Systemmodell (SV)

Systemmodell — är en förenklad representation av ett system som återspeglar de viktigaste elementen, sambanden och processerna som är relevanta för analys, konstruktion, styrning eller förståelse av systemets beteende i ett givet sammanhang. Modellen skapas i syfte att undersöka systemet utan att behöva interagera med det i verkligheten.

Allmän definition

Modellering är ett av de centrala verktygen inom systemanalys. En modell möjliggör:

• att återspegla systemets struktur, funktioner och beteende;
• att undersöka systemet under olika förhållanden;
• att förutsäga systemets reaktioner på påverkan;
• att utveckla och testa lösningar innan de genomförs.

Modellen skapas som en avbildning av objektet, undersökningens syfte och analysens medel. Den utgör en mellanliggande länk mellan det verkliga systemet och den människa som undersöker eller styr det.

Modellens egenskaper

• Adekvans — återspeglar originalets väsentliga drag.
• Målöverensstämmelse — konstruerad med hänsyn till modelleringens syfte.
• Förenkling — detaljer som är oväsentliga för uppgiften har uteslutits.
• Operationalitet — lämpad för analys, beräkningar och experiment.
• Tolkbarhet — modellens resultat är begripliga för användaren.

Typer av systemmodeller

Modeller kan klassificeras utifrån olika grunder:

Efter formaliseringsgrad

• Verbala (beskrivande) — baserade på naturligt språk.
• Grafiska — scheman, diagram, block, grafer.
• Formella — matematiska, logiska, algoritmiska.
• Simuleringsbaserade — återger beteendets dynamik i en artificiell miljö.

Efter representationstyp

• Strukturella — fixerar element och samband.
• Funktionella — återspeglar funktioner och transformationer.
• Dynamiska — modellerar beteende över tid.
• Informationsmässiga — beskriver dataflöden och signaler.
• Målinriktade — fokuserar på målhierarki och uppfyllelsekriterier.

Efter abstraktionsgrad

• Konceptuella — allmänna föreställningar och principer.
• Analytiska — innehåller formaliserade samband.
• Datorbaserade — implementerade i form av programkod eller modell.

Modellen som återspegling av systemet

En systemmodell representerar:

• struktur — av vilka element systemet består;
• samband — hur dessa element samspelar;
• processer — vilka händelser som äger rum i systemet;
• mål — vilka resultat systemet strävar mot;
• sammanhang — hur systemet samspelar med sin omgivning.

Modelleringens syften

Modeller utvecklas för olika ändamål:

• analys av nuvarande tillstånd;
• konstruktion av ett nytt system;
• val av optimal lösningsvariant;
• prognostisering av beteende;
• styrning av drift och utveckling;
• utbildning och kunskapsöverföring.

Steg i modellkonstruktion

1. Formulering av modelleringsuppgiften — specificering av mål och begränsningar.
2. Val av modelltyp — beroende på syfte och tillgängliga data.
3. Identifiering av parametrar — fastställande av väsentliga egenskaper.
4. Konstruktion av modellens struktur — beskrivning av element och samband.
5. Formalisering — beskrivning av beteende med hjälp av matematiska eller algoritmiska medel.
6. Analys och verifiering — kontroll av modellens korrekthet.
7. Tolkning av resultat — tillämpning av modellen för beslutsfattande.

Modellen och systemtänkandet

Användningen av modeller bidrar till:

• ett helhetsmässigt uppfattande av objektet;
• identifiering av nyckelfaktorer;
• urskiljande av struktur och orsakssamband;
• övergång från empirisk förståelse till formaliserad analys.

Modellen i systemets livscykel

I olika faser av livscykeln används olika modeller:

• i konstruktionsfasen — konceptuella och tekniska modeller;
• i driftsfasen — operationella modeller för styrning;
• i utvecklingsfasen — prognostiska och scenariobaserade modeller.

Exempel på modeller

• Flödesdiagram och arkitekturscheman;
• Matematiska styrmodeller (t.ex. tillståndsekvationer);
• Simuleringsmodeller;

Samband med andra begrepp

• System — modelleringens objekt;
• Funktion — genomförande av en åtgärd i modellen;
• Process — modellens dynamiska del;
• Mål — bestämmer modellens inriktning;
• Systemgränser — definierar modellens täckningsområde;
• Systemets omgivning — det externa sammanhanget för modelleringen.

Se även

• Modellering
• System
• Funktion
• Systemstruktur
• Systemdynamik
• Svart låda-modell