mallintaminen

Mallintaminen on järjestelmän tai ilmiön toiminnan yksinkertaistettu kuvaus, jonka avulla voidaan sekä ymmärtää että ennustaa sen käytöstä. Malli tiivistää olennaiset piirteet, asettaa oletuksia ja jätää pois yliampuvat yksityiskohdat. Tavoitteena on tukea päätöksentekoa, suunnittelua ja tutkimusta.

Malleja voidaan luokitella useilla tavoilla. Konseptuaaliset mallit kuvaavat rakenteellisia suhteita ilman laskentaa; matemaattiset ja tilastolliset mallit ilmentävät suhdetta määrien välillä ja mahdollistavat laskennan; laskennalliset tai simulointimallit käyttävät tietokoneohjelmia toimintojen kuvaamiseen; fyysiset mallit voivat olla pienoismalleja tai prototyyppejä. Mallinnus voi olla determinististä tai stokastista, jatkuvaa tai diskreettiä, dynaamista tai staattista.

Mallintamisen prosessi alkaa ongelman määrittelystä, tavoitteen asettamisesta ja olennaisten muuttujien valinnasta. Tämän jälkeen tehdään oletukset ja muodostetaan abstraktio, jonka pohjalta rakennetaan malli (matemaattinen tai algoritminen kuvaus). Malli viritetään ja tarkastetaan virheiden varalta; kalibrointi ja validoiminen tehdään vertaamalla havaintoihin ja suorittamalla herkkyysanalyysi sekä epävarmuuden arviointi. Lopuksi tulokset tulkitaan ja malli dokumentoidaan sekä ylläpidetään.

Tieto- ja datavaatimukset sekä laadunvarmistus ovat keskeisiä; epärealistiset tiedot voivat vääristää johtopäätöksiä. Mallit soveltuvat monilla aloilla: teknisessä suunnittelussa, taloudessa, liikenteessä, ilmastotutkimuksessa, biologiassa sekä ohjelmistokehityksessä. Mallit ovat abstraktioita; ne perustuvat oletuksiin ja dataan, ja niiden ennusteet ovat epävarmoja.