CLEM - Kombination von Live und Explorativer Modellierung

In Wissenschaft und Technik werden Verhaltensmodelle für unterschiedliche Zwecke eingesetzt, beispielsweise zur Darstellung und Analyse softwareintensiver Systeme, cyber-physischer Systeme oder Wirtschaftssysteme. Bevor jedoch Ergebnisse für weitere Analysen oder Entscheidungen generiert werden können, müssen Verhaltensmodelle iterativ entworfen, implementiert und ausgeführt werden. Jede Änderung des Modells, beispielsweise um neue Anforderungen, alternative Szenarien oder potenzielle Verbesserungen widerzuspiegeln, erfordert einen Neustart des gesamten Prozesses. Durch Live-Modellierung wird das strikte Zuerst entwerfen, dann ausführen-Paradigma aufgebrochen. Dadurch lassen sich die Auswirkungen einer Designänderung unmittelbar in einer bereits laufenden Modellausführung sichtbar machen, ohne dass ein vollständiger Neustart und die erneute Wiedergabe der Ausführungshistorie erforderlich sind. Darüber hinaus ermöglicht die Kombination von Live-Modellierung mit explorativer Modellierung die direkte Erforschung des Entwurfsraums eines Modells sowie seiner Laufzeitzustände. So können Entwurfsalternativen in experimentellen Umgebungen verglichen und die Erforschung des Entwurfsraums beschleunigt werden. Obwohl sowohl das Live- als auch das explorative Modellieren bereits in Vorstudien untersucht wurden, fehlt ein systematischer Ansatz zur Entwicklung neuer Modellierungssprachen, die die Gestaltung und Ausführung von Verhaltensmodellen unter Nutzung der genannten Funktionen ermöglichen. Folglich müssen diese Funktionen für jede neue Modellierungssprache immer wieder neu entwickelt werden. Darüber hinaus ist uns derzeit kein Rahmenwerk für die systematische Kombination von Live- und explorativer Modellierung bekannt. In diesem Projekt wird eine werkzeuggestützte Methodik entwickelt, die Live- und exploratives Modellieren ermöglicht. Insbesondere werden erstmals Szenarien wie die interaktive Nutzung von Live-Modellierung im Rahmen der Exploration und der effiziente Vergleich mehrerer alternativer Modellentwürfe erstmals untersucht. Die systematische Kombination von Live- und explorativer Modellierung bietet umfangreiche Unterstützung bei der Erforschung des Designraums, der Trade- off-Analyse und der finalen Entscheidungsfindung. Um Live- und explorative Modellierung für Verhaltensmodelle zu realisieren, ist die Integration mehrerer Modellierungstechniken erforderlich. Dazu gehören die effiziente Wiedergabe der Modellinteraktion und die effektive Generierung von Modelländerungen. Wir werden daher eine neuartige Architektur für Modellausführungs-Engines entwickeln, die eine interaktive Modellausführung ermöglicht. Diese Architektur wird auch die erforderlichen Werkzeugschnittstellen und zugehörigen Sprachprotokolle für die Integration interaktiver Modellexplorationswerkzeuge unterstützen. Darüber hinaus werden Sprachdesignprinzipien festgelegt, um Live- und explorative Modellierungsfunktionen für jede Modellierungssprache zu ermöglichen.