Methoden und Tools zur Kommunikationsunterstützung von Analyse, Modellierung und Simulation im Überblick

4-Q-M ist eine interdisziplinäre Meta-Methode zur Analyse, Modellierung, Simulation und Steuerung komplexer dynamischer Systeme unter Integration einer Vielzahl klassischer Methoden, denen häufig eine oder mehrere Dimensionen in ihrer Draufsicht fehlen. Das 4-Quadranten-Modell befasst sich mit „Aktivitäten“, definiert als „eine von menschlicher Entscheidung getragene Handlung, sei es Tun oder Unterlassen“, nicht mit dem Menschen als deren Träger. Diese Unterscheidung zwischen Träger und Ladung, hier Aktivitäten, ist wichtig für die Modellierung. Denn eine Organisation entsteht und besteht beispielsweise nicht per se aus Menschen. Vielmehr wird diese erst über deren Aktivitäten zu einem lebendigen Organismus. Vergleichbar dem Menschen, der ebenso wenig aus der reinen Ansammlung von Zellen zum Menschen wird. Auch er entsteht aus den Aktivitäten seiner Zellen, die interagieren, sich erneuern, während die Aktivitäten als solche fortbestehen und -bestehen müssen, wenn er leben will. Modellimmanent ist also die Vorstellung, dass die jeweiligen Träger erst über deren Aktivitäten zu einem lebendigen Organismus werden. Die 4 Quadranten umfassen Q1 Parameterdimension, Q2 Prozessdimension, Q3 Messdimension, Q4 Portfoliodimension. So lässt sich jedwede Aktivität (Q1; Q2; Q3; Q4) eines zu bewertenden Mitglieds einer Organisation im jeweiligen Kontext der Organisation und deren Umgebung konsistent analysieren, simulieren etc. Dies gilt auch für deren Ziele (z-Achse Q4), Verfahren bzw. Regelwerke (z-Achse Q1), Inputs (z-Achse Q2) und Werte (z-Achse Q3) im Kontext ihrer Umgebung – und so weiter. Für eine Beurteilung und Bewertung einer Aktivität müssen beispielsweise moralisches Handeln (Q2) und ethisches Entscheiden (Q4) transparent und nachvollziehbar miteinander verknüpft werden (Q3; Q1).

AnyLogic ist ein Multimethoden-Simulationswerkzeug, das von „The AnyLogic Company“ entwickelt wurde. Es unterstützt system-dynamische, diskret-ereignis-orientierte und agenten-basierte Simulationsmethoden (http://www.anylogic.de/application-areas) und SD-Modellierung. Vertrieb über SimPlan AG, Maintal. Die AnyLogic PLE-Edition kann zu Bildungszwecken und zum Selbststudium kostenfrei genutzt werden. https://www.anylogic.de/downloads/

artisoc von KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc., stellt ebenfalls ein Agentenbasiertes Simulationstool bzw. eine benutzerfreundliche Research-Plattform für „multi-agent simulation“ dar und ist auch für Anfänger geeignet (http://mas.kke.co.jp/cabinet/artisoc_handbill_en.pdf). „multi-agent simulation“ dient als Ansatz der Analyse sozialer Phänomene, insbesondere der Modellierung von Systemen, die auf menschlichen Entscheidungen basieren (Zitat): The Complex Systems Approach: Traditionally, analysis and prediction of natural phenomena has been pursued using top-down approaches based on the principle of reductionism. However, these existing analytical approaches are understood to be insufficient for handling social phenomena and experience-based decision-making by human beings. The complex systems approach has therefore been attracting attention as a way to model social phenomena. Multi-agent simulation is one of the techniques for analyzing complex systems on a computer. This technique is a bottom-up approach that analyzes the interactions between individual agents who behave according to their own rules. This model of human decision-making and interaction makes it possible to analyze the various situations formed as a result of interaction of individuals. https://www.kke.co.jp/en/solution/theme/artisoc.html

Barra®One von MSCI ist ein Profitool für die Portfolioanalyse und -konstruktion, das eine Forward Optimization auf Basis von Schätzern unterstützt (Zitat): A multi-asset class, multi-currency risk and performance analytics platform that enables investors to use its risk forecasting model, correlated stress test engine and performance analytics together in an integrated fashion. https://www.msci.com/documents/1296102/1636401/BarraOne_FactSheet.pdf/89519900-bc09-47e9-89e6-a5dc2fa3a378

Consideo Modeler bzw. iModeler, Software mit ausgezeichnetem Preis-Leistungsverhältnis zur Unterstützung bei der Analyse und Abbildung von komplexen Fragestellungen und einer breiten Palette von Anwendungsfeldern und auch Templates, https://www.consideo.de

Dynamo von PA Consulting Group unter http://www.paconsulting.com/. Software zur Unterstützung bei der Analyse und Abbildung von komplexen Fragestellungen. Diese Software scheint es nicht mehr zu geben, aber Artikel wie z.B. http://mitsloan.mit.edu/pdf/system-dynamics-memoir.pdf findet man noch.

Dynasys: http://mitsloan.mit.edu/pdf/system-dynamics-memoir.pdf. Software zur Unterstützung bei der Analyse und Abbildung von komplexen Fragestellungen. Auf der Web-Site findet man zugleich Hinweise zu Literatur und Materialien in der Schule, z. B. http://modsim.hupfeld-software.de/pmwiki/pmwiki.php?n=Main.Materialien.

Exposé 2.0 – ein Excel Add-in zur Unterstützung bei der Analyse und Abbildung von komplexen Fragestellungen, mehr unter http://www.attunegroup.com/Expose/Expose.htm

Axioma Risk and Portfolio bieten ein unternehmensweites Risikomanagement- und Portofoliomanagementsystem. Mit Axioma Risk können stets aktuelle Risikoauswertungen für die gesamte Organisation und über alle Klassen von Portfolioelementen erstellt werden.

Szenarien, Stresstests und Simulationen können mittels interaktiver graphischer Oberfläche durchgeführt und Berichte so erstellt werden, dass die Auswertungen den eigenen Annahmen und Ansichten entsprechen. Grundeinstellungen für Marktdaten, Modellierungen und Analysen können in allen Aspekten überschrieben und angepasst werden. Zusammen mit seinen vielfältigen Modellierungsoptionen – mit zeitreihenbasierten Auswertungen sowie faktormodellgestützten Darstellungen unter Nutzung von Fundamentalfaktor- oder statistischen Risikomodellen – bietet Axioma Risk perfekt angepasste Sichtweisen und erkenntnisreiche Einblicke in sich ständig ändernde Chancen- und Risikolagen. https://www.axioma.com/german/

i.EPC der i.EPC Solutions AG unterstützt jedes Management verstreuter, interkultureller oder schlicht inhomogener Organisationen in deren erwünschter Vielfalt. Dazu zielen alle Elemente dieses von einer unsicheren Marktseite her entwickelten Unternehmens-Portfolio-Steuerungssystems auf ein Optimum an Agilität und Erfolg des Kunden. Diese integrierte Unternehmens- und Projektportfolio-Steuerung (auch genannt Enterprise Portfolio Controlling oder EPC) verknüpft auf konsistente Art und Weise verschiedene bislang isolierte und auch strategische Optimierungsansätze, die für die Steuerung und Weiterentwicklung eines Unternehmens essenziell sind. Dazu gehören beispielsweise:

• verschiedene Optimierungsansätze zu Planung, Reporting, Managementinformation und Entscheidungsunterstützung
• Integration diverser Steuerungsebenen von strategischem bis zu dispositivem Controlling
• integriertes Portfolio-, Programm- und Multiprojektmanagement
• strategiegeleitete Unternehmensentwicklung
• integriertes Governance, Riskmanagement und Compliance System (GRC)
• Internes Kontrollsystem (IKS)
• agiles Geschäftsprozessmanagement (a.BPM)
• Nachhaltigkeitssteuerung
• Change Management und lernende Organisation

http://www.integrated-enterprise-portfolio-controlling.de/

iModeler bzw. Consideo Modeler, Software mit ausgezeichnetem Preis-Leistungsverhältnis zur Unterstützung bei der Analyse und Abbildung von komplexen Fragestellungen und einer breiten Palette von Anwendungsfeldern und auch Templates, https://www.consideo.de

Ithink / Stella Die Firma http://www.iseesystems.com/ bietet:

1. Stella, ein Modellierungs-Tool mit What-If-Analysen
2. iThink als das Simulationstool

                                                           iii.      Stella Architect und Stella Designer, beides Tools zur Visualisierung, Präsentation und (ähnlich wie die iModeler-Funktion) Tools zur interaktiven Zusammenarbeit an Modellen.

Know Why Methode ist eine systemtheoretische Methode und Denkweise zur Suche nach den entscheidenden Faktoren und zur systemischen Reflektion eines Ursache-Wirkungsmodells. http://www.ilsa.de/Workshops.html

Malik Sensitivitätsmodell Das computerisierte Planungs- und Mediationswerkzeug für komplexe Systeme, seit 2006 umfirmiert als „Malik Sensitivitätsmodell® Prof. Vester“. Anwendungsgebiete finden sich überall dort, wo Fragestellungen zu komplexen Systemen nicht mit der üblichen linearen Vorgehensweise zu beantworten sind. Das Verfahren ermöglicht die systemische Erfassung der relevanten Einflussgrößen und die Bewertung ihrer Interdependenzen. Die Identifikation der wirksamen Stellhebel ermöglicht gezielte Steuerung und Planung. Mit der transparenten Simulation können die Wirkungen von entwickelten Maßnahmen mit „Wenn-Dann-Szenarien“ überprüft werden. Auch als Mediationsinstrument hat die Anwendung des Sensitivitätsmodells in vielen Fällen von scheinbar unvereinbaren Standpunkten der Projektbeteiligten zu überraschender Konsensfindung geführt. Das laufend fortentwickelte Verfahren wird seit über 30 Jahren erfolgreich eingesetzt z.B. in:

• Unternehmensstrategien
• Management und technischem Consulting
• Mediation
• Risikomanagement
• Verkehrsplanung
• Entsorgungs- und Stromwirtschaft
• Kommunal-, Stadt- und Regionalplanung
• Wissenschaft, Forschung und Ausbildung
• v.a

Die Software Malik Sensitivitätsmodell®Prof.Vester in der aktuellen Version 9.2 von 2018 ist ausschließlich über MZSG Management Zentrum St. Gallen AG erhältlich. Die Methodik ist in Frederic Vesters Buch „Die Kunst, vernetzt zu denken“ dargestellt (bzw. ebenfalls in der englischen Ausgabe: The Art of Interconnected Thinking). Seminare, die in München und St. Gallen stattfinden, bieten einen Einstieg in Methodik und Anwendung. http://www.frederic-vester.de/deu/sensitivitaetsmodell/

Mason Mystrategy von www.globalstrategydynamics.co.uk scheint jetzt Sysdea (https://sysdea.com/) zu heißen. Dieses Modellierungstool ist für Lehrer kostenlos, wird aber kaum auf der Web-Site beschrieben. Die Anwendungen werden gleich als Simulationsplanspiele mitgeliefert und auch Schulungen angeboten (http://www.strategydynamics.com/microworlds/).

NetLogo http://ccl.northwestern.edu/netlogo/docs/: agentenbasierte Simulation komplexer Systeme im Zeitverlauf, es ist eine OpenSource-Anwendung auf Java, kostet also nichts. Das scheint mir sehr interessant und werde das mal installieren.

Netmapping Eine Methode, um komplexe Zusammenhänge auf einer gewissen Betrachtungsebene („Flughöhe“) zu verstehen und zu managen. Sie kann allein oder im Team angewandt werden. Die Methode Netmapping® verknüpft die Erfolgslogik® (Management-Landkarte) systematisch und stringent mit weiteren strategischen Instrumenten wie Szenario-Arbeit, Management-Cockpit, Ziel- und Aktionsfindung, Organisation, Mitarbeiterführung, Früherkennung, Simulation und Qualitätsmanagement.

Powersim von Powersim-Software: http://www.powersim.com/. Ein sehr abgestuftes Produkt im Preis von EURO 500 bis 7.700 mit den üblichen Funktionen Modellbildung nach SD-Anforderungen, What-If-Analysen (Szenario-Analyse), Monte-Carlo-Simulation, KPI-Optimierung etc. mit Schulungen und anderem mehr.

Vensim https://vensim.com/, kostet etwa $ 2.000 in der kommerziellen Version und bietet insbesondere ein professionelles Tool zur Modellierung mit der Methode „System Dynamics“.

SeSAm http://www.simsesam.de/: ebenfalls ein agentenbasiertes Simulationstool und als Freeware verfügbar.

SWARM  http://www.swarm.org/wiki/Main_Page#Swarm_Software_for_Agent-based_Modeling

Repast Suit (https://repast.github.io/index.html): auch ein agentenbasiertes Simulationstool (opensource)

Mason (http://cs.gmu.edu/~eclab/projects/mason/): einige Infos zu der ebenfalls agentenbasierten Simulationssoftware http://cs.gmu.edu/~sean/papers/simulation.pdf und hier ein Einblick in einen Teil der Dokumentation http://cs.gmu.edu/~eclab/projects/mason/docs/tutorial0/index.html. Ebenfalls als Freeware zu nutzen.

Zur Bankensimulation: http://www.mindmakers.org/projects/frb/wiki

Weitere interessante Links:

Soft Systems Methodology: Methode zur Strukturierung komplexer Systeme http://www.bobwilliams.co.nz/Systems_Resources_files/ssm.pdf oder http://www.12manage.com/methods_checkland_soft_systems_methodology_de.html

Idon-Sechseck-Technik, Mind-Mapping, Ishikawa-Diagrammtechnik

System Dynamics Methode

System Dynamics ist eine auf der allgemeinen Systemtheorie und Regelungstheorie bzw. Kybernetik aufbauende Methodik, welche in dynamischen, komplexen Situationen eine wirksame Entscheidungsunterstützung bietet. Diese Situationen zeichnen sich sowohl durch verzögerte Ursache-Wirkungs-Beziehungen als auch durch Rückkopplungsbeziehungen zwischen einzelnen Variablen aus. Intuitive Entscheidungen führen unter solchen Rahmenbedingungen oft zu unerwünschten Ergebnissen oder nur kurzfristigem Erfolg. Um Handlungsfolgen in dynamisch-komplexen Entscheidungssituationen besser abschätzen zu können, unterstützt System Dynamics Entscheidungsträgerinnen und -träger, qualitativ die Beziehungen zwischen einzelnen Systembestandteilen zu identifizieren. Darauf aufbauend erlaubt es der Ansatz, formale, mathematische Modelle zu entwickeln und mit dem Computer zu simulieren. Damit sind nicht nur Erkenntnisse über die Struktur eines Problems möglich, sondern insbesondere Analysen des aus dieser Struktur resultierenden Verhaltens. Auf diese Weise können sowohl kurz-, mittel- und langfristige Konsequenzen von Entscheidungsregeln in unterschiedlichen Umweltszenarien in virtueller Realität ermittelt werden.

Die Besonderheit von System-Dynamics-Modellen liegt darin, dass Feedbackbeziehungen und Zeitverzögerungen in Ursache- und Wirkungsbeziehungen explizit durch Akkumulationsprozesse berücksichtigt werden. Die im Zuge einer Modellierung unabdingbare Vereinfachung der Wirklichkeit hat nach dem System Dynamics-Paradigma dort ihre Grenze, wo Feedbackbeziehungen durchtrennt würden. Den wesentlichen Unterschied zu den stärker qualitativ ausgerichteten Strömungen des Systemdenkens stellt der Einsatz formaler Modelle und die Anwendung von Computersimulationen dar. In Deutschland fand System Dynamics durch Forschung und Lehre am Lehrstuhl von Professor Dr. Gert von Kortzfleisch an der Universität Mannheim erste Verbreitung. Seine damaligen Mitarbeiter, Professor Dr. Dr. h.c. em. Peter Milling und Professor Dr. em. Erich Zahn, arbeiteten Anfang der 1970er in der Gruppe von Dr. Dennis Meadows am MIT an dem Modell, das die Grundlage für die Veröffentlichung der “Grenzen des Wachstums” darstellte. Diese Veröffentlichung machte die Methodik über Nacht weltbekannt. Ausgehend von der Initiative von Professor von Kortzfleisch entstanden zahlreiche Ausbildungsprogramme, um die Verbreitung von System Dynamics in Deutschland zu fördern. Heute ist System Dynamics in Deutschland nicht nur eine im akademischen Bereich verwendete Methodik zur Analyse komplexer Fragestellungen. Neben zahlreichen Ausbildungsprogrammen und Forschungsprojekten nutzen eine wachsende Zahl an Unternehmen die Leistungsfähigkeit von System Dynamics bei der Entscheidungsunterstützung in operativen und strategischen Zusammenhängen. dafür sind Handlungsempfehlungen für Unternehmen der Luftverkehrsindustrie aus einer Analyse der Ursachen für die zyklische Entwicklung der Branche oder die Verbesserung von Materialflüssen innerhalb der Supply Chain von Industrieunternehmen.

Eine sehr gute Beschreibung der Entwicklung von System Dynamics in Europa beschreibt Prof. Dr. Peter Milling in dem Artikel „A brief history of system dynamics in continental Europe„