Realita Problemstellung Simulation Simulation ist kein Selbstzweck Durch Simulationsstudien soll ein mehr oder weniger konkretes Problem gelost werden Problembeschreibung, Aufgabenstellung& Modellzweck Was will ich? Anforderungsspezifikation an die Modellierung Entscheidung, welche Systemaspekte abgebildet werden mussen und welche Systemaspekte abstrahiert werden konnen 2004in 1.3 Problemstellung und Anforderungsanalyse Realita Klassifikation der Modellierungszwecke Simulation Prognose und Entscheidungshilfe Optimierung rkehrsplanung .Wettervorhersage .Transport und Logistik Militarische szenarien Verstandnis Personaleinsatz Regel Inge Wissenschaft: Kernphysik .Schaltungsentwurf .Rechnernetzanalyse Chemische reaktionen Design Architektur Ressourceneinsparung Qualitatssicherung Schulung: Schiffs-, Flug- .Produktentwicklung und Fahrsimulator r Spezimikation . Men in the Loop Produkt-Test @2004 itm 1.3 Problemstellung und Anforderungsanalyse
© 2004 itm 1 – 29 Simulation Realität Modell Problemstellung Simulation ist kein Selbstzweck. Durch Simulationsstudien soll ein mehr oder weniger konkretes Problem gelöst werden. 1.3 Problemstellung und Anforderungsanalyse Entscheidung, welche Systemaspekte abgebildet werden müssen und welche Systemaspekte abstrahiert werden können! Problembeschreibung, Aufgabenstellung & Modellzweck Problembeschreibung, Aufgabenstellung & Modellzweck Anforderungsspezifikation an die Modellierung Anforderungsspezifikation an die Modellierung Was will ich? © 2004 itm 1 – 30 Simulation Realität Modell Klassifikation der Modellierungszwecke Verständnis Prognose und Entscheidungshilfe Optimierung Ressourceneinsparung •Wettervorhersage •Militärische Szenarien •Geologie •Schulung: Schiffs-, Flugund Fahrsimulator •Men in the Loop •Verkehrsplanung •Transport und Logistik •Schaltungsentwurf •Personaleinsatz •Regelungsauslegungen •Rechnernetzanalyse •Wissenschaft:Kernphysik •Chemische Reaktionen •Design & Architektur Qualitätssicherung •Produktentwicklung •Absicherung der Spezifikation •Produkt-Test 1.3 Problemstellung und Anforderungsanalyse
Realita Modellierungszweck: Konkrete Beispiele Simulation Aufgabe: Erstellung eines Modells der Autowaschanlage Modellzweck: Test der Steuerungssoftware Aufgabe: abbildung des Energiehaushalts eines Pkw Modellzweck: Verstandnis der Zusammenhange, Optimierun Aufgabe: FEM abbildung eines balkens mit angreifenden Kraften Modellzweck: Analyse des bruchverhaltens 2004in 1.3 Problemstellung und Anforder Realita Anforderungsspezifikation Simulation Die Anforderungsspezifikation leitet sich aus der Aufgabenstellung ab In der Anforderungsspezifikation wird eindeutig beschrieben, welche Probleme aus der aufgabenstellung mit Hilfe der Simulation gelost werden sollen Weiter enthalt die Anforderungsspezifikation Anforderungen, wie Ergebnisdarstellung Qualitatskriterien Zeitkriterien Kostenrahmen Die anforderungen sind zum Teil konkurrierend und von mehreren Einflussen abhangig Ziel: Formulieren von eindeutigen, moglichst quantitativen Anforderungen @2004 itm 1.3 Problemstellung und Anforderungsanalyse
© 2004 itm 1 – 31 Simulation Realität Modell Modellierungszweck : Konkrete Beispiele Aufgabe: FEM Abbildung eines Balkens mit angreifenden Kräften Modellzweck: Analyse des Bruchverhaltens Aufgabe: Erstellung eines Modells der Autowaschanlage Modellzweck: Test der Steuerungssoftware Aufgabe: Abbildung des Energiehaushalts eines Pkw Modellzweck: Verständnis der Zusammenhänge, Optimierung 1.3 Problemstellung und Anforderungsanalyse © 2004 itm 1 – 32 Simulation Realität Modell Anforderungsspezifikation Die Anforderungsspezifikation leitet sich aus der Aufgabenstellung ab. In der Anforderungsspezifikation wird eindeutig beschrieben, welche Probleme aus der Aufgabenstellung mit Hilfe der Simulation gelöst werden sollen. Weiter enthält die Anforderungsspezifikation Anforderungen, wie: – Ergebnisdarstellung – Qualitätskriterien – Zeitkriterien – Kostenrahmen Die Anforderungen sind zum Teil konkurrierend und von mehreren Einflüssen abhängig. Ziel: Formulieren von eindeutigen, möglichst quantitativen Anforderungen. 1.3 Problemstellung und Anforderungsanalyse
Anforderungsspezifikation- Einflussfaktoren Realita Simulation Erfahrung in Systemkenntnis MouSe hilfreich bei der Anforderungsspezifikation Systematisches und methodengestutztes Vorgehen Fehler in der Anforderungsspezifikation sind spater nur mit groBem Aufwand korrigierbar und erfordern oft eine vollstandige Neukonzeption 2004in 1.3 Problemstellung und Anforderungsanalyse Realita Kapite /1.4: Modellbildung Simulation Kapite/ 1.1: Einfuhrung Kapite/ 1.2: Grundlagen Kapite/ 1.3: Problemstellung und Anforderungsanalyse Kapite/ 1.4: Modellbildung 1.4.1:Grun 1.4.2: Systemtheorie 1.4.3: Systemanalyse 14.4: Verification Kapite/ 1.5: Simulation @2004 itm
© 2004 itm 1 – 33 Simulation Realität Modell Anforderungsspezifikation - Einflussfaktoren Fehler in der Anforderungsspezifikation sind später nur mit großem Aufwand korrigierbar und erfordern oft eine vollständige Neukonzeption. hilfreich bei der Anforderungsspezifikation Erfahrung in MouSi Systemkenntnis Systematisches und methodengestütztes Vorgehen 1.3 Problemstellung und Anforderungsanalyse © 2004 itm 1 – 34 Simulation Realität Modell Kapitel 1.4: Modellbildung • Kapitel 1.1: Einführung • Kapitel 1.2: Grundlagen • Kapitel 1.3: Problemstellung und Anforderungsanalyse • Kapitel 1.4: Modellbildung – 1.4.1: Grundlagen – 1.4.2: Systemtheorie – 1.4.3: Systemanalyse – 1.4.4: Verifikation • Kapitel 1.5: Simulation
Realita 1.4.1 Grundlagen Simulation 1.4.1 Grundlagen 2004in Realita Was heist Modellbildung? Simulation Modellierung bzw. Modellbildung umfasst das Umsetzen eines existierenden oder gedachten Systems in ein Modell. Konkret heist das die Umsetzung der in der Anforderungsspezifikation enthaltenen Anforderungen Ergebnis der Modellbildunge Abstraktes Modell in der Sprache der Mathematik oder einer anderen Beschreibungsform Bezeichnet als, Abstraktes oder konzeptionelles modell Realitat Modell Simulation @2004 itm 1.4 Modellbildung
© 2004 itm 1 – 35 Simulation Realität Modell 1.4.1 Grundlagen 1.4.1 Grundlagen © 2004 itm 1 – 36 Simulation Realität Modell Was heißt Modellbildung? Ergebnis der Modellbildung: Abstraktes Modell in der Sprache der Mathematik oder einer anderen Beschreibungsform Bezeichnet als: Abstraktes oder konzeptionelles Modell Realität Modell Simulation Modellierung bzw. Modellbildung umfasst das Umsetzen eines existierenden oder gedachten Systems in ein Modell. Konkret heißt das die Umsetzung der in der Anforderungsspezifikation enthaltenen Anforderungen. 1.4 Modellbildung
Modellbildung unter Berucksichtigung des Realita Modellierungszwecks Simulation Nachbildung eines systems vor dem Hintergrund des Modellierungszwecks Vereinfachung und Idealisierung Wahl der geeigneten 2 Reduktion der Komplexitat Modellbeschreibung 3D-Mode// Produktdatenmodell N Y24 Dosenoftnerk besteht aus 2004in 1.4 Modellbildung Realita Vereinfachung und Reduktion der Komplexitat Simulation 1. Fokussierung auf bestimmte Sicht(Weglassen von Teileaspekten vor dem Hintergrund des Modellzwecks Modellierung der funktionalen Rechnerarchitektur. mit Vernachlassigung der energetischen Verteilung CPU mit Steuerwerk Tastatur EA-Werk Register Netzwerk Adress, Daten, Steuer- BUS mit Weglassen von irrelevanten Komponenten wie Kuh/er Netzteil etc 2. Weglassen von vernachlassigbaren und irrelevanten Komponenten (unter Berucksichtigung des Modellzwecks) @2004 itm 1.4 Modellbildung
© 2004 itm 1 – 37 Simulation Modellbildung unter Berücksichtigung des Realität Modell Modellierungszwecks Nachbildung eines Systems vor dem Hintergrund des Modellierungszwecks Nachbildung eines Systems vor dem Hintergrund des Modellierungszwecks Dosenöffner SN D-0815 M K Dosenöffner Gehäuse SN Y-1234 M K Dosenöffner Dosenöffner SN X-4711 M K Dosenöffner Motor SN X-4711 M K Motor Dosenöffner SN Y-1234 M K Dosenöffner Getriebe SN D-0815 M K Gehäuse „besteht aus“ „Produktdatenmodell“ „3D-Modell“ Vereinfachung und Idealisierung Æ Reduktion der Komplexität Vereinfachung und Idealisierung Æ Reduktion der Komplexität Wahl der geeigneten Modellbeschreibung Wahl der geeigneten Modellbeschreibung 1.4 Modellbildung © 2004 itm 1 – 38 Simulation Realität Modell Vereinfachung und Reduktion der Komplexität 1. Fokussierung auf bestimmte Sicht (Weglassen von Teileaspekten vor dem Hintergrund des Modellzwecks) Modellierung der funktionalen Rechnerarchitektur... 2. Weglassen von vernachlässigbaren und irrelevanten Komponenten (unter Berücksichtigung des Modellzwecks) ...mit Vernachlässigung der energetischen Verteilung ...mit Weglassen von irrelevanten Komponenten, wie Kühler, Netzteil etc. 1.4 Modellbildung