MAPLIS - Matrixorientiertes Planspiel und interaktive Simulation
MAPLIS ist ein Interpretierer zur Ausführung in MAPLIS-Sprache formulierter diskreter Simulations- oder Planspielmodelle.
Ursprünglich für Großrechner (IBM 370, Cray) entwickelt und dort im Einsatz, existiert seit 1994 auch für Personalcomputer
eine 16bit Version 1.00, die in DOS (oder in Windows auf der Basis des 32bit Command Line Processors CMD.EXE)
ausgeführt werden kann. Eine Windows-Version befindet sich in Entwicklung. Si besitzt eine grafische Bedienoberfläche, die
alle Funktionen der MAPLIS-Sprache interaktiv bereit stellt.
Die wichtigsten Eigenschaften der Sprache MAPLIS sind:
- die Modellzeit basiert auf äquidistanten Zeitintervallen (periodenorientiert & la DYNAMO)
- entsprechend haben Datenobjekte die Funktion von Bestands- und Flussgrößen
- die Datenobjekte sind vom Typ Tensor (null- bis n-dimensional), durch die jeweilige Dimensionalität
werden unterschiedliche Aggregationsnieaus (Levels) definiert
- der Initialisierungsteil für Simulation ist externalisiert
- der Simulationsteil (Modelldefinitionen) wird durch Folgen von Anweisungen dargestellt, die
-- Zuweisungsgleichungen enthalten oder
-- Beziehungen zwischen Datenobjekten unterschiedlicher Dimensionalität herstellen,
womit Multilevel-Simulationen realisiert werden können
- der Ausgabeteil für Simulationsergebnisse ist sehr sparsam, Auswertungen erfolgen mit den bekannten
Reporting-Werkzeugen
- die Benutzerschnittstelle ist dialogfähig sowohl in der Modelldefinitionsphase (deferred commands) wie auch während des
Simulationslaufs (immediate commands)
In MAPLIS-Sprache formulierte Modelle haben eine mesoskopische Sicht der abgebildeten Wirklichkeit: sie sind
in der Mitte (von griechisch μέσο "Mitte")
zwischen Mikro- und Makromodellen angesiedelt: Typische Mikromodelle simulieren individuelle Objekte, z.B. in Warteschlangen-Netzwerk-Modellen
(GPSS),
typische Makromodelle simulieren Güter- und Informationsströme, z.B. im World3 genannten Computermodell des
Club of Rome (DYNAMO).
(1) Vergleich zu System Dynamics
Vorteile:
Während bei traditionellen Simulationssprachen (z.B. DYNAMO)
das Verrechnen von Variablen mittels Funktionen auf der Basis von Skalaren
(nulldimensionale Matrizen) erfolgt, treten bei diesem Konzept bei den Daten des Modells an die Stelle von Skalaren mehrdimensionale Matrizen.
Die Wertevorräte von Einfluss nehmenden (unabhängigen) Variablen dienen als Indexmengen der Matrixdimensionen. Einflüsse zeigen sich in den
jeweiligen Besetzungen der einzelnen Matrixzellen. Sie brauchen nicht durch algebraische Funktionen dargestellt zu werden. Deshalb kann auf
die traditionell unumgängliche Reduktion von Geschehensvielfalt auf Kenngrößen (z.B. durch Einsatz entsprechender statistischer Werkzeuge wie
Regressions- oder Faktoranalyse) verzichtet werden. Ganz besondere Vorteile hat dies im planerischen Raum, wo der Umgang mit Tabellen weit
sicherer gehandhabt werden kann als der mit Kenngrößen.
Nachteile:
Für eine solcherart disfunktionale Darstellungsform von Einflussgrößen muss allerdings vorausgesetzt werden, dass die Einfluss nehmenden
(unabhängigen) Variablen diskret oder - falls kontinuierlich - zumindest sinnvoll diskretisierbar sind. Das ist jedoch normalerweise
unproblematisch, da die den Modellrechnungen zugrunde liegende Datenbasis auf diskretisierten Messungen oder den Ergebnissen von Befragungen
mit beschränkten Anzahlen von Antwortalternativen fußt.
Wegen der großen Datenmengen (die Ausdehnung der Rechengrößen wächst mit der Anzahl Indexe multiplikativ) sind große Speicherkapazitäten
und hohe Rechenleistung Voraussetzung für ein effizientes Arbeiten. Dies wird wegen der positiven Preis/Leistungsentwicklung bei Hardware
laufend weniger Probleme bereiten.
(2) Vergleich zu Spreadsheet Simulation
Vorteile:
Seit Microsofts Excel mit "was-wäre-wenn"-Analysen die Erzeugung unzähliger Spreadsheetmodelle gefördert hat, bleibt ein ständiges Unbehagen
über die "intuitive" Anwendung des Solvers und den Umgang mit ihrer Natur nach kategorialen Daten wie Zinsfüßen (keine Bank gibt 6,32789%
Habenzinsen) oder Kinderzahlen (haben Sie ein halbes Kind?). Der methodische Ansatz der MAPLIS-Sprache (Tensorkonzept bei der Darstellung
der Objekte in der Datenbasis) hilft diese Art Konflikte zu vermeiden.
Nachteile (?):
An die Stelle der relativ raschen Lösung eines linearen Gleichungssystems (in Excel's Solver) tritt hier eine echte Simulation, die nicht
nur ein (schlimmstenfalls sogar nur relatives) Optimum bestimmt, sondern alle Lösungsalternativen anzeigt, die
- entsprechend geordnet - die Diskussion über zwar zahlenmäßig suboptimale aber aus anderen Gründen ggf. wünschenswerte Lösungen ermöglicht.
Veröffentlichungen zur Sprache MAPLIS und ihrem Einsatz