modelleringstekniker

Modelleringstekniker är metoder för att skapa förenklade representationer av verkliga system med syftet att analysera deras beteende, förutse resultat och stödja beslut. Modeller kan vara mekanistiska eller empiriska, och de kan byggas med matematiska ekvationer, data eller en kombination av båda. Huvudkategorier är fysiska eller mekanistiska modeller, som beskriver orsaker och krafter i systemet; statistiska och data-drivna modeller, som bygger på historiska data utan fullständiga förklaringar; samt hybridmodeller som blandar båda tillvägagångssätten.

Vanliga tekniker inkluderar differentialekvationer och partiella differentialekvationer, finita elementmetoden (FEM) för fysiska problem, numerisk simulering av fluiddynamik (CFD), systemdynamik och agentbaserad modellering. Inom data-drivna områden används regressionsanalys, tidsseriemodeller, maskininlärning, probabilistiska modeller som bayesianska nätverk och Gaussian processer, samt kalmanfilter och filtrering för att hantera osäkerhet. Modellering kan också ske på arbetsflödesnivå med diskret händelsimulering.

Arbetet med modellering följer ofta en cyklisk process: problembildning, val av modelltyp, datainsamling och förberedelse, kalibrering av parametrar, verifiering och validering av modellen, samt osäkerhets- och känslighetsanalys. Styrkan ligger i att kunna testa scenarier utan att påverka verkliga system, medan begränsningar innefattar datarelaterad bias, antaganden i modellen och risk för överfitting.

Modelleringstekniker används inom teknik, naturvetenskap och samhällsvetenskap för design, optimering, riskbedömning och beslutsstöd. De kräver tydlig målbeskrivning, kvalitetssäkring av data och kontinuerlig utvärdering mot verkliga observationer.