntersuchung. Aufgrund sehr
