Classificaties van modelleringsmethoden van systemen

Classificaties van modelleringsmethoden van systemen

Classificaties van modelleringsmethoden van systemen vormen een systematisering van benaderingen voor modellering, afhankelijk van de aard van het te modelleren systeem, de doelen van de analyse, het type modelrepresentatie en de kenmerken van het gebruikte wiskundige en conceptuele apparaat. Begrip van de classificaties van modelleringsmethoden maakt het mogelijk de meest adequate middelen te kiezen voor het onderzoeken van complexe objecten en processen binnen het kader van systeemanalyse.

Algemene karakteristiek

Modellering van systemen is het proces van het creëren van modellen — vereenvoudigde representaties van bestaande of te ontwerpen systemen, die de meest essentiële kenmerken ervan weergeven voor het oplossen van gestelde taken.

De keuze van de modelleringsmethode hangt af van:

• de complexiteit en structuur van het systeem;
• de mate van organiseerbaarheid ervan;
• de doelen en taken van de analyse;
• de beschikbare informatie over het systeem;
• de eisen aan nauwkeurigheid en detaillering van het model;
• de beperkingen in tijd en middelen voor het uitvoeren van de analyse.

De classificatie van modelleringsmethoden maakt het mogelijk de verscheidenheid aan benaderingen systematisch te ordenen en het proces van het kiezen van optimale analysemiddelen te vergemakkelijken.

Grondslagen voor de classificatie van modelleringsmethoden

Modelleringsmethoden van systemen worden geclassificeerd op verschillende grondslagen:

• naar mate van formalisering;
• naar karakter van de tijd;
• naar type van informatievertegenwoordiging;
• naar type van beschrijving van het systeemgedrag;
• naar karakter van het gebruikte wiskundige apparaat;
• naar detailleringsniveau van het model;
• naar mate van organiseerbaarheid van het te modelleren systeem.

Belangrijkste classificaties

Naar mate van formalisering

• Geformaliseerde methoden — gebaseerd op strikte wiskundige modellen, zoals vergelijkingen, algoritmen en grafen.
• Niet-geformaliseerde methoden — steunen op kwalitatieve beschrijvingen van systemen, conceptuele schema's en expertbeoordelingen.

Naar karakter van de tijd

• Statische modellen — beschrijven een systeem op een vast tijdstip of in een evenwichtstoestand.
• Dynamische modellen — beschrijven de verandering van de toestand van een systeem in de tijd.

Naar type van informatievertegenwoordiging

• Deterministische modellen — veronderstellen volledige zekerheid over het gedrag van het systeem bij gegeven omstandigheden.
• Stochastische modellen — houden rekening met het kansmatige karakter van het systeemgedrag en de invloed van toevalsfactoren.

Naar type van beschrijving van het systeemgedrag

• Simulatiemodellen — reproduceren de functioneringsprocessen van een systeem om het gedrag ervan onder verschillende omstandigheden te analyseren.
• Analytische modellen — gebruiken wiskundige uitdrukkingen om de functionele afhankelijkheid tussen parameters van het systeem te beschrijven.

Naar karakter van het gebruikte wiskundige apparaat

• Discrete modellen — beschrijven het gedrag van systemen als een opeenvolging van discrete gebeurtenissen of toestanden.
• Continue modellen — stellen de verandering van parameters van een systeem voor als continue processen.

Naar detailleringsniveau van het model

• Macro-niveau modellen — gegeneraliseerde beschrijving van een systeem zonder detaillering van de structuur ervan.
• Micro-niveau modellen — gedetailleerde beschrijving van het gedrag van afzonderlijke elementen van een systeem en hun onderlinge interacties.

Naar mate van organiseerbaarheid van het te modelleren systeem

• Goed georganiseerde systemen — structuren met duidelijke verbanden en stabiele wetmatigheden; overwegend analytische modelleringsmethoden worden toegepast.
• Slecht georganiseerde systemen — objecten met grote onzekerheid en een fragmentarische structuur; stochastische en simulatiemethoden worden toegepast.
• Zelforganiserende systemen — systemen met een zich ontwikkelende interne structuur; gemodelleerd met behulp van probabilistische, evolutionaire en scenariomatige benaderingen.

Specifieke benaderingen in de modellering van systemen

Afhankelijk van de kenmerken van het te modelleren systeem worden specifieke modelleringsmethoden toegepast:

• Systeemdinamica — modellering van continue veranderingsprocessen van systeemtoestanden op basis van stromen en accumulaties.
• Discrete-gebeurtenissensimulatie — modellering van systemen waarbij de toestand verandert op discrete tijdsmomenten als gevolg van gebeurtenissen.
• Agentgebaseerde modellering — modellering van systemen via het gedrag van een groot aantal autonome agenten.
• Meerniveaumodellering — combinatie van modellen van verschillende aard en detailleringsniveaus binnen één analytisch proces.

De keuze van de benadering wordt bepaald door de kenmerken van de dynamiek, de structuur en de interacties in het systeem.

Keuze van modelleringsmethoden

De keuze van modelleringsmethoden vindt plaats op basis van een integrale afweging van:

• de doelen en taken van het onderzoek;
• de kenmerken van het te modelleren object;
• de mate van organiseerbaarheid en complexiteit van het systeem;
• de beschikbaarheid van brongegevens en de mogelijkheden om deze te verkrijgen;
• de eisen aan nauwkeurigheid, betrouwbaarheid en interpreteerbaarheid van de resultaten;
• de beschikbare middelen voor het uitvoeren van de modellering (tijd, rekenkracht).

In de praktijk wordt vaak een gecombineerde benadering toegepast, waarbij verschillende modelleringsmethoden worden gecombineerd om een vollediger beeld van het functioneren van het systeem te verkrijgen.

Samenhang met andere begrippen

Classificaties van modelleringsmethoden zijn nauw verbonden met de basisbegrippen van systeemanalyse:

• Modellering
• Systeem
• Systeemstructuur
• Dynamische eigenschappen
• Onzekerheid in een systeem
• Functie
• Systeemdinamica

Zie ook

• Systeemtheorie
• Systeembenadering
• Formalisering van systeemmodellen