mallinnuksessa

Mallinnuksessa tarkoitetaan prosessia, jossa monimutkainen reaalimaailman järjestelmä esitetään yksinkertaistetussa, hallittavassa muodossa. Tavoitteena on ymmärrys, analyysi tai ennustaminen sekä ilmiöiden toiminnan simulointi ja arviointi. Mallinnuksen avulla voidaan testata oletuksia, tehdä kokeiluja ja tukea päätöksentekoa tilanteissa, joissa suora kokeilu olisi kallis, käytännössä mahdoton tai virhealtis.

Mallinnustyyppejä on useita. Matematiikkamallit kuvaavat ilmiön yhtälöillä ja numeerisilla rakenteilla; tilastolliset mallit perustuvat dataan ja todennäköisyyksiin; simulatiiviset mallit toteutetaan laskennallisesti tai tietokoneilla; konseptuaaliset mallit esittävät systeemiä suhteissa ilman tarkkaa numeerista toteutusta; fyysiset tai tekniset mallit muuntavat ilmiön pienoismallisiksi kopioiksi tai prototyypeiksi.

Mallinnusprosessi etenee tavallisesti seuraavasti: ongelman määrittäminen ja tavoitteiden asettaminen; olennaisten oletusten tekeminen ja rajojen määrittäminen; abstraktin edustuksen rakentaminen; sopivan mallityypin valinta ja toteutus; parametrien estimointi ja kalibrointi datan perusteella; mallin validointi ja herkkyysanalyysi; lopuksi mallia käytetään päätösten tueksi ja päivitetään uusien tietojen mukaan.

Mallinnuksen hyödyt sisältävät paremman ymmärryksen, ennusteet ja vaihtoehtoisten toimintatapojen vertailun sekä päätöksenteon tueksi. Rajoitteet liittyvät yksinkertaistuksiin ja epävarmuuksiin, joiden vuoksi tulokset on tulkittava huolellisesti, ja malli vaatii jatkuvaa validointia sekä datan laadun varmistamista.

Mallinnusta hyödynnetään muun muassa luonnontieteissä, tekniikassa, taloudessa ja yhteiskuntatieteissä sekä kaupungin- ja terveydenhuollon suunnittelussa, joissa se tukee tutkimusta ja käytäntöä.