Arbeitsblatt 5: Räuber-Beute

Forrester, der Begründer der Systemdynamik-Methodik, hat oft seine Überzeugung geäußert, dass eine kleine Anzahl von allgegenwärtigen generischen Strukturen die Mehrheit der Situationen im wirklichen Leben beschreiben kann (Forrester 1980: 18). Systemdynamikforscher haben eine Anzahl solcher generischer Strukturen identifiziert und in Kategorien gegliedert.

Die umfassenden Modelle werden kanonische Modelle genannt die eine auf eine Systembetrachtung hin explizite Zustands- und Flussstruktur beinhalten. Forrester erstellte eine Reihe von grundlegenden “kanonischen” Modellen. Das bekannteste das “Weltmodell” (Forrester 1971) war die erste Simulationsfähige Modellierung einer allgemeinen Theorie zur Ressourcennutzung auf dem Planeten.

Derartige Makromodelle setzen sich aus Mikrostrukturen zusammen. Wir haben dies sehr vereinfacht bereits im Aufgabenblatt 4 durchgeführt. Solche Mikrostrukturen sind Modelle, die zwar auch die Bestands- und Strömungsstruktur berücksichtigen, aber nicht so explizite und umfassende Systeme wie die kanonischen Modelle abbilden. Mikrostrukturen erklärt bestimmte Prozessabläufe: exponentielles Wachstum, Überschwingen und Kollaps, explodierende Schwingungen, gedämpfte Schwingungen, etc. Daher kann man sagen, dass angepasste bzw. abstrakte Mikrostrukturen die Bausteine von größeren (kanonischen) Modellen darstellen.

Schliesslich können aus Makro und Mikrostrukturen Systemarchetypen abgeleitet werden. Sie weisen keine konkreten Zustände und Flüße auf. Sie sind Wirkungsdiagramme für mentale Modelle oder Hypothesenansätze. Sie sollen helfen die Dynamiken komplexer Systeme zu verstehen und darüber hinaus die passenden “Modellfamilien” für Probelmstellungen zu finden.

Im Prinzip kann sich an den Mikrostrukturen sowie den Archetypen als eine Art Steinbruch bedient werden um eigene Problemlösungen umsetzen zu können.

Was ist zu tun?

Wir betrachten ein der epidemischen Modellierung im Sinne der einleitenden Ausführung verwandtes aber dennoch komplexeres Thema - die klassische Räuber Beute Beziehung.

Was benötigen wir?

Hilfestellung: Entwickeln der Idee - Nutzung existierender Forschung

Erzeugen sie zunächst einen Wirkungsgraphen auf der Grundlage der von Ihnen abstrahierten Beziehung der beiden Gruppen.

  • Welche Flüße und welche Zustandsgrößen sind obligat?
  • Welche Beziehung besteht zwischen den Gruppen?

Aufgabenstellung

1 Praktischer Teil

  1. Implementieren Sie anhand des Tutorials das Räuber Beute Modell
  2. Integrieren Sie die von Maurer in seinem Video benannten spezifischen Raten und Werte für Luchs und Hase
  3. Können Sie die Populationszahlen und Kurvenverläufe reproduzieren?
  4. Welche Probleme treten auf?
  1. Theoretischer Teil
  2. Welche Vorschläge können Sie machen um die von Mauerer ab Minute 11:30 gemachten Anforderungen an die biologische und ökologische Realität zu beantworten?
  3. Welche Werkzeuge wären hierfür wünschenswert?
  4. Welches Wissen fehlt?

Forrester JW (1980). System dynamics—future opportunities. In:Legasto AA, Forrester JW and Lyneis JM (eds). System Dynamics. TIMS Studies in the Management Sciences, Vol. 14. North-Holland: Amsterdam, pp 7–21.

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