Systems Engineering
Systems Engineering, ETHZ, D-BAUG HS 2018
Systems Engineering, ETHZ, D-BAUG HS 2018
Kartei Details
| Karten | 140 |
|---|---|
| Lernende | 65 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Informatik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 16.01.2019 / 01.09.2024 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20190116_systems_engineering
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MARR
Was ist der MARR* und wie wird er berechnet?
MARR* = Zeitgleicher MARR
- Vergleich von Kosten & Nutzen aus der gleichen Zeitperiode möglich
- \( 1+MARR{^*}={(1+MARR)\over (1+i)}\)
Varianten aus abgeschlossener Liste
In welchen Fällen können Varianten von vorherein ausgeschlossen werden?
- Kosten übersteigen Budget
- Weniger Nutzen als andere Variante bei gleichen Kosten
- Mehr Kosten als andere Variante bei gleichem Nutzen
- Kosten sind höher als Nutzen
Zeitfenster
Darf man die Berechnung nach ausreichend langen Zeitperioden abbrechen? Warum?
JA
Effekt der Diskontinuität:
Kosten auch bei kleinen Zinssätzen nach langem Zeitraum vergleichsweise klein mit Gegenwartswert
inkrementelle Kosten-Nutzen-Analyse ohne MARR
Mit der inkrementellen Kosten-Nutzen-Analyse erhält man dasselbe Ergebnis wie mit der Kapitalwert- methode. Was ist der Vorteil der inkrementellen Kosten-Nutzen-Analyse?
Erleichterung für Entscheidungsträger:
- Vergleich zwischen den beiden Varianten
- Kosten oder Nutzen? An was liegt der Unterschied der Varianten
Kosten-Nutzen Untersuchungen
Erkläre mit einer Skizze was die ökonomische Wohlfahrt ist.
- A: Angebotskurve
- N: Nachfragekurve
Bewertungsmethoden
Nenne 2 Methoden zur direkten Bewertung und zeige Vor- und Nachteile auf.
- Vorprojekte/ Demonstrationsprojekte (Bsp. 1 neue Busspur statt 10 neue testen)
- Nur vereinfachte Abbildungen der Realität:
- Positive & negative Verzerrungen möglich
- Schätzung von Angebots- & Nachfragekurve
- Daten müssen bereits existieren
- Spezifikationsfehler: Annahme des Modells entspricht nicht genau der Realität
- Messfehler: Daten nicht genau gemessen
- Elastizität:
- - lineare Nachfragekurve besitzt keine konstante Elastizität
- + wenn Grössenordnungen stark variieren nützliche Masseinheit
- Steigung: genau umgekehrt wie Elastizität
indirekte Bewertungsmethoden
Erläutere die indirekte Bewertungsmethode und ihre Vor- und Nachteile.
- Revealed Preference:
- aus beobachteten Entscheidungen Nachfragefunktion ableiten
- Stated Preference:
- beruht nicht auf realen Entscheidungen (Simulationen)
+ Bewertung eines Guts durch direkte Befragung
- Befragten geben nicht wahre Präferenz preis
Kosten-Nutzen Untersuchungen
Umwelteinflüsse, wie die Auswirkungen auf Tiere und Pflanzen, sind schwierig zu untersuchen und messen. Wie kann man sie dennoch bei einem Projekt berücksichtigen? Nenne 2 Methoden.
- Umwelteinflüsse als Rahmenbedingungen im Projekt integrieren
- Auswirkungen auf Umwelt durch den Wert abbilden, den Menschen bereit sind für eine intatkte Umwelt zu zahlen.
Bewertungsmethoden
Erkläre die direkte Bewertungsmethode und ihre Vor- und Nachteile.
- Vorprojekte/ Demonstrationsprojekte (Bsp. 1 neue Busspur statt 10 neue testen)
- Nur vereinfachte Abbildungen der Realität:
- Positive & negative Verzerrungen möglich
- Schätzung von Angebots- & Nachfragekurve
- Daten müssen bereits existieren
- Spezifikationsfehler: Annahme des Modells entspricht nicht genau der Realität
- Messfehler: Daten nicht genau gemessen
- Elastizität:
- - lineare Nachfragekurve besitzt keine konstante Elastizität
- + wenn Grössenordnungen stark variieren nützliche Masseinheit
- Steigung: genau umgekehrt wie Elastizität
Kosten-Nutzen Untersuchungen
Nenne die grundlegenden Schritte der Kosten-Nutzen-Untersuchungen.
- Liste aller möglichen Auswirkungen (so komplett wie möglich)
- Physikalischer Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung & Interkation von verschiedenen Attributen bestimmen
- Numerischen Indikator für Auswirkungen finden:
- Balance zwischen Spezifkationsfehlern und Messfehlern
- Eintrittswahrscheinlichkeit & Eintrittszeitpunkt untersuchen
- Mit Modellen berechnen (Uneinigkeit)
- Menschen passen sich der Umgebung an
- Konservative Annahmen: Schwächen früher erkennen & Behebungskosten reduzieren
- Transformation in Geldeinheiten des physischen Indikators
- Sensitivitätsanalyse
indirekte Bewertung
Erkläre die zwei Unterkategorien der indirekten Bewertung.
- Revealed Preference:
- aus beobachteten Entscheidungen Nachfragefunktion ableiten
- Stated Preference:
- beruht nicht auf realen Entscheidungen (Simulationen)
+ Bewertung eines Guts durch direkte Befragung
- Befragten geben nicht wahre Präferenz preis
Bewertungsmethoden
Nenne Methoden zur indirekten Bewertung und erkläre sie in 2-3 Sätzen
- Revealed Preference:
- Analoggüter
- Trade-Off
- Wert von Zwischenprodukten
- Bestandsbewertung
- Hedonische Regression
- Reisezeit
- Defensivausgaben
- Stated Prefrence:
- Kontingente Bewertung
Nutzentheorie
Was ist die Nutzentheorie?
Modellierungsansatz, indem menschliche Entscheidungen als Ergebnis eines Maximierungsprozesses dargestellt werden
Hilft, bedeutende Schwäche des Erwartungswertes als Entscheidungskriterium zu korrigieren
Sensitivitätsanalyse
Wieso wird eine Sensitivitätsanalyse bei der Kosten-Nutzen-Analyse gemacht?
- Kosten-Nutzen-Analyse macht einige Annahmen
- Robustheit der getroffenen Entscheidungen zeigen mit Analyse:
- Wie sehr hängen Ergebnisse von getroffenen Annahmen ab?
Nutzenfunktion
Was drücken eine konkave, konvexe und eine lineare Nutzenfunktion für ein Verhalten aus?
- konkave Nutzenfunktion:
- risikoscheucher Investor
- konvexe Nutzenfunktion:
- (nach aussen gewölbt) Investor ist risikofreudig
- lineare Nutzenfunktion:
- (zwischen konvex und konkav) risikoneutraler Investor
Generelle Einteilung von Systemen
In welche zwei Gruppen können Systeme generell eingeteilt werden? Erkläre in je einem Satz.
- Komplizierte Systeme: Ursache - Auswirkung linear
- Komplexe Systeme:
- Rückkopplung enthalten
- Übersichtverlust von Ursache - Auswirkung
Rückkopplung
Wie heisst die Wissenschaft der Rückkopplung?
Kybernetik
Terminologie Systeme
Erkläre die System-Begriffe «Elemente», «Attribute», «Export» und «Fremdsystem» in je einem kurzen Satz.
- Elemente: Teil des Systems mit Input, Ouptput und Prozessen
- Attribute: Eigenschaften der Elemente
- Attributename (Farbe)
- Attributewert (Blau)
- Export: Material, Energie, Informationen verlassen das System
- Fremdsystem: fremdes System, das in Verbindung mit betrachteten System steht, aber sonst unabhängig
4 Prinzipien des SE
Nenne die 4 Prinzipien, auf der «Systems Engineering» aufbaut.
- Vom Gorben zum Detail
- Variantenbildung
- Phasengliederung
- Problemlösungsprozess (-zyklus auch möglich)
Lebenszyklusphasen
Erläutere die einzelnen Lebenszyklusphasen in 2-3 Sätzen.
- Bauen
- Anstoss bis Abschluss
- entspricht Systemerstellungsphasen
- Verwenden
- Verwender nutzt System
- Verwender muss nicht Besitzter sein
- Betreiben
- Aktivitäten des Besitzers
- Erhalten
- Aktivitäten, die Zustand aufrecht erhalten
- Rückbau: Ende des System, in der Form, so wie es ist
- Neugestaltung
- Umgestaltung
- Entsorgung
Problemlösungszyklus
Wozu dient der Problemlösungszyklus?
- Alle Aspekte werden zum richtigen Zeitpunkt berücksichtigt
- Verhinderung Detailstudie in einer zu früheren Phase
- Optimale Lösung des Problems finden
Abstraktionsebenen
Nenne 3 Abstraktionsebenen und erläutere diese kurz.
- Umfeldorientiert:
- Black-Box mit Input und Output
- Wirkungsorientiert:
- Grey-Box mit Übergangsfunktion zur Beschreibung Verhältnisse zwischen Input und Output
- Strukturorientiert:
- White-Box mit Betrachtung aller Elemente und Zusammenhänge
Anthropogene Systeme
Was bedeutet «anthropogen»? Nenne zwei Beispiele.
"anthropogen" = vom Menschen erschafftes, verändertes oder beeifnlusstes System
- Stromnetz
- Autobahnabschnitt
Systemerstellungsphasen
Nenne die Phasen der Systemerstellung.
- Anstoss
- Vorstudie
- Hauptstudie
- Detailstudie
- Bau
- Einführung
- Abschluss
Prinzip «Variantenbildung»
Erkläre das Prinzip «Variantenbildung» detailliert.
Auf hoher Abstraktionsebene Grundproblem kennen und danach zu jeder Ebene verschieden Varianten.
Blackbox- und Whitebox-Modelle
Erkläre die beiden Systemarten «Blackbox-» und «Whitebox-Modelle».
- Blackbox: Input & Output betrachte, was dazwischen ist egal
- Whitybox: Alle Elemente des Systems, deren Eingenschaften und Zusammenhänge betrachtet
Problemlösungszyklus
Zähle die Schritte des Problemlösungszyklus auf.
- Anstoss
- Situationsanalyse
- Formulierung der Ziele und Rahmenbedinungen
- Generierung von möglichen Lösungen
- Analyse von möglichen Lösungen
- Bewertung von möglichen Lösungen
- Durchführung
Prinzip «Vom Groben zum Detail»
Erkläre das Prinzip«Vom Groben zum Detail».
Problem zuerst grob strukturieren, später verfeinern, bis zuletzt ins Detail
Referenz:
- Grob: Vorstudie (Vorprojekt)
- Mittel: Hauptstudie (Bauprojekt)
- Fein: Detailstudie (Ausführungsprojekt)
Systemerstellungs- und Lebenszyklusphasen
Was ist der wichtige Unterschied zwischen den Systemerstellungs- und Lebenszyklusphasen?
Lebenszyklusphasen : Bauen, Verwenden, Betreiben, Erhalten, Rückbau
Systemerstellungsphasen : Bauen
Systemerstellungsphasen ist nur die Planung und Durchführung eines Projekts. Ist also eine Teilphase des Lebenszyklus.
Klassifizierung von Systemen
Nenne vier Arten ein System zu klassifizieren. Gib zu jeder Art zwei mögliche Unterteilungen an.
- Systemersteller
- Anthropogen
- Nicht-anthropogen
- Existenz
- Materiell
- Konzeptionell
- Art der Interaktion mit Umgebung
- Geschlossen
- Offen
- Zeitliches Verhalten
- Statisch
- Dynamisch
- Sicherheit der Datenanlage
- Deterministisch
- Probabilistisch
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