Mallinnusvaihtoehdot

Mallinnusvaihtoehdot tarkoittaa erilaisten mallintamistapojen tai -menetelmien joukkoa, joita voidaan käyttää kuvaamaan ja ennustamaan todellisuutta. Tavoitteena on valita keino, joka vastaa ongelman luonnetta, saatavilla olevaa dataa ja käytännön resursseja.

Mallien tyyppejä ovat mekanistiset mallit, jotka perustuvat fysikaalisiin tai biologisiin laeihin; empiiriset tai data-pohjaiset mallit, jotka kuvaavat riippuvuuksia havaintodatan perusteella. Lisäksi on deterministisiä malleja, joissa vaihtelut eivät sisälly tuloksiin, sekä stokastisia malleja, jotka käsittelevät epävarmuutta. Mallit voivat olla matemaattisia ja analyyttisiä, tilastollisia ja estimointi- tai kalibrointipohjaisia, sekä simulointi- tai agenttipohjaisia, sekä näiden hybridisovitukset.

Valintakriteereitä ovat ongelman tavoite ja loppukäyttö, datan määrä ja laatu, haluttu tulkittavuus, elinkaarikustannukset sekä laskentateho. Mitä epävarmuus on suurempi, sitä tärkeämpää on tehdä herkkyysanalyysi ja epävarmuus- tai sensitiivisyysarviointi. Kalibrointi, validointi ja verifiointi ovat osa mallin luotettavuuden varmistamista.

Esimerkkialueita ovat teknisissä ja rakennus- sekä teollisuussovelluksissa käytettävät mekanistiset mallit ja lumped-parameter mallit; ympäristötieteissä ja ilmastotutkimuksessa sekä fyysiset prosessi-mallit että tilastolliset tai regressiiviset mallit; epidemiologiassa käytetään SIR-komponentteja tai agenttipohjaisia malleja.

Elinkaarinen prosessi etenee määrittelystä ja valinnasta toteutukseen, dataan keräämiseen, kalibrointiin, validointiin ja verifiointiin sekä lopuksi mallien vertailuun, dokumentointiin ja julkaisuun. Mallinnusvaihtoehdot ovat olennaisia suunnittelussa ja päätöksenteossa, ja oikea valinta edistää ymmärrystä sekä luotettavaa päätöksentekoa.