7 Möglichkeiten und Grenzen der Simulation

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Hetty Beyer
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1 7 Möglichkeiten und Genzen de Voteile de Viele eale Systeme können nicht akkuat in einem analytischen Modell beschieben weden kann Systeme unte unteschiedlichen (ealen ode iealen) Bedingungen analysieen Modifikationen am System sind einfach duchfühba Exeimente können in de einfach gesteuet und ausgefüht weden elaubt es, Systeme in seh kuzen ode seh langen Zeitintevallen zu analysieen, die in de Realität nicht beobachtba sind Duch heutige Rechnekaazität lassen sich ohne goßen Aufwand viele Exeimente aallel duchfühen 1

2 Nachteile de Stochastische oduziet stochastische Ausgaben damit können Gößen nu geschätzt weden Genauigkeit de Schätzung basiet auf kaum beweisbaen Annahmen smodelle haben einen hohen Datenbedaf smodelle sind aufwändig und teue in de Entwicklung neben den üblichen Poblemen bei de Realisieung komlexe Pogamme existieen simulationssezifische Pobleme, die vom dynamischen Vehalten abhängen smodelle liefen exteme Datenmengen, so dass die Genauigkeit und Gültigkeit de Resultate oft nicht übeüft ode übebewetet wid 2

3 Fehle bei de Anwendung de Modellestellung ohne konkete Zielsetzung Falsche Detaillieungsgad des Modells oft Abbildung unnötige Details Aufwand fü Datenehebung und Validieung wid unteschätzt Einsatz von Mittelweten statt Veteilungen keine Validieung (oft nicht einmal Plausibilitätsüfung) de Resultate Übebewetung von Animation Kein ode zu geinge Einsatz statistische Methoden falsche Modellieung de Eingabedaten keine Auswetung de Resultate (nu Mittelwetbildung) Unabhängigkeitsannahme bei Ein- und Ausgabe Keine Sensitivitätsanalyse Keine Abschätzung des Gültigkeitsbeeichs 3

4 Beisiel fü Genzen de aus dem Sondefoschungsbeeich Modellieung goße Netze in de Logistik (SFB 559) Teminal-Beeich eines Gütevekehszentums 4

5 Teminalbeeich eines GVZ Veeinfachtes Modell ( To-Level-Sicht ) Planungshase: Schätzungen übe gelantes Vekehsaufkommen, z.b. mittlee Anzahl an Zügen und LKW. Untesuchungsziel: Dimensionieung de Ressoucen Züge 1 o h Watebeeich Hilfsmittel Lage Ka. = Züge: LKWs 10 o h Hilfsmittel Watebeeich bestimme Entlademenge EL (unifom [50,150]) LKWs: bestimme Belademenge BL (unifom [50,150])... EL (unifom [5,15]) wate solange bis ((EL + Lagebestand) <= 10000)... BL (unifom [5,15]) entlade... wate solange bis ((Lagebestand - BL) >= 0) belade Untesuchungsziel (hie): velasse GVZ Dimensionieung de Watebeeiche 5

6 Exeiment: unbeschänkte Watebeeiche Mittl. #Züge im Zeitintevall [0,T] T 6

7 Exeiment: unbeschänkte Watebeeiche Mittl. #Züge im Zeitintevall [0,T] Vielfach hie Abbuch de, da genügend genaue Egebnisse voliegen, und Vewendung des segebnisses fü die weitee Planung des GVZ. T 7

8 Exeiment: unbeschänkte Watebeeiche Mittl. #Züge im Zeitintevall [0,T] T 8

9 Was ist assiet? Synchonisation offene Stöme übe einen (endlichen) Puffe füht zu Instabilität Ähnliche Pobleme bei übelastete Ressoucen Pozessen mit hohe Vaianz (z.b. heavy tails) ode staken Koelationen Veklemmungen (Deadlocks). 9

10 Vehinden von Poblemen: Vemeiden komlexe Synchonisationsmechanismen und Zustandsabhängigkeiten Glätten von Lastsitzen (sofen möglich) besondes im ealen System! Ekennen von Poblemen: (manuelle) Übeüfung de Modellaamete z.b. Vegleich Ankunftsate Bedienkaazität (evtl. Ausfälle beücksichtigen) Estellen einfache abstakte Modelle zu Voanalyse von Teilmodellen Einsatz statistische Methoden Untesuchung von staces 10

11 Analytische Untesuchung des Beisiels Veeinfachungen: - nu ein Ty von Vekehstägen, nu eine Ladungseinheit je Vekehstäge - P[Entladung] = P[Beladung] := ( inut = outut ) - P[Beladung und Entladung] := ==> 2 + = 1 - Die Vogänge Ankunft + Paken + Abladen + Beladen + GVZ velassen weden zu einem elementaen Schitt zusammengefasst. Zustände: -k -k n n+1 0,1,...,n == 0,1,...,n Lagelätze sind belegt und kein Vekehstäge watet n+1, n+2,..., == n Lagelätze belegt und 1,2,... Vekehstäge waten auf Entladung -1,-2,..., - == Lage lee und 1,2,... Vekehstäge waten auf Beladung KEINE stationäe Veteilung fü diese Makov-Kette! 11

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