Modelointi

Modelointi on prosessi, jossa luodaan abstrakteja esityksiä todellisista järjestelmistä, ilmiöistä tai esineistä tarkoituksena ymmärtää niiden toimintaa, ennustaa käyttäytymistä tai helpottaa viestintää. Suomenkielinen termi kattaa matemaattiset ja tilastolliset mallit, laskennalliset simulaatiot, fyysiset tai pienoismallit sekä digitaalisen 3D-mallinnuksen suunnittelussa ja mediankäytössä.

Erilaiset mallinnuksen tyypit kattavat matemaattiset ja tilastolliset mallit, laskennalliset simulaatiot, dataan perustuvan mallintamisen sekä fyysiset tai pienoismallit ja digitaalisen 3D-mallinnuksen.

Prosessi etenee tyypillisesti seuraavasti: ongelman asettaminen, mallin valinta ja abstraktio, parametrien määrittäminen, kalibrointi ja dataan sovittaminen, sekä verifiointi, validointi, simulointi ja analyysi sekä tulosten tulkinta ja viestint. Usein työvaiheet ovat iteratiivisia ja poikkitieteellisiä.

Varmennus ja epävarmuuden hallinta: Mallin tulosten vertailu havaintoihin, herkkyysanalyysi sekä epävarmuuden kvantifiointi kuvaavat luotettavuutta. Mallien rajoitteet johtuvat yksinkertaistuksista, oletuksista ja datan laadusta.

Sovelluksia ovat muun muassa insinööri- ja suunnittelutyö, luonnontieteet ja yhteiskuntatieteet (ennusteet ja hypoteesien testaus), epidemiologia sekä ympäristö- ja ilmastotiede, taloustiede sekä tietokonegrafiikka ja pelikehitys 3D-mallien avulla.

Historia: Mallintamisen käsitteet juontuvat matematiikasta ja luonnontieteistä. 1900-luvulla kehittyivät laajemmin tilastolliset ja laskennalliset menetelmät, ja digitaalinen 3D-mallinnus sekä CAD-sovellukset yleistyivät samaan aikaan.