Mudelohjelm

Mudelohjelm on ohjelmisto, jonka tarkoituksena on rakentaa, analysoida ja simuloida malleja, jotka kuvaavat todellisia tai hypoteettisia järjestelmiä. Sen avulla voidaan ymmärtää järjestelmän käyttäytymistä, tehdä ennusteita ja testata parannuksia ilman käytännön kokeita.

Tyypillisesti mudelohjelmissa on useita keskeisiä ominaisuuksia: tuki mallin määrittelylle joko ohjelmointikielen tai graafisen käyttöliittymän kautta; malli koostuu tilamuuttujista, parametreista, syötteistä ja tuloksista; sisäinen laskentamoottori tai simulaattori, joka mittaa järjestelmän muutoksia aikojen kuluessa; sekä dataan liittyvä tuki analysointiin ja visualisointiin.

Mudelointitavat vaihtelevat suuresti. Yleisiä paradigmoja ovat deterministinen ja stokastinen mallinnus, jatkuva-aikainen sekä diskreetti-tapahtumien simulaatio, sekä agenttipohjainen mallinnus. Monet työkalut tukevat useita paradigmaja sekä erilaisia sovellusalueita, kuten tekniikka, biologia, talous ja ympäristötiede.

Käyttöönotto etenee tavallisesti näin: määritellään tutkimustavoite, rakennetaan malli, kalibroidaan ja validoidaan vertaamalla mallin tuloksia havaintoihin, suoritetaan simulaatioita ja tulosten analysointi sekä tarvittaessa herkkyys- ja optimointianalyysit. Mudellohjelmien etuja ovat kyky testata ideoita nopeasti sekä tutkia järjestelmän toiminnan vaikutuksia erilaisiin oletuksiin.

Sovelluskohteita ovat muun muassa tekninen suunnittelu, ilmaston ja biologian mallintaminen, epidemiologinen analyysi, rahoitus ja tuotantoprosessien optimointi. Rajoitteina korostuvat datan laatu, mallien yksinkertaistukset sekä laskennallinen kustannus ja toistettavuus.