IT-SimBW

Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS

Ein Agentenbasiertes Simulationssystem

Asymmetrische Bedrohungslagen bergen komplexe, nichtlineare Abhängigkeiten und Zusammenhänge, die mit herkömmlichen Analysemethoden nur unzureichend erfasst werden können. ITSimBw ist eine neu entwickelte agentenbasierte Simulationsumgebung zur Analyse von Operationen im erweiterten Aufgabenspektrum der Bundeswehr. Erste mit ITSimBw durchgeführte Untersuchungen thematisieren Operationen im urbanen Gelände, den Schutz von Konvois zu Lande und die Bergung Verletzter aus unsicheren Gebieten.

Aus analytischer Sicht sind militärische Operationen hochgradig nichtlineare Prozesse, in denen sich eine Vielzahl von Faktoren auf den Verlauf der Operation auswirken kann. Kleine Entscheidungen können eine gravierende Wirkung haben und zu sehr verschiedenen Operationsverläufen führen. Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der geeigneten Modellierung der geplanten Operation. Dabei gilt es das Modell so zu skalieren, dass hinreichend allgemeine Aussagen erzeugt werden, die für ein weites Spektrum an Operationen Gültigkeit haben.

Um den Modellierer bei dieser Arbeit optimal zu unterstützen, ist ITSimBw komplett agentenbasiert aufgebaut. Alle Entitäten der Simulation (Gelände, Einheiten, Technik, Wetter, Kommunikation, …) werden durch autonome Agenten simuliert. Jedes Teil der Simulation kann um individuelles Verhalten erweitert werden. Erfordert das Modell für bestimmte Komponenten kein Verhalten, werden die entsprechenden Agenten passiv geschaltet. Durch diese Technik kann das System sowohl in Raum (Auflösung des Operationsgebietes, Aggregation von Einheiten), Zeit (Zeitmodell) und Funktionalität (Verhalten von Einheiten, Technik und Umwelt) an die Erfordernisse des jeweiligen Modells der Operation angepasst werden. Die Skalierung des Modells kann zur Laufzeit von Simulationen angeglichen werden, um so uninteressante Phasen im Zeitraffer oder mit grober Auflösung zu simulieren.

ITSimBw ist für den Einsatz durch Personal in einer OR-Zelle (Operations Research) konzipiert. Ziel ist nicht das isolierte Ausreizen hoch komplexer Simulationsmethoden, sondern die praxisorientierte Unterstützung bei der Beantwortung entscheidungsrelevanter Einsatzfragestellungen. Für jeden Fragenkomplex steht hierbei die lückenlose Unterstützung der gesamten Untersuchungskette im Vordergrund. Wichtig ist, dass alle Arbeitsschritte vom Nutzer vor Ort eigenständig ausgeführt werden können. Dies umfasst die Nutzung von vorhandenem Karten- und Datenmaterial, die interaktive Erstellung der Modelle, den Zugriff auf Rechner-Cluster im Heimatland sowie das Aufbereiten von Ergebnissen für externe und interne Analysetools. Die Ergonomie der Applikation wird zusammen mit Nutzern der Bundeswehr permanent weiterentwickelt, um die intuitive Bedienung für das Personal in den OR-Zellen zu verbessern.

Zu den Aufgaben der OR-Zelle Einsatz gehört es, in kürzester Zeit entscheidungsunterstützende Ergebnisse zu erzielen. Eine Kombination von analytischen und simulativen Verfahren erscheint hier die beste Vorgehensweise. Die aktuelle Entwicklung von ITSimBw greift diesen Trend auf und kombiniert die Möglichkeit zu detaillierter Simulation mit verschiedenen Verfahren zur analytischen Untersuchung von Fragestellungen. Die Ergebnisse komplexer Simulationen können mit Ergebnissen einfacherer Analysen kombiniert werden und als Informationen »über der Lage« dargestellt werden.

Im Zeitalter des Internet-Computing wächst auch für militärische Anwendungen die Notwendigkeit zu Offenheit und Interaktion mit anderen Systemkomponenten. ITSimBw unterstützt eine systemübergreifende Öffnung auf mehrere Arten. So basiert das System komplett auf serviceorientierten Strukturen. Dies ermöglicht eine Ankoppelung an gängige Middlewarelösungen. Verhalten und Fähigkeiten können als Services für andere Systeme zur Verfügung gestellt werden. Die Agenten in ITSimBw können Services anderer Systeme nutzen. Weiterhin bietet das System offene Schnittstellen, die beliebigen Partnern die Möglichkeit zur Realisierung von eigenen Agenten und Services eröffnet. Es stellt damit nicht nur Funktionalitäten einer Simulationsanwendung, sondern auch einer firmenübergreifend nutzbaren Simulationsplattform dar.