Simulation In Produktion Und Logistik an der Ostfalia Hochschule | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Simulation in Produktion und Logistik an der Ostfalia Hochschule

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TESTE DEIN WISSEN

Was versteht man unter einer Modellformalisierung? Nennen Sie ein Beispiel!

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  • Darstellung in Prozessmodell (z.B. BPMN)
  • Am Ende soll es zu einer Beschreibung kommen, wo der Programmierer auch versteht was er zu tun hat
  • Idee: Formales Modell kann einem beliebigen Programmierer als Vorlage gegeben werden und kann ohne weitere Nachfragen umgesetzt werden
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Nennen Sie die Ziele der Experimentplanung.

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Auffinden guter Lösungen bzw. das Erreichen der Ziele der Studie mit möglichst wenigen Simulationsläufen

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Welche Aspekte sollten in einer Zielbeschreibung behandelt werden?

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  • Ausgangssituation beim Auftraggeber mit Problemstellung und Untersuchungszweck
  • Projektumfang mit Benennung, grober Funktionsweise und ggf. Varianten des betrachteten Systems, wesentlichen Zielen der Simulation, erwarteten Ergebnisaussagen und geplanter Modellnutzung
  • Randbedingungen wie beispielsweise zeitliche Einordnung der geplanten Studie, Budgetvorgaben oder erste Abnahmekriterien
  • Kenngrößen (z.B. Durchsatz, Anzahl Farbwechsel, Anzahl Versandlinien)
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Was ist ein Konfidenzintervall?

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  • dient zur Abschätzung der Güte des geschätzten Erwartungswert durch den empirischen Mittelwert (wie gut bildet der emp. Mittelwert den Erwartungswert ab)
  • Es besagt, dass der Erwartungswert der Ergebnisgröße mit einer bestimmten. Sicherheit innerhalb des Intervalls (also zwischen der linken und rechten Grenze) befindet.


Achtung: Dies bedeutet nicht, dass sich 𝑥 Prozent aller Ergebniswerte innerhalb des Bereichs befinden

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Wie kann die Simulationswürdigkeit eines Planungs Problems ermittelt werden? Nennen Sie mögliche Ansätze.

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  • gab es vergleichbare Projekte mit vergleichbarer Komplexität?

  • Wie groß sind die stochastischen Einflüsse?

  • Sind evtl. auch andere Werkzeuge hinreichend?

  • Expertenschätzungen

  • Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

    • Investitionssumme für Nachbesserungen bs. Kosten einer Studie

    • Investitionssumme vs. künftige Einsparungen

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Erläutern Sie die Funktion eines Ereigniskalenders (Algorithmus).

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  • Simulationszeit auf 0 setzen

  • Initialisierungen + Startereignisse in Liste eintragen

  • Simulieren bis Abbruchkriterium (z.B. Dauer)

    • Zeitpunkt des nächsten Ereignisses ermitteln und Ereignis aus Liste entfernen

    • Simulationszeit auf den Zeitpunkt umsetzen

    • Ereignis abarbeiten (Ereignisroutine aufrufen)

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Welches Verfahren haben Sie kennengelernt zur Überprüfung. wie gut die ermittelte Verteilung und die geschätzten Parameter sich den beobachteten Daten anpassen? Erläutern Sie das Prinzip des Verfahrens.

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  • Chi-Quadrat-Test 
    • prüft Zusammenhang der Variablen in Bezug auf die stochastische Unabhängigkeit
    • 𝜒2 wird berechnet als die Summe der quadratischen Fehler der empirischen Häufigkeiten 𝑞𝑗 und der jeweiligen Werte gemäß der theoretischen Verteilung(𝑛*𝑝𝑗) für alle Klassen (des Histogramms)
    • Irrtumswahrscheinlichkeit (alpha) = Wahrscheinlichkeit, mit der eine Verteilung mit den geschätzten Parametern vom Anpassungstest zurückgewiesen wird, obwohl die Verteilung für die Stichprobe geeignet ist. 
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Was ist Simulation?

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  • das Nachbilden eines dynamischen Prozesses in einem System mit Hilfe eines experimentierfähigen Modells, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind.
  • Einfach ausgedrückt heißt Simulieren:
    1. (Im Computer) ein Modell erstellen
    2. Experimentieren 
    3. Schlüsse ziehen
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In welchen drei Schritten erfolgt die heuristische Ermittlung einer theoretischen Verteilung aus empirischen Daten?

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  • Model Fitting/Bestimmen der Verteilung
    • Welche Verteilung könnte es sein (Histogramm); Wie gut passen empirische Daten zu möglichen Dichtefunktionen der theo. Verteilung→ bildet Histogramm zum Vgl. 
  • Schätzung der Parameter der Verteilung
    • Likelihood-Schätzer verwenden    
  • Festlegung der Anpassungsgüte (wie gut wurde geschätzt?)
    • Chi-Quadrat-Anpassungstest  (Wie groß ist Abweichung zwischen theoretischem Wert und dem ausgezählten → je näher zusammen desto wahrscheinlicher ist der Test bestanden)
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Welches Problem ist mit der Beschneidung von theoretischen Verteilungen verbunden?

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  • Auswirkungen auf den Erwartungwert und die Varianz sind nicht direkt ersichtlich
    • verändern sich, weil Parameterschätzung vorab basiert darauf das empirischer Mittelwert wieder erreicht wird
    • Mit Änderung der Varianz lebt man einfach; Erwartungswert muss aber stimmen sonst passt Ergebnis nicht
  • TruncDistribution = Plant Simulation Werkzeug zur Analyse der Beschneidung von Verteilungen
    • um die Auswirkungen auf den Erwartungswert und die Varianz der „neuen“ Verteilung zu überprüfen
    • Bestimmung der sich ergebenden Mittelwerte für eine Parametrisierung
    • Bestimmung der einzustellenden Parameter, um einen gewünschten Mittelwert zu erhalten
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Nennen Sie Gründe für den Einsatz der Simulation.

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  • es lässt sich gut experimentieren (Experimente am realen System schwer möglich)

  • Zeit lässt sich Modellieren 

  • man kann Zufälligkeiten abbilden

  • Darstellung nebenläufiger d.h. unabhängiger Prozesse

  • Bildung von Kennzahlen zur Bewertung des dynamischen Modellverhaltens

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In welchem Fall (aus Sicht der Datenerhebung) wird in Simulationsstudien oftmals eine Dreiecksverteilung eingesetzt?

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  • Es liegen wenig/keine empirischen Daten und keine theoretischen Erkenntnisse vor.
    • Identifikation eines Minimalwertes a und Maximalwertes b, ggf. häufigsten Wert, (--> Häufigster Wert ist die Unterscheidung zur Gleichverteilung) z.B. durch eine Expertenbefragung
    • Definition einer "möglichst guten" Verteilung der Werte über dem Intervall [a,b]
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Beispielhafte Karteikarten für deinen Simulation in Produktion und Logistik Kurs an der Ostfalia Hochschule - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Was versteht man unter einer Modellformalisierung? Nennen Sie ein Beispiel!

A:
  • Darstellung in Prozessmodell (z.B. BPMN)
  • Am Ende soll es zu einer Beschreibung kommen, wo der Programmierer auch versteht was er zu tun hat
  • Idee: Formales Modell kann einem beliebigen Programmierer als Vorlage gegeben werden und kann ohne weitere Nachfragen umgesetzt werden
Q:

Nennen Sie die Ziele der Experimentplanung.

A:

Auffinden guter Lösungen bzw. das Erreichen der Ziele der Studie mit möglichst wenigen Simulationsläufen

Q:

Welche Aspekte sollten in einer Zielbeschreibung behandelt werden?

A:
  • Ausgangssituation beim Auftraggeber mit Problemstellung und Untersuchungszweck
  • Projektumfang mit Benennung, grober Funktionsweise und ggf. Varianten des betrachteten Systems, wesentlichen Zielen der Simulation, erwarteten Ergebnisaussagen und geplanter Modellnutzung
  • Randbedingungen wie beispielsweise zeitliche Einordnung der geplanten Studie, Budgetvorgaben oder erste Abnahmekriterien
  • Kenngrößen (z.B. Durchsatz, Anzahl Farbwechsel, Anzahl Versandlinien)
Q:

Was ist ein Konfidenzintervall?

A:
  • dient zur Abschätzung der Güte des geschätzten Erwartungswert durch den empirischen Mittelwert (wie gut bildet der emp. Mittelwert den Erwartungswert ab)
  • Es besagt, dass der Erwartungswert der Ergebnisgröße mit einer bestimmten. Sicherheit innerhalb des Intervalls (also zwischen der linken und rechten Grenze) befindet.


Achtung: Dies bedeutet nicht, dass sich 𝑥 Prozent aller Ergebniswerte innerhalb des Bereichs befinden

Q:

Wie kann die Simulationswürdigkeit eines Planungs Problems ermittelt werden? Nennen Sie mögliche Ansätze.

A:
  • gab es vergleichbare Projekte mit vergleichbarer Komplexität?

  • Wie groß sind die stochastischen Einflüsse?

  • Sind evtl. auch andere Werkzeuge hinreichend?

  • Expertenschätzungen

  • Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

    • Investitionssumme für Nachbesserungen bs. Kosten einer Studie

    • Investitionssumme vs. künftige Einsparungen

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Q:

Erläutern Sie die Funktion eines Ereigniskalenders (Algorithmus).

A:
  • Simulationszeit auf 0 setzen

  • Initialisierungen + Startereignisse in Liste eintragen

  • Simulieren bis Abbruchkriterium (z.B. Dauer)

    • Zeitpunkt des nächsten Ereignisses ermitteln und Ereignis aus Liste entfernen

    • Simulationszeit auf den Zeitpunkt umsetzen

    • Ereignis abarbeiten (Ereignisroutine aufrufen)

Q:

Welches Verfahren haben Sie kennengelernt zur Überprüfung. wie gut die ermittelte Verteilung und die geschätzten Parameter sich den beobachteten Daten anpassen? Erläutern Sie das Prinzip des Verfahrens.

A:
  • Chi-Quadrat-Test 
    • prüft Zusammenhang der Variablen in Bezug auf die stochastische Unabhängigkeit
    • 𝜒2 wird berechnet als die Summe der quadratischen Fehler der empirischen Häufigkeiten 𝑞𝑗 und der jeweiligen Werte gemäß der theoretischen Verteilung(𝑛*𝑝𝑗) für alle Klassen (des Histogramms)
    • Irrtumswahrscheinlichkeit (alpha) = Wahrscheinlichkeit, mit der eine Verteilung mit den geschätzten Parametern vom Anpassungstest zurückgewiesen wird, obwohl die Verteilung für die Stichprobe geeignet ist. 
Q:

Was ist Simulation?

A:
  • das Nachbilden eines dynamischen Prozesses in einem System mit Hilfe eines experimentierfähigen Modells, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind.
  • Einfach ausgedrückt heißt Simulieren:
    1. (Im Computer) ein Modell erstellen
    2. Experimentieren 
    3. Schlüsse ziehen
Q:

In welchen drei Schritten erfolgt die heuristische Ermittlung einer theoretischen Verteilung aus empirischen Daten?

A:
  • Model Fitting/Bestimmen der Verteilung
    • Welche Verteilung könnte es sein (Histogramm); Wie gut passen empirische Daten zu möglichen Dichtefunktionen der theo. Verteilung→ bildet Histogramm zum Vgl. 
  • Schätzung der Parameter der Verteilung
    • Likelihood-Schätzer verwenden    
  • Festlegung der Anpassungsgüte (wie gut wurde geschätzt?)
    • Chi-Quadrat-Anpassungstest  (Wie groß ist Abweichung zwischen theoretischem Wert und dem ausgezählten → je näher zusammen desto wahrscheinlicher ist der Test bestanden)
Q:

Welches Problem ist mit der Beschneidung von theoretischen Verteilungen verbunden?

A:
  • Auswirkungen auf den Erwartungwert und die Varianz sind nicht direkt ersichtlich
    • verändern sich, weil Parameterschätzung vorab basiert darauf das empirischer Mittelwert wieder erreicht wird
    • Mit Änderung der Varianz lebt man einfach; Erwartungswert muss aber stimmen sonst passt Ergebnis nicht
  • TruncDistribution = Plant Simulation Werkzeug zur Analyse der Beschneidung von Verteilungen
    • um die Auswirkungen auf den Erwartungswert und die Varianz der „neuen“ Verteilung zu überprüfen
    • Bestimmung der sich ergebenden Mittelwerte für eine Parametrisierung
    • Bestimmung der einzustellenden Parameter, um einen gewünschten Mittelwert zu erhalten
Q:

Nennen Sie Gründe für den Einsatz der Simulation.

A:
  • es lässt sich gut experimentieren (Experimente am realen System schwer möglich)

  • Zeit lässt sich Modellieren 

  • man kann Zufälligkeiten abbilden

  • Darstellung nebenläufiger d.h. unabhängiger Prozesse

  • Bildung von Kennzahlen zur Bewertung des dynamischen Modellverhaltens

Q:

In welchem Fall (aus Sicht der Datenerhebung) wird in Simulationsstudien oftmals eine Dreiecksverteilung eingesetzt?

A:
  • Es liegen wenig/keine empirischen Daten und keine theoretischen Erkenntnisse vor.
    • Identifikation eines Minimalwertes a und Maximalwertes b, ggf. häufigsten Wert, (--> Häufigster Wert ist die Unterscheidung zur Gleichverteilung) z.B. durch eine Expertenbefragung
    • Definition einer "möglichst guten" Verteilung der Werte über dem Intervall [a,b]
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