Simulationssoftware verhilft zu neuen Erkenntnissen über komplexe Systeme

Gerald Großfuß ist chronisch klamm. Der Saldo seines Kontos bewegt sich im Tiefflug unter der roten Linie - er muss etwas tun. Ein Kassensturz wäre sicherlich der erste Schritt, aber eine solche monetäre Momentaufnahme allein verriete ihm noch keinen Ausweg: Bus statt Bentley - wäre er damit saniert? Oder "He Boss, ich brauch mehr Geld!" - womöglich hätte er auch damit Glück. Doch wie viel mehr müsste er mindestens herausschinden?

Was wäre wenn? Prädestiniert für die Beantwortung solcher Fragen sind Simulationsmodelle. Sie bilden eine berechenbare Untermenge der realen Wirkgefüge ab und gestatten damit einen Trockenlauf, bei dem sich die Eingangsparameter verändern und die Konsequenzen für das Endergebnis studieren lassen. Consideo [1] ist eine auch unter Linux lauffähige Simulationssoftware, die genau dies ermöglicht. Außerdem unterstützt die 250 Euro teure Software (die Demo ist kostenlos) durch einen strukturierten Workflow die Konstruktion des nötigen Modells, bei dem es darauf ankommt, die bedeutsamsten Faktoren zu erkennen, zu gewichten und ihr Zusammenspiel richtig abzubilden.

Schritt für Schritt

Am Anfang steht dabei die Zielsetzung. Auch die Schrittfolge des Modelers startet mit einem Formular, in das eine Problembeschreibung, das Ziel, der Zeitrahmen und Randbedingungen einzugeben sind. Für Gerald Großfuß ist das einfach. Problem: Ebbe in der Kasse, Ziel: schwarze Zahlen, Zeit: ein Jahr.

Im zweiten Schritt sind jene Faktoren zu identifizieren, die Einfluss auf das Problem haben. Der Saldo seines Girokontos ist offenbar das Resultat von Einnahmen und Ausgaben, die sich ihrerseits untergliedern in Lebenshaltungskosten wie Miete, Strom, Essen oder Bekleidung und Vorsorgeaufwendungen wie Versicherungen oder Rücklagen. Außerdem drücken Gerald die Raten und Zinsen teuer erkaufter Finanzspielräume der Vergangenheit. Dem stehen die Einnahmen gegenüber: Geralds Gehalt, möglicherweise Nebenverdienste, Kindergeld und so weiter.

Consideo erlaubt es, zunächst alle Faktoren auf einer Arbeitsfläche als kleine Kärtchen abzulegen. Inhaltlich verwandte Faktoren lassen sich nebeneinander platzieren. Um die Übersicht zu verbessern, kann Großfuß die Anzahl der Faktoren und damit die Komplexität des Modells dadurch verringern, dass er Stapel aus zusammengehörigen Faktoren bildet und pro Stapel einen Hauptfaktor bestimmt. Unter dem Dach des Hauptfaktors »Auto« könnten sich etwa die Ausgaben für Kfz-Steuer, Versicherung, Kraftstoff, Reparaturen und Pflege versammeln (Abbildung 1).

Abbildung 1: Im ersten Schritt sammelt der Anwender alle Faktoren, die das Modell widerspiegeln soll, und gruppiert sie. Damit ist der Grundstein für eine Struktur gelegt.

In den nächsten Schritt des Modellierungsprozesses übernimmt die Software nur noch diese Hauptfaktoren. Sie sind jetzt entsprechend ihrer Wechselwirkungen zu verknüpfen, indem der Anwender via Maus Pfeile von einem zum anderen Faktor zieht und dabei Wirkrichtung und relative Stärke der Einflussnahme definiert. Ausgaben etwa haben einen negativen Einfluss auf den Saldo, Einnahmen einen positiven - aber Soll und Haben wiegen gleich schwer.

Ein erstes Schema ist schnell zusammengeklickt (Abbildung 2). Nun gilt es, die abstrakten Beziehungen mit harten Zahlen zu konkretisieren. Dieser Schritt nennt sich als Menüpunkt von Consideo »Quantifizieren«. Gerald Großfuß überträgt also das Ergebnis seiner internen Revision in das Modell und hinterlegt für jeden Faktor einen Betrag.

Abbildung 2: Pfeile markieren die Richtung der gegenseitigen Einflussnahme. Es entsteht ein qualitatives Modell, das sich im nächsten Schritt mit quantitativen Angaben hinterlegen lässt.

Was wäre wenn?

Damit sind die Voraussetzungen für eine erste Modellrechnung geschaffen, die im letzten Schritt »Simuliere« erfolgt. Zuvor muss sich der Consideo-Anwender eine Ergebnisseite zusammenstellen, auf der er die Zielgröße beobachten und an den Rädchen drehen kann, mit denen er das Ergebnis beeinflussen will. Letzteres übernehmen beispielsweise Schieberegler (die Software zählt sie zu den so genannten Manipulatoren) für einige der Eingangsgrößen (Abbildung 3).

Abbildung 3: Das nun auch quantitativ beschriebene Modell lässt sich zum ersten Mal berechnen. Manipulato-ren gestatten es, die Eingangsgrößen zu variieren.