Tutorial

Dieses Tutorial dient der Einführung in die systemdynamische Modellierungstechnik (SD). SD ist einfach zu lernen, didaktisch äusserst hilfreich und für wissenschaftliche Zwecke gut zu gebrauchen. In der Schweiz wird SD vom Swiss Chapter of the System Dynamics Society auf der wissenschaftlichen und vom Verein Sytemdynamik im Unterricht auf der didaktischen Ebene gefördert.

Einführung

Mit der Systemdynamik verhält es sich ein Stück weit wie mit dem Klötzchenspielen. Für ganz kleine Kinder ist ein Klötzchen ein Klötzchen. Ab dem zweiten oder dritten Lebensjahr wird aus dem Klötzchen plötzlich ein Haus, ein Auto, ein noch kleineres Kind oder ein feindlicher Krieger. So sieht derjenige, der nichts von Systemdynamik versteht, nur Töpfe mit Röhren sowie Kugeln, die untereinander mit Pfeilen verbunden sind. Dass es sich dabei um ein Modell eines komplexen Stoffwechsels, um eine Darstellung des CO₂-Haushalts der Erde oder um die Nachbildung der europäischen Syphillis-Epidemie (1495 -1500) handelt, sieht nur, wer die Töpfe, Röhren, Kugeln und Pfeile zu interpretieren weiss.

Basiselemente

Systemdynamische Modelle werden in Form eines Systemdiagramms erstellt. Zur Modellierung stehen ganze vier Elemente zur Verfügung:

• Bestandesgrösse (reservoir, stock)
• Flussgrösse (flow)
• Hilfsgrösse (formula, auxiliar, converter)
• Verknüpfungspfeil (arrow, action connector)

Die nachfolgenden Beispiele sind alle mit BerkeleyMadonna ausgeführt worden. Unterschiede zu Stella, Powersim oder Vensim werden nur dann erläutert, wenn sie für den Gebrauch des entsprechenden Werkzeuges von Belang sind.

erstes Beispiel

Anhand einfacher Beispiele soll der eiligen Leserin oder dem ungeduldigen Leser gezeigt werden, wie man systemdynamisch modelliert. Wählen Sie das Thema aus, das Sie interessiert, öffnen Sie gleichzeitig Ihr Systemdynamik-Werkzeug und modellieren Sie Schritt für Schritt mit. Falls Sie etwas systematischer einsteigen wollen, gehen Sie zum nächsten Abschnitt.

• Hydrodynamik: einfaches Reservoir
• Translationsmechanik: relativistisches Teilchen
• Thermodynamik: Wasser kochen
• Pharmakologie:

erste Schritte

Taskleiste

Wer zum ersten Mal ein Systemdiagramm öffnet, sollte auf der Taskleiste die vier Basiselemente (Bestandes-, Fluss- und Hilfsgrösse sowie Verknüpfungspfeil) suchen und herausfinden, wie diese aktiviert werden. Danach kann es schon losgehen:

• Stock and Flow
• Potenzialgrösse
• Parameter
• Feedback
• FAQ-Liste

Einführung auf Youtube

In den folgenden Videoclips wird eine Einführung in die Systemphysik gegeben:

• Volumenbilanz
• Parameter und Potenzial
• RC-Glied
• Energiebilanz
• Induktivität

erste Modelle

Wer die ersten Schritte kennt, wird nun ungeduldig auf eine tolle Anwendung warten. Also packen wir's an.

• Zerfall
• Leben und Sterben
• Wandern
• Vernetzen

Daten

• Input
• Simulation
• Output

Referenzbeispiele

Systemdynamik eignet sich sowohl für didaktische als auch für wissenschaftliche Anwendungen. Nachfolgend sollen die Möglichkeiten der systemdynamischen Modellbildung anhand einiger Modelle aufgezeigt werden. Eines der frühesten Beispiele ist das Weltmodell, auf das sich Dennis Meadows in seinem Buch The Limits to Growth bezieht.

Naturwissenschaften

• Basismodell der Physik

Technik

• Längsdynsmik des ICN, des Seetalers und des Thurbos