ModelMaker - Computersimulationen einfach gemacht

Wer die Konstruktion von Modellen ohne tiefgreifende Programmiererfahrung in Angriff nehmen will, sollte sich einmal den ModelMaker anschauen. Mit dieser Software für Windows-PC wird die numerische Simulation fast zum Kinderspiel. Das Konzept des ModelMakers basiert auf Diagrammen, die die richtige Verknüpfung von mathematischen Gleichungen ermöglichen. Auf dem Bildschirm sorgt das komplette Modelldiagramm dafür, daß der Nutzer nicht den Überblick verliert. Ob in der Physiologie, Pharmakokinetik oder Epidemiologie - um quantitative Aussagen über ein komplexes System oder einen dynamischen Vorgang machen zu können, ist die Arbeit mit Modellen meist unumgänglich. Bei der oftmals schwierigen und zeitraubenden Aufgabe, die mathematischen Beziehungen für den Modellauf zu programmieren, verspricht das Simulationsprogramm Hilfe.
Seit 1991 ist das Programm auf dem Markt. Cherwell Scientific hat jetzt die Version 3.0.3 für Windows 95 und NT herausgebracht. ModelMaker unterstützt kontinuierliche, diskontinuierliche, stochastische oder ereignisgesteuerte Systeme mit Differential- oder nicht-differentiellen Gleichungen. Das an der Universität Nottingham ursprünglich für Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Physiologie und der Umweltwissenschaften entwickelte Programm hat mittlerweile in verschiedene Disziplinen Einzug gehalten. Es ist insbesondere für Wissenschaftler geeignet, die sich mit der Modellierung von komplexen Systemen beschäftigen. Das Einarbeiten in den ModelMaker kann fast intuitiv erfolgen. Selbst wenn man statt analytischen Vorgehens lieber nach dem Motto "trial and error" verfährt, dauert es nur wenige Tage, bis man Simulationsmodelle programmieren kann. Unterstützung bietet die integrierte Online-Hilfe, die auch Beispiele für Modelle bereithält. Nachdem die verschiedenen mathematischen Gleichungen, die die Prozesse im realen System repräsentieren sollen - etwa Reaktionsgeschwindigkeiten oder Poolgrößen - eingegeben sind, lassen sie sich Schritt für Schritt in Beziehung setzen. Für die graphische Umsetzung hält das Pull-down-Menü eine Reihe von Werkzeugen bereit, die die einzelnen Komponenten per "drag and drop" auf den Bildschirm bringen. Unterschiedliche Piktogramme markieren die verschiedenen Funktionen, Variablen, Parameter für konstante Werte oder Flüsse. Farbcodes zeigen an, ob dabei irgendwo ein Fehler unterlaufen ist.
Die Gleichungen des Modells sind jederzeit zugänglich. Ein Durchsuchen von Quellcodes, um Abhängigkeiten zu ermitteln, wird dadurch überflüssig. Externe Programme oder Untermodelle können zusätzlich in das Modell eingebunden werden. Sobald das Modell erstellt ist, kann der Start durch Mausklick erfolgen. Die Werte jeder Komponente werden während des Programmlaufs für eine nachfolgende Analyse gespeichert. An der Umsetzung des Modellaufs wird deutlich, ob die Programmierung sinnvoll war. Das Programm liefert Statistiken zur Anpassungsgüte, die zeigen, wie weit das Modell den experimentellen Daten entspricht. Mit Optimierungsverfahren können für einzelne Parameter die Modelldaten an die experimentellen Daten angepaßt werden. Vertrauensintervall, Empfindlichkeitsanalysen, Minimierung und mehrfache Berechnungen stehen als weitere Analyseverfahren zur Verfügung. Alle berechneten Modellwerte lassen sich als Tabelle oder Graphik darstellen. Daten aus anderen Dateien und Tabellen können übernommen werden. Das Programm entpuppt sich als vielseitiges Hilfsmittel bei der Analyse quantitativer Zusammenhänge. Lisa Kempe