Model-based simulation systems engineering

Synergies play a critical role in the evolution of simulation discipline. The contribution of systems engineering to simulation is by introducing methodologies that enhance the engineering of simulations, especially for large and complex systems. The result is named as simulation systems engineering: the interdisciplinary process for developing, maintaining and employing simulation systems. Over-and-above, this thesis investigates possibilities for leveraging model-based approaches in systems engineering, particularly as applied for software intensive systems, in engineering of simulation systems. There are a wide range of methodologies and approaches used in simulation modeling depending on the behavior of the modeled system (e.g. continuous, discrete, hybrid), the focus of the modeler (e.g. activity diagrams, state transition diagrams), the abstraction (e.g. agent-based simulation, object-oriented simulation), the execution (e.g. activity scanning, event scanning) or model syntax (e.g. declarative, functional). Hence, the thesis claims that it is practically hard and maybe even not attainable to develop a common and widely accepted model-based process for engineering of simulation systems. It rather promotes pragmatic utilization of model-based approaches and endorses them as indispensable elements of the emerging simulation systems engineering tool set. The thesis asserts that the pragmatic employment of model-based practices is beneficial in increasing the quality characteristics, such as effectiveness, efficiency, consistency and repeatability of the simulation systems engineering process. It supports this propositional statement with various publications that introduce model-based techniques and methodologies which address particular steps in the simulation engineering process.Synergien spielen eine entscheidende Rolle in der Entwicklung der Simulationsdisziplin. Der Beitrag des Fachbereichs Systems Engineering zur Simulation besteht in der Einführung von Methoden, die das Engineering von Simulationen speziell für große und komplexe Systeme verbessern. Das Ergebnis heißt Simulation Systems Engineering, das als interdisziplinärer Prozess für die Entwicklung, Wartung und den Einsatz von Simulationssystemen bezeichnet. In dieser Arbeit werden die Möglichkeiten zur Nutzung modellbasierter Ansätze im Systems Engineering, insbesondere für softwareintensive Systeme, im Engineering von Simulationssystemen untersucht. Es gibt eine breite Palette von Methoden und Ansätzen, die in der Simulationsmodellierung in Abhängigkeit vom Verhalten des modellierten Systems (z. B. kontinuierlich, diskret, hybrid), vom Fokus des Modellierers (z. B. Aktivitätsdiagramme, Zustandsübergangsdiagramme), von der Abstraktion (z.B. agentenbasierte Simulation, objektorientierte Simulation), von der Ausführung (z. B. aktivitätsorientiert, ereignisorientiert) oder von der Modellsyntax (z. B. deklarativ, funktional) stehen. Daher behauptet die vorliegende Arbeit, dass es praktisch schwierig und vielleicht sogar unmöglich ist, einen gemeinsamen und weithin akzeptierten modellbasierten Prozess für das Engineering von Simulationssystemen zu entwickeln. Vielmehr fördert es die pragmatische Nutzung von modellbasierten Ansätzen und unterstützt sie als unverzichtbare Elemente des entstehenden Werkzeugkastens für Simulation Systems Engineering. Die Arbeit besagt, dass der pragmatische Einsatz modellbasierter Verfahren dazu beiträgt, die Qualitätsmerkmale wie Effektivität, Effizienz, Konsistenz und Wiederholbarkeit des Prozesses von Simulation Systems Engineering zu verbessern. Es unterstützt diese Aussagen mit verschiedenen Publikationen, die modellbasierte Techniken und Methoden einführen, welche sich auf bestimmte Schritte im Prozess von Simulation Systems Engineering beziehen