Systemmodellierung

Institut für Management und Technik

Version 21.0 vom 21.07.2020

75M0221

Systems Modeling

Management und Technik (M.Sc.)

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Inhalte des Moduls sind die theoretischen und praktischen Grundlagen des Systems Modeling. Dies betrifft die Modellierung und Analyse dynamischer Systeme aus unterschiedlichen Perspektiven zur Analyse unterschiedlicher Fragestellungen. In dem Modul sollen sowohl die theoretischen Grundlagen der Modellierung und Analyse wie auch ihre praktische Anwendung thematisiert und praktisch angewandt werden.

• Teil A: Wirtschaftsinformatik, Wirtschaftsingenieurwissenschaften, BWL
• 1. Grundlagen, Terminologie, Geschichte
• 2. Syntax & Modellierung a. SysML b. BPMN
• 3. Semantik, Simulation & Analyse a. Kategorien b. Formale Grundlagen c. Ereignisdiskrete Simulation d. Model Verifikation & Validation
• 4. Modellierungs- und Simulationsumgebungen a. Visual Paradigm, YAMM und Co. b. Simio i. Basics & Standard Library ii. Properties, States & Resources iii. Input Analysis iv. Working with Model Data v. Animations vi. Advanced Modeling vii. Case Studies
  
  Teil B: Wirtschaftsingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Elektrotechnik
• 1. Prinzipielle Wirkungen auf Systeme bzgl. Mechanik, Thermodynamik, Strömungsmechanik und Elektrotechnik
• 2. Mathematische Beschreibung (dynamischer) Modelle a. Systeme gewöhnlicher Differenzialgleichungen b. Partielle Differenzialgleichungen c. Numerische Lösungen von Differenzialgleichungen
• 3. Modellierung ausgewählter Fallbeispiele
• 4. Steuerung dynamischer Systeme a. Optimale Steuerprozesse
• 5. Simulation ausgewählter Beispiele mittels Programmbibliotheken (z. B. Matlab)

Wissensverbreiterung
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, besitzen ein umfassendes und integratives Wissen und Verständnis zu den Bereichen System Modeling mit seinen verschiedenen Notationen. Sie können adäquate Notationen zur Systemmodellierung gemäß einer gegebenen Problemstellung identifizieren.
Wissensvertiefung
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, haben ein vertieftes Wissen im Bereich System Modeling, insbesondere hinsichtlich der formalen Semantik verschiedener Notationen.
Sie kennen zudem verschiedene praktische Modellierungs- und Simulationsumgebungen und können diese kontextabhängig korrekt im Sinne der Problemstellung auswählen und parametrisieren um ein System zu modellieren und zu simulieren.

Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, sind in der Lage, verschiedene Modellierungs- und Simulationsmethoden in konkreten Werkzeugen gezielt zur Beschreibung verschiedener Systemaspekte einzusetzen und somit a priori - vor der Realisierung des Systems - Fragestellungen zu untersuchen.
Können - kommunikative Kompetenz
In Form von Gruppenarbeiten und Fallbeispielen integrieren und erweitern die Studierenden ihr Wissen und können die Systemmodellierung kritisch reflektieren hinsichtlich der eingesetzten Methoden und Techniken zur Modellierung und Simulation sowie der erzielbaren und erzielten Ergebnisse.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden sind in der Lage eine Fragestellung z.B. aus einem betrieblichen Kontext, mit adäquaten Methoden und Techniken zu modellieren, zu simulieren und zu analysieren und die Ergebnisse zu interpretieren.

Seminaristische Vorlesung, Übungen, Fallstudien, Selbststudium

Grundlagen Mathematik, Grundlagen Programmierung

Ryba, Michael

• Henig, Christian
• Buschermöhle, Ralf

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Buschermöhle, R., Haverland, S., Heneman, M, Irion, A: Yet Another Meta-Model Model, Technical Report yamm.online/Dokumentation/YAMM.pdf

Business Process Model and Notation, www.omg.org/spec/BPMN/2.0/PDF

Dori, D.: Model-Based Systems Engineering with OPM and SysML, Springer, 2016

Holt, J.; Perry, S.: SysML for Systems Engineering: A Model-Based Approach, IET Professional Applications of Computing, 2019

Kiencke, U.: Ereignisdiskrete Systeme - Modellierung und Steuerung verteilter Systeme

Law, A.:Simulation Modeling and Analysis, McGraw Hill Education, 2014

Smith, J.; Sturrock, D.; Kelton, W: Simio and Simulation: Modeling, Analysis and Applications, CreateSpace Independent, 2018

OMG Systems Modeling Language, sysml.org/.res/docs/specs/OMGSysML-v1.5-17-05-01.pdf

Page, B.; Kreutzer W.: Simulating Discrete Event Systems with UML und Java, Shaker Verlag, 2005

Weilkiens T.; Lamm, J.; Roth, S.: Model-Based System Architecture, Wiley Series in Systems Engineering and Management, 2015

Schmitt, T. L., Andres, M.: Methoden zur Modellbildung und Simulation mechatronischer Systeme, Springer Vieweg

Arendt, W., Urban, K.: Partielle Differenzialgleichungen, Springer Spektrum

Munz, C.-D, Westermann, T.: Numerische Behandlung gewöhnlicher und partieller Differenzialgleichungen, Springer Vieweg

• Klausur 2-stündig
• Mündliche Prüfung
• Hausarbeit und Referat
• Projektbericht, schriftlich

Die Prüfungsform wird zu Beginn der Lehrveranstaltung durch die/den Lehrenden bekanntgegeben.

1 Semester

Nur Sommersemester

Deutsch