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Lernmaterialien für EidL (ITPL) an der TU Dortmund

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen EidL (ITPL) Kurs an der TU Dortmund zu.

TESTE DEIN WISSEN
Nenne die 4 wesentlichen Arten der Simulation!
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TESTE DEIN WISSEN
- Ereignisdiskrete Simulation
- Kontinuierliche (i.d.R. zeitdiskrete) Simulation
- Monte-Carlo-Simulation
- Simulierte Simulation (auch "Excel-Simulation"; vermehrt sich höchst fruchtbar in den bunten Prospekten von Firmen, deren Produkte keine Simulationstechniken beherrschen)
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Beschreibe Eigenschaften und Merkmale von Simulierter Simulation!
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TESTE DEIN WISSEN
Simulierte Simulation:
- Gibt es technisch natürlich gar nicht
- Zumeist Tabellenkalkulationsverfahren (z.B. Berechnung aller für einen Tag geplanten Fahrtkilometer und Gegenüberstellung mit der Plankapazität der Flotte)
- Werden in Prospekten niemals ehrlich so benannt, sondern immer nur als "Simulation"
- Klares Kennzeichen: Zeitlich-kausale Abhängigkeiten unzureichend oder gar nicht berücksichtigt!
=> z.B.: Leerpaletten werden erst nachmittags verfügbar, bei der Auflistung über den Tag können sie aber schon vorher zurücktransportiert werden
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Beschreibe Eigenschaften und Merkmale der Monte-Carlo-Simulation!
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Monte-Carlo-Simulation:
- Geeignet für Probleme mit statistischem Verhalten
- Anwendung typisch in der Physik oder physikalisch-technischen Vorgängen
- Ergebnis i.d.R. Verteilungen

=> z.B.: "Wie streuen die Durchlaufzeiten eines Werkstücks nach einer Montagefolge mit Verzögerung durch Störungen?"
- 1000 Teile betrachten
- Für jedes Teil eine Verzögerung durch die Störungen an jeder Station "auswürfeln" und alle Störungen aufaddieren
- Die erhaltenen 1000 Durchlaufzeiten geeignet auftragen
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Beschreibe Eigenschaften und Merkmale der Kontinuierlichen Simulation!
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Kontinuierliche Simulation:
- Für stetige Prozesse, z.B.: Fass wird durch einen Hahn in einen Reaktor entleert; Durchfluss ist abhängig vom Druck, damit von der Füllhöhe und damit von der Zeit (anfangs stark, am Ende schwach)

=> Verfahren: 
- Betrachte kleine (gleichabständige) Zeitinkremente dt
- Annahme, dass Parameter (z.B. Druck) während dt hinreichend konstant
- Berechne unter dieser Annahme alle neuen Parameter (Durchfluss bei aktuellem Druck => neue Füllhöhe => neuer/geringer Druck)
- Rechne das nächste dt mit den neuen Parametern
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Beschreibe Eigenschaften und Merkmale von Ereignisdiskreten Simulationen!
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Ereignisdiskrete Simulation:
- Für Prozesse, deren Zustandsänderungen nur zu bestimmten Zeitpunkten relevant sind
- Typisch: Stückgutfertigung, Fahrzeugbewegungen

=> Warum sind Fahrzeugbewegungen nicht stetig?
- Kontinuierliche Bewegung wäre stetig, ist aber nicht relevant
- Relevant sind Änderungen der stetigen Bewegung (Ereignis), z.B. Kreuzung, Fahrzeug kommt an, lädt Ware ab usw.
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TESTE DEIN WISSEN
Was sind so genannte stochastische Einflüsse von Systemelementen? Gib Beispiele an!
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TESTE DEIN WISSEN
Stochastische Einflüsse:
- Einflussgrößen, die nicht exakt vorherzubestimmen sind
- z.B.: Störung an Maschinen, Eintreffen von Aufträgen oder Material, Erkennung von NIO-Teilen etc.
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Nenne Nutzenaspekte der Simulation!
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TESTE DEIN WISSEN
Nutzenaspekte:
- Höhere Planungssicherheit (Fehlentwicklungen werden frühzeitig erkannt und Folgekosten vermieden, Verringerung des unternehmerischen Risikos)
- Höhere Qualität der Planungsergebnisse (Bewertung der Systemdynamik)
- Besseres Gesamtverständnis für das betrachtete System (Vermeidung oder Eliminierung von Engpässen, Dynamische Analyse und Darstellung des gesamten Ablaufs "Animation")
- Reduktion der Gesamtkosten
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Was ist Simulation allerdings NICHT?
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TESTE DEIN WISSEN
Simulation ist KEINE Optimierung:
- Simulation liefert keine Lösung, sondern eine Bewertung
- Simulation ist nur eines unter einer Vielzahl von Hilfsmitteln, mit denen Planungsaufgaben der Produktion und Logistik unterstützt werden können
- Simulation plant und optimiert nicht:
=> Planer muss selbst Konzepte erarbeiten, damit überhaupt etwas mit Simulation geprüft werden kann
=> Simulation entbindet Planer nicht von der Pflicht, die Konzepte (ggf. auf Basis der Simulationsergebnisse) weiterzuentwickeln und zu optimieren
- Vor der Simulation Taschenrechner konsultieren (Grundrechenarten einsetzen)
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TESTE DEIN WISSEN
Welche 5 Phasen sind essenziell beim Vorgehen bei der Simulation? Was sind die jeweiligen Phasenergebnisse?
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TESTE DEIN WISSEN
(1) Aufgabendefinition => Aufgabenspezifikation
(2) Systemanalyse => Konzeptmodell
(3) Modellformalisierung => Formales Modell
(4) Implementierung => Ausführbares Modell
(5) Experimente und Analyse => Simulationsergebnisse
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TESTE DEIN WISSEN
Was ist aus mathematischer Sicht ein Zufallsexperiment?
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TESTE DEIN WISSEN
Zufallsexperiment = Vorgang, der:
- nach einer gegebenen Vorschrift ausgeführt wird
- beliebig oft wiederholbar ist und dessen Ausgang zufällig ist

=> Beispiele: Werfen einer Münze (2 mögliche diskrete Ergebnisse), Würfeln (6 mögliche diskrete Ergebnisse)
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TESTE DEIN WISSEN
Wann heißt die Variable X Zufallsvariable?
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TESTE DEIN WISSEN
Variable X heißt Zufallsvariable, wenn die Ausprägungen von X die Ergebnisse eines Zufallsexperiments sind

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TESTE DEIN WISSEN
Definiere den Begriff Simulation! Wodurch ist Simulation gekennzeichnet?
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TESTE DEIN WISSEN
Simulation ist das Nachbilden eines dynamischen Prozesses in einem System mithilfe eines experimentierfähigen Modells, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind

Simulation ist gekennzeichnet durch:
- (Computer)Modell erstellen
- Experimentieren
- Schlüsse ziehen für die Anwendung in der Wirklichkeit
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Beispielhafte Karteikarten für deinen EidL (ITPL) Kurs an der TU Dortmund - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:
Nenne die 4 wesentlichen Arten der Simulation!
A:
- Ereignisdiskrete Simulation
- Kontinuierliche (i.d.R. zeitdiskrete) Simulation
- Monte-Carlo-Simulation
- Simulierte Simulation (auch "Excel-Simulation"; vermehrt sich höchst fruchtbar in den bunten Prospekten von Firmen, deren Produkte keine Simulationstechniken beherrschen)
Q:
Beschreibe Eigenschaften und Merkmale von Simulierter Simulation!
A:
Simulierte Simulation:
- Gibt es technisch natürlich gar nicht
- Zumeist Tabellenkalkulationsverfahren (z.B. Berechnung aller für einen Tag geplanten Fahrtkilometer und Gegenüberstellung mit der Plankapazität der Flotte)
- Werden in Prospekten niemals ehrlich so benannt, sondern immer nur als "Simulation"
- Klares Kennzeichen: Zeitlich-kausale Abhängigkeiten unzureichend oder gar nicht berücksichtigt!
=> z.B.: Leerpaletten werden erst nachmittags verfügbar, bei der Auflistung über den Tag können sie aber schon vorher zurücktransportiert werden
Q:
Beschreibe Eigenschaften und Merkmale der Monte-Carlo-Simulation!
A:
Monte-Carlo-Simulation:
- Geeignet für Probleme mit statistischem Verhalten
- Anwendung typisch in der Physik oder physikalisch-technischen Vorgängen
- Ergebnis i.d.R. Verteilungen

=> z.B.: "Wie streuen die Durchlaufzeiten eines Werkstücks nach einer Montagefolge mit Verzögerung durch Störungen?"
- 1000 Teile betrachten
- Für jedes Teil eine Verzögerung durch die Störungen an jeder Station "auswürfeln" und alle Störungen aufaddieren
- Die erhaltenen 1000 Durchlaufzeiten geeignet auftragen
Q:
Beschreibe Eigenschaften und Merkmale der Kontinuierlichen Simulation!
A:
Kontinuierliche Simulation:
- Für stetige Prozesse, z.B.: Fass wird durch einen Hahn in einen Reaktor entleert; Durchfluss ist abhängig vom Druck, damit von der Füllhöhe und damit von der Zeit (anfangs stark, am Ende schwach)

=> Verfahren: 
- Betrachte kleine (gleichabständige) Zeitinkremente dt
- Annahme, dass Parameter (z.B. Druck) während dt hinreichend konstant
- Berechne unter dieser Annahme alle neuen Parameter (Durchfluss bei aktuellem Druck => neue Füllhöhe => neuer/geringer Druck)
- Rechne das nächste dt mit den neuen Parametern
Q:
Beschreibe Eigenschaften und Merkmale von Ereignisdiskreten Simulationen!
A:
Ereignisdiskrete Simulation:
- Für Prozesse, deren Zustandsänderungen nur zu bestimmten Zeitpunkten relevant sind
- Typisch: Stückgutfertigung, Fahrzeugbewegungen

=> Warum sind Fahrzeugbewegungen nicht stetig?
- Kontinuierliche Bewegung wäre stetig, ist aber nicht relevant
- Relevant sind Änderungen der stetigen Bewegung (Ereignis), z.B. Kreuzung, Fahrzeug kommt an, lädt Ware ab usw.
Mehr Karteikarten anzeigen
Q:
Was sind so genannte stochastische Einflüsse von Systemelementen? Gib Beispiele an!
A:
Stochastische Einflüsse:
- Einflussgrößen, die nicht exakt vorherzubestimmen sind
- z.B.: Störung an Maschinen, Eintreffen von Aufträgen oder Material, Erkennung von NIO-Teilen etc.
Q:
Nenne Nutzenaspekte der Simulation!
A:
Nutzenaspekte:
- Höhere Planungssicherheit (Fehlentwicklungen werden frühzeitig erkannt und Folgekosten vermieden, Verringerung des unternehmerischen Risikos)
- Höhere Qualität der Planungsergebnisse (Bewertung der Systemdynamik)
- Besseres Gesamtverständnis für das betrachtete System (Vermeidung oder Eliminierung von Engpässen, Dynamische Analyse und Darstellung des gesamten Ablaufs "Animation")
- Reduktion der Gesamtkosten
Q:
Was ist Simulation allerdings NICHT?
A:
Simulation ist KEINE Optimierung:
- Simulation liefert keine Lösung, sondern eine Bewertung
- Simulation ist nur eines unter einer Vielzahl von Hilfsmitteln, mit denen Planungsaufgaben der Produktion und Logistik unterstützt werden können
- Simulation plant und optimiert nicht:
=> Planer muss selbst Konzepte erarbeiten, damit überhaupt etwas mit Simulation geprüft werden kann
=> Simulation entbindet Planer nicht von der Pflicht, die Konzepte (ggf. auf Basis der Simulationsergebnisse) weiterzuentwickeln und zu optimieren
- Vor der Simulation Taschenrechner konsultieren (Grundrechenarten einsetzen)
Q:
Welche 5 Phasen sind essenziell beim Vorgehen bei der Simulation? Was sind die jeweiligen Phasenergebnisse?
A:
(1) Aufgabendefinition => Aufgabenspezifikation
(2) Systemanalyse => Konzeptmodell
(3) Modellformalisierung => Formales Modell
(4) Implementierung => Ausführbares Modell
(5) Experimente und Analyse => Simulationsergebnisse
Q:
Was ist aus mathematischer Sicht ein Zufallsexperiment?
A:
Zufallsexperiment = Vorgang, der:
- nach einer gegebenen Vorschrift ausgeführt wird
- beliebig oft wiederholbar ist und dessen Ausgang zufällig ist

=> Beispiele: Werfen einer Münze (2 mögliche diskrete Ergebnisse), Würfeln (6 mögliche diskrete Ergebnisse)
Q:
Wann heißt die Variable X Zufallsvariable?
A:
Variable X heißt Zufallsvariable, wenn die Ausprägungen von X die Ergebnisse eines Zufallsexperiments sind

Q:
Definiere den Begriff Simulation! Wodurch ist Simulation gekennzeichnet?
A:
Simulation ist das Nachbilden eines dynamischen Prozesses in einem System mithilfe eines experimentierfähigen Modells, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind

Simulation ist gekennzeichnet durch:
- (Computer)Modell erstellen
- Experimentieren
- Schlüsse ziehen für die Anwendung in der Wirklichkeit
EidL (ITPL)

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