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Agent-based simulation (ABS) is a paradigm which has received much attention within the last years. For enabling industrial use of ABS scalable solutions are required which can be executed on a distributed computing architecture. Such solutions must be capable of simulating complex models with hundreds or more complex deliberative agents with really autonomous behavior. In this article we argue that only optimistic synchronization protocols are potentially capable of providing the required performance. We suggest a synchronization protocol with constrained optimism which exploits specific characteristics of communication patterns within agent based simulations. Furthermore the presented protocol includes appropriate methods for GVT computation and fossil collection in distributed ABS as well as mechanisms to ensure repeatability.

Simulation stellt eine Analysemethode für viele Anwendungsbereiche zur Verfügung. Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht eine spezielle Simulationsmethode - die Agentenbasierte Simulation (ABS). Im Rahmen der ABS werden Modelle betrachtet, die sich aus Agenten zusammensetzen. Agenten sind in der Lage, ihre Umgebung wahrzunehmen und unter Rückgriff auf lokal hinterlegtes Wissen, Schlüsse über ihre Wahrnehmungen ziehen. Darauf aufbauend wählt ein Agent Aktionen aus, mit denen er seine Umwelt gezielt verändern kann. Neben ihrer Autonomie sind Software-Agenten häufig durch soziale Eigenschaften charakterisiert und der Fähigkeit benachbarte Systeme zu erkennen und mit diesen zu kommunizieren. Agentenbasierte Simulation erlaubt es, das Verhalten komplexer Systeme sowie emergente Phänomene zu studieren. Die Komplexität der mittels Agententechnologie zu lösenden Problemstellungen und die Größe der zu simulierenden Modelle nehmen stetig zu. Auf der anderen Seite wird der Entwicklung von Werkzeugen zur effizienten Durchführung von agentenbasierten Simulationsexperimenten bisher vergleichsweise wenig Beachtung geschenkt. Die verteilte Simulation versucht, unabhängige Ereignisse nebenläufig auszuführen, um so die Simulationsexperimente zu beschleunigen und die Effizienz zu verbessern. Die Ansätze der verteilten Simulation sind jedoch vielfältig. Die Auswahl des richtigen Verfahrens fällt schwer. Die vorliegende Dissertation diskutiert Strategien zur Parallelisierung agentenbasierter Simulation. Ziel der Arbeit ist es, Chancen und Risiken die durch die Verteilung von Agentenmodellen entstehen näher zu untersuchen. Insbesondere werden Möglichkeiten sowie Grenzen der Skalierung dieser Anwendungsklasse analysiert. Hierfür wird zunächst der Begriff der Skalierbarkeit eingeführt. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, Aussagen über die Effizienz eines verteilten Systems zu treffen. Die Entwicklung und Erprobung neuer sowie die Untersuchung bestehender Verfahren für die verteilte Simulation und deren Übertragung auf den Bereich der agentenbasierten Simulation bilden weitere Schwerpunkte der Arbeit.

This article discusses management tasks that have to be supported for an efficient reuse of simulation models within HLA-based distributed simulation environments. After a review of the controversial discussions on the deployment of distributed simulation in the industrial domain, this article derives the need of support for such basic management tasks. Based on the practical experiences from an industrial project from the manufacturing domain, in which several legacy SLX models had to be integrated, we demonstrate how these management tasks have been supported and which tools were needed for this purpose. We furthermore discuss the results of the distributed simulation and show the necessity and the added benefit provided through its usage in industry.

This paper reports main results of a peer study on future trends in distributed simulation and distributed virtual environments. The peer study was based on the opinions of more than 60 experts which were collected by means of a survey and personal interviews. The survey collected opinions concerning the current state-of-the-art, relevance, and research challenges that must be addressed to advance and strengthen these technologies to a level where they are ready to be applied in day-to-day business in industry. Most important result of this study is the observation that as research areas, both distributed simulation and distributed virtual environments are attributed a high future practical relevance and a high economic potential. At the same time the study shows that the current adoption of these technologies in the industrial sector is rather low. The study analyses reasons for this observation and identifies open research challenges.