SIm

Simulation

Simulation


M. S.
Diese Lernkarten behandeln auf Universitätsniveau die Grundlagen und Methoden der Simulationstechnik. Sie konzentrieren sich auf die Erstellung, Validierung und Analyse von Modellen, wobei Begriffe wie Sensitivitätsanalyse, Verteilungsfunktion und Replikationen im Mittelpunkt stehen. Besonders nützlich sind sie für Studierende und Forscher, die komplexe Systeme simulieren und optimieren möchten, um fundierte Entscheidungen zu treffen.
Karten
50
Lernende
1
Sprache
Deutsch
Kategorie
Technik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
22.07.2016 / 25.07.2016

Lernkarten

Phasen von Simulationsprojekten

Vorbereitung --> Durchführung --> Auswertung

simulationswürdig, Aufgaben&Ziele, Aufwand, Daten ermitteln, aufbereiten, abstimmen,Grobschätzung, Modelle erstellen und identifizieren

Sim-Experimente planer, Sim Experimente durchführen, validieren

Ergebnisaufbereitung, Ergebnisinterpretation, Dokumentation

Verfikation und Validierung in Phasen im Simulationsprojekten?

Vorbereitung -> Sim Modell erstellen & Verifzieren -> formaler nachweis d, Korrektheit, d. Simulationsmodell

Durchführung -> Simulationsexperimente validieren -> Prüfen der hinreichenden übereinstimmung v. Modell & Realität

                          -> Erkenntnisse: maximal Werte, Durchschnitt, Varianz

Wie ist das prinzipielle Vorgehen zum Vergleich von alternativen Systementwürfen unter Nutzung der Simulaton?

2 Simulationsmodelle erstellt & validiert für 2 verschiedene Systeme

Entscheidung über Vorzugsvariante mit geringer Verweilzeit

Berechnung Punktschätzung für die Differenz Konfidenzintervalle

Beantwortung der fragen: wie groß ist der Mittelwert für die Differenz, wie genau ist Schätzung für den Mittelwert

gibt es signifikante unterschiede zwischen beiden Systemen -> Lage des Konfidenzintervalls

korrelierende Läufe -> synchrone Zufallszahlen in beiden Modellen -> auch Zweckmäßig selbe Zahl für selben Zweck

Vorteile Bausteinorientierter Simulation

zügige Modellerstellung möglich

schnelle einfache grafische Darstellung möglich

vordefinierte Bausteine mit parametersierbarer Verhaltenslogistik

Auftragsgetriebene Sicht -> Teil ist aktiv , Konkurriert um Nutzung von Ressourchen

Nachteile Bausteinorientierter Simulation?

wenig Flexibilität bei Änderungen

oft keine Möglichkeit zur Erweiterung

10% zur Realität fehlen

Simulations-Statistikkenntnisse nötig, falls Bausteine nicht ausreichen

Verfikation vs Validierung

Verifikation : formeller Nachweis der Korrektheit der Modelle

                        Vergleich Konzept mit Implementierung

                        Arbeitet das Modell wie es soll?

Validierung: Hinreichende Übereinstimmung von Modell mit dem Original

                       spiegelt das Modell das Original fehlerfrei wieder?

Erläuterung Vorgehensweise bei  Validierung unter  Nutzung  von historischen Eingabedaten

Grundidee: Speise historische Eingabemodelle in Modell , Vergleiche Ergebnisse der Simulation mit Daten der Realität, Bsp: Friseursalon einen tag beobachten

Vorgehensweise: Erstelle Simualtionsmodell , Modell mit historischen Eingabedaten speisen (wirklich aufgetretene Ankunfszeit, keine angenährte Verteilungsfunktion) 

 ---> Teile Daten in mehrere statistisch unabhängige Teile / Nutzung erster Teil der Daten zur Feinabstimmung Modell / Validiere Modell mit anderen Teil der Daten / Falls Test Negativ: Modellmodifikation,  / Falls Test Positiv: Validität bestätigen.

Voraussetzung: System existiert real / Vollständig historischer Datensatz verfügbar / Simulator muss Rohdaten verarbeiten können.

Grundidee Festwerttest

nur konstante Werte im Modell

keine Zufallsbedingten Entscheidungen

Vorgehen: Hypothesendefinition -> Prüfung 

z.B. Montagelinie: Simulation mit höchster Bearbeitungszeit => Bestimmt Durchsatz

Grundidee Grezwerttest

Test des Modells mit Extremwerten für Parameter -> bessere vorhersagbarkeit  des Verhaltens des Modells

Bsp: nur ein Auftrag

keine Nacharbeit

Rüstzeit 0

Verwandschaft mit Festwerttest

Grundidee Sensitivitätsanalyse

misst Abhängigkeit von Ergebnisgrößen von Eingabeparametern

Geg. Ausgabegröße O, EingabeParameter I

Sensitivität S = dO / dI

I = Bedienrate

O = Durchschnittliche Warteschlangenlänge

Beispiel: Einfache Warteschlange mit fester Ankunftsrate

Anwendung: Befragung von Experten ob sich Modell so Verhält wie normales System bei anderen  Eingangsparametern

z.B. Erhöhung Ankunftsrate auf die Auslastung der Server

-> Richtung sollte Experten bekannt sein.

Large Scale Models -> Viele Eingabeparameter -> viele Möglichkeiten -> kritische Parameter identifizieren

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