elämme mallintamisen ja systeemien aikakautta

S ysteemianalyysinlaboratorioTeknillinen korkeakoulu 2

Elämme mallintamisen ja systeemien aikakautta


Operations Research OR

The Science of BetterParemmaksi tekemisen tiede

Mallien käyttöä ilmiöiden ja järjestelmien kuvaamisessa.Tavoitteena mm:-optimaalinen suunnittelu-resurssienkäytön ja toiminnan tehostaminen-päätöksenteko monen tavoitteen vallitessa -epävarmuuden hallinta ja ennakointi


Tekniikka on aina hyödyntänyt malleja

Huipputekniikka = mallipohjaista tekniikkaa

Mallit olennainen osa menestyvää tuotetta ja

liiketoimintaa


Mallin merkityksiäTodellisuuden jäljittely:

– Simulointi

– Kartta

– Tilasto

– Teoria– Fysiikan lait

ExEdx

d

m p 2

22

2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 0.5 1 1.5 2

X

Y


Mallin merkityksiäEsikuvan toteuttaminen:

– Kaava/malli

– Optimointi

– Säätö

– Oppiminen


Systeemipioneereja TFM:llä

Akateemikko Erkki Laurila Säätötekniikka

Akateemikko Pekka Jauho Matemaattinen riskien mallintaminen

Akateemikko Teuvo Kohonen Prosessinsäätötietokone ReflacNeurolaskenta


Systeemipioneereja TFM:llä

Professori Olli Lokki Tilastollinen mallintaminenOperaatiotutkimus Stokastiikka, jonoteoriaOptimointiMatematiikkainsinöörilinjan perustaja

Professori Jorma Routti Energiatalousmallit ja -ennusteet


Opetus: Systeemi- ja operaatiotutkimus

Systeemiajattelua jalaajasti matemaattisia malleja

- Optimointi- Päätöksenteko ja peliteoria- Stokastiikka ja ennustaminen- Systeemit , säätö ja simulointi

Tavoite: Luoda perusta käyttää malleja kriittisestitutkimuksen ja käytännön ongelmanratkaisussa.


Optimointimallit

Optimointi– Resurssien käyttö– Tuotekehitys ja prosessit

Monitavoiteoptimointi– Kokonaistehokkuus

Peliteoria– Markkinamekanismit, huutokaupat – Sähkö, Tietoliikenne

Path layer

Line system layer

tuotos 1 / panos

tuotos 2 / panos

A

B

C

D

E

F

G

E’

F’

G’

O


Riskimallit

Palvelun mitoitus

Markkinaennusteet

Laatu-luotettavuus

Turvallisuus

Projektien riskienhallinta

Sopimusten hinnoittelu

Rahoitusteoria => rahoitusteknologia

Net Cash Flow

IN T

HO

US

AN

DS

YEAR

-81.42

-162.83

-244.25

-325.67

.00

81.42

162.83

244.25

325.67

407.08

C31 D31 E31 F31 G31 H31 I31 J31 K31 L31Cell

=Mean,+1/-1SD =+95%,-5%

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Costper

Sample

Costof

Trial

SelectSample

Size

DetectedPerformanceImprovement

ReleaseNew

Product

Changein

Profit

NewProduct

RevenuesActual

New ProductPerformance

ActualExisting Product

Performance


Päätöksenteon mallit

• Päätösanalyysi: Monitavoitearviointi ja riskit• Neuvotteluteoria: Monta päätöksentekijää• Päätöspuut/ Vaikutuskaaviot : Monivaiheisuus• Uskomusverkot : Epävarmuus • Heuristiikat : Evoluutiostrategiat

Soveltaminen

Päätöksenteon tukeminen : Jäsentely, oppiminen, kommunikointi, dialogi Automatisoitu – tekoäly : kaupankäyntiagentit


Päätösanalyysi energia- ja ympäristöpolitiikassa

Osallistuva päätöksenteko kun ei-yhteismitalliset kriteerit

– Ongelman jäsentely

– Vaikutusmittaukset

– Kriteerien painot

– Kokonaisarvio


Elinkaarimallimallit Tekniikka - Ympäristö - Talous

Kokonaisuuden hallinta ja optimointi

Energy productionand conversion

Raw-materialsacquisition

Manufacture Use

Recycling

Disposal

Incineration

Distribution

Re-use

Landfill

Ancillarymaterials

Natural environment

Product system

System boundary

Teknologian ennakointi

Tuotteen elinkaari

Ympäristövaikutukset

Markkinat


Peliteoria - Usean päättäjän mallit

Peli- Nashin tasapaino- Yhteistyön peliteoria

ÄänestysHuutokauppaSopimusteoria

Järkevää 1:lle

Yksi: 0Kaksi: 405

Pelaajayksi

Pelaajakaksi

Yksi: 45Kaksi: 45

Yksi: 180Kaksi: 225

lopet

a

ole va

stavu

oroin

enota kaikki

Molemmille edullinen yhteistyö Järkevää 2:lle

luota

“Yhteistyön (vangin) dilemma” rahanjakopelissä


-Evoluutio: Metsikön kasvu Soidinmenot Lisääntymisstrategiat

-Inhimilliset heuristiikat Parinvalinta “sihteeriongelma”

- Yhteistyön ja yhteisöjen kehittyminen

Luonnonilmiöiden selittäminen peli- ja päätösmalleilla


Systeemiajattelu

• Tarkastellaan ilmiöitä

eri mittakaavoissa ja eri näkökulmista• Kokonaisuuksien ja riippuvuuksien

kuvausta tavoitteena ongelman ratkaisu• Ei etsitä yhtä oikeata kuvausta vaan

ongelman ratkaisun kannalta tehokkaita kuvauksia


Systeemiajattelu

Ongelma ratkaistu!


Tuttuja osia – tuntematon vaste

Kompleksisuus

• Ei tunneta osasysteemien vuorovaikutuksia • Systeemin olennaisin osa voi olla jokin, jota kukaan ei

ole koskaan systeemiin rakentanut • Systeemisyyden voima: Pieni interventio voi

synnyttää tuloksellisia kehitysuria

ohjaus/interventio ulostulo/havainto


Systeemiäly

Organisaatioissa olemme aina osa systeemiä: -Oma ja muiden kuva systeemistä-Dynamiikka ja vuorovaikutukset-Kommunikaatiosysteemi-Uskomussysteemi-Uskomukset uskomuksista-Rakenne voi synnyttää käyttäytymistä

Systeemiälykäs - Näkee itsensä systeemin osana - Toimii systeemissä tarkoituksenmukaisesti - älykkäästi- Olennaista ajattelun ajattelu

Systeemiälyajattelu: Johtajuuden peruskivi


Aivotutkimus - Neurotaloustiede

Kuvantamismenetelmät

Missä käsitellään tunteita, arvoja , laskentaa?Miten käsitellään päätösongelmia?Miten/missä syntyy yhteistyöhakuisuus?

Miten stimuloida yhteustyötä ja systeemiälykkyyttä?

Kvanttifysiikan Kvantti Zeno Efekti ,KZE, myös aivoissa?:Tarkkailun ja huomion kohdentaminen vahvistaa ja synnyttää kohteen ajatukseen liittyviä piirejä?


Systeemianalyysin laboratorioSovelletun matematiikan vastuualue

Raimo P. HämäläinenProfessoriLaboratorion esimies

Harri EhtamoProfessori

Esa SaarinenProfessori

Ahti SaloProfessori

elämme mallintamisen ja systeemien aikakautta

Documents