Προσομοίωση και Μοντελοποίηση

Προσομοίωση και εξομοίωση. Δομή και κατασκευή μοντέλων προσομοίωσης. Παραγωγή τυχαίων αριθμών και τυχαίων μεταβλητών. Μηχανισμοί ροής χρόνου. Στοχαστικά μοντέλα αλληλεπιδραστικής προσομοίωσης. Προσομοίωση γεγονότων, προσομοίωση δραστηριοτήτων. Γλώσσες προσομοίωσης. Ανάπτυξη προγραμμάτων προσομοίωσης, εξειδικευμένες γλώσσες προσομοίωσης. Ανάλυση αποτελεσμάτων, επικύρωση και επαλήθευση των αποτελεσμάτων. Τεχνικές προσδιορισμού μαθηματικών μοντέλων από δεδομένα-μετρήσεις κρίσιμων μεγεθών του συστήματος/διαδικασίας. Μοντέλα δυναμικών συστημάτων, μοντελοποίηση ως μαύρο κουτί, αναδρομικοί αλγόριθμοι προσδιορισμού παραμέτρων του μοντέλου, αξιολόγηση μοντέλου, προεπεξεργασία δεδομένων, πρακτικά θέματα αναγνώρισης συστημάτων.

Το μάθημα εξετάζει αφενός ορισμένες θεμελιώδεις κατηγορίες στοχαστικών διαδικασιών και μοντέλων και αφετέρου στη χρήση τεχνικών προσομοίωσης στις περιπτώσεις όπου η εφαρμογή αναλυτικών στοχαστικών μεθόδων καθίσταται περιορισμένη. Σκοπός του μαθήματος είναι η εξοικείωση των φοιτητών με βασικές αρχές στοχαστικών διαδικασιών και αλγορίθμων, καθώς και με τη χρήση τεχνικών προσομοίωσης. Καθώς και κατανόησης των βασικών εννοιών σχετικά με στοχαστικές διαδικασίες. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

• δημιουργεί στοχαστικά μοντέλα.
• αναπτύσσει λογισμικά προσομοίωσης.
• να μελετά, να μοντελοποιεί και να προσομοιώνει πραγματικά προβλήματα.

Βασική βιβλιογραφία

1. “Προσομοίωση διακριτών συστημάτων”, Khoshnevis Behrokh, Εκδόσεις Δίαυλος, ISBN 978-960-531-031-8, 1999
2. “Προσομοίωση δικτύων υπολογιστών”, Πομπόρτσης Ανδρέας Σ., Τσουλφάς Ανέστης Γ., Εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ, ISBN 978-960-8050-37-2, 2001

Συμπληρωματική

3. Kelton, Sadowski, Zupick, Simulation with Arena, McGraw-Hill.

4. H. Klee, Simulation of Dynamic Systems with MATLAB and Simulink, CRC Press.

5. Ross S., Simulation, Academic Press.

Ελληνόγλωσση βιβλιογραφία

6. Λάζος Γ., Μοντελοποίηση και Προσομοίωση Συστημάτων, Εκδόσεις Τζιόλα.

7. Χ. Παπανικολάου, Στοχαστικά Μοντέλα και Προσομοίωση, Εκδόσεις Κλειδάριθμος.

Η διδασκαλία του μαθήματος βασίζεται σε συνδυασμό θεωρητικών παρουσιάσεων, ανάλυσης πραγματικών παραδειγμάτων και εργαστηριακής εφαρμογής με χρήση λογισμικού προσομοίωσης.

Τρόποι Διδασκαλίας

Σύνολο: 148 ώρες (6 ECTS)

• Διαδραστικές θεωρητικές διαλέξεις με χρήση πραγματικών μοντέλων και διαγραμμάτων.

• Εργαστηριακή εκπαίδευση σε Python (SimPy), MATLAB/Simulink, Arena ή AnyLogic.

• Εκμάθηση μέσω παραδειγμάτων (example-driven learning).

• Ομαδοσυνεργατική μάθηση: μικρές ομάδες για μελέτη περίπτωσης / προσομοίωσης.

• Ανάλυση και παρουσίαση case studies από προβλήματα στην μηχανική και την φυσική

Υποστηρικτικά Εργαλεία & ΤΠΕ

• e-Class (σημειώσεις, ανακοινώσεις, quizzes, υποβολή εργασιών)

• Python: SimPy, NumPy,

• MATLAB / Simulink ή GNU Octave

• Arena / AnyLogic (ανάλογα με τη διαθεσιμότητα)

Η αξιολόγηση βασίζεται τόσο στη θεωρητική κατανόηση των εννοιών μοντελοποίησης όσο και στην ικανότητα υλοποίησης και ανάλυσης προσομοιώσεων μέσω λογισμικού.

100% από την γραπτή εξέταση

Έξτρα μπόνους βαθμό από την τελική εργασία του εργαστηρίου και της θεωρίας