Simulation und Modellierung 1 - VÜ (SaM 1-VÜ)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Simulation and Modeling 1 - L+E)

Lehrveranstaltungen:

• • Simulation and Modeling 1
    (Vorlesung, 2 SWS, Reinhard German, Mi, 14:15 - 15:45, H4)
  • Exercises to Simulation and Modeling 1
    (Übung, 2 SWS, Lisa Maile et al.)

Empfohlene Voraussetzungen:

elementare Programmierkenntnisse, vorzugsweise in Java, Mathematikkenntnisse in Analysis, wie z.B. im 1. Semester der angewandten Mathematik vermittelt

Recommended background knowledge:
basic programming skills, preferably in Java, mathematics skills in analysis, such as taught in the first semester in applied mathematics.

Inhalt:

Das Modul vermittelt die Grundlagen der diskreten Ereignissimulation und beinhaltet

• diskrete Simulation

• analytische Modellierung (z.B. Warteschlangen)

• Eingabemodellierung (z.B. Fitting-Verfahren)

• Zufallszahlenerzeugung

• statistische Ausgabeanalyse

• Modellierungsparadigmen (u.a. Ereignis-/Prozessorientierung, Warteschlangen, Automaten, Petri-Netze, UML, graphische Bausteine)

• kontinuierliche und hybride Simulation

• Simulationssoftware

• Fallstudien
  

Content:
Overview of the various kinds of simulation

• discrete simulation (computational concepts, simulation of queuing systems, simulation in Java, professional simulation tools)

• required probability concepts and statistics, modeling paradigms (e.g., event/process oriented, queuing systems, Petri nets, UML statecharts)

• input modeling (selecting input probability distributions)

• random number generation (linear congruential generators and variants, generating random variates)

• output analysis (warm-up period detection, independent replications, result presentation)

• continuous and hybrid simulation (differential equations, numerical solution, hybrid statecharts)

• simulation software, case studies, parallel and distributed simulation.

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• erwerben Kenntnisse über Verfahren und Realisierungsmöglichkeiten der diskreten Simulation mit Ausblick auf andere Simulationsarten

• erwerben Kenntnisse über statistische Aspekte der Simulation, die für die Anwendung wichtig sind

• wenden statistische Methoden zur Analyse und Bewertung von Eingabe- sowie Ausgabedaten an

• erwerben praktische Erfahrung mit kommerziellen Simulationswerkzeugen

• erwerben Erfahrungen bei der Simulation in verschiedenen Anwendungsbereichen (u.a. Rechnernetze, Fertigungssysteme, Materialflusssysteme)

• entwickeln eigenständig anhand von Beispielaufgaben Simulationsmodelle unter Verwendung verschiedener Modellierungsparadigmen

• können in Gruppen kooperativ und verantwortlich arbeiten
  

Learning targets and competences:
Students
• gain knowledge about methods and realization possibilities of discrete simulation with an outlook on other types of simulation
• gain knowledge of statistical aspects of simulation that are important for practice
• apply statistical methods for analysis and evaluation of input and output data
• gain hands-on experience with commercial simulation tools
• gain experience in simulation in various fields of application (including computer networks, manufacturing systems, material flow systems)
• independently develop simulation models on the basis of sample tasks using different modeling paradigms
• can work in groups cooperatively and responsibly

Literatur:

Law, “Simulation Modeling and Analysis”, 5th ed., McGraw Hill, 2014

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. 123#67#H
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Computational Engineering (Master of Science with Honours) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Simulation und Modellierung I)
2. Computational Engineering (Master of Science)
   (Po-Vers. 2016w | TechFak | Computational Engineering (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Simulation und Modellierung I)
3. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 5. Semester
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule | Simulation und Modellierung I)
4. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 5. Semester
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Computer Science | Simulation und Modellierung I)
5. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Wahlpflichtbereich Informatik | Simulation und Modellierung I)
6. Data Science (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2020w | Vertiefungsrichtungen | Simulation und Numerik (SN) | Simulation und Modellierung I)
7. Data Science (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2020w | Vertiefungsrichtungen | Nicht gewählte Vertiefungsrichtungen | Simulation und Modellierung I)
8. Data Science (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2022s | Gesamtkonto | Vertiefungsrichtungen | Simulation und Numerik (SN) | Simulation und Modellierung I)
9. Data Science (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2022s | Gesamtkonto | Vertiefungsrichtungen | Nicht gewählte Vertiefungsrichtungen | Simulation und Modellierung I)
10. Data Science (Master of Science)
    (Po-Vers. 2021w | Gesamtkonto | Studienrichtung Simulation and Numerics | Simulation und Modellierung I)
11. Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsmodul Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
12. Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsrichtung Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
13. Informatik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
14. Informatik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
15. Informatik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2022w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich (Wahlpflichtmodule aus mind. 2 Vertiefungsrichtungen) | Vertiefungsrichtung Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
16. Informatik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich | Säule der theoretisch orientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsrichtung Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
17. Information and Communication Technology (Master of Science)
    (Po-Vers. 2019s | TechFak | Information and Communication Technology (Master of Science) | Gesamtkonto | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienschwerpunkte | Schwerpunkt Embedded Systems | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Embedded Systems | Simulation und Modellierung I)
18. Information and Communication Technology (Master of Science)
    (Po-Vers. 2019s | TechFak | Information and Communication Technology (Master of Science) | Gesamtkonto | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienschwerpunkte | Schwerpunkt Networks and Digital Communication | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Networks and Digital Communication | Simulation und Modellierung I)
19. Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Kommunikationsnetze | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Kommunikationsnetze | Simulation und Modellierung I)
20. Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Realisierung von Informations- und Kommunikationssystemen | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Realisierung von Informations- und Kommunikationssystemen | Simulation und Modellierung I)
21. Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2016s | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Eingebettete Systeme | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Eingebettete Systeme | Simulation und Modellierung I)
22. Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2016s | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Kommunikationsnetze und Übertragungstechnik | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Kommunikationsnetze | Simulation und Modellierung I)
23. International Information Systems (IIS) (Master of Science)
    (Po-Vers. 2014w | ReWiFak | International Information Systems (IIS) (Master of Science) | Informatics | Informatics Electives | Extension Courses | Simulation und Modellierung I)
24. International Information Systems (IIS) (Master of Science)
    (Po-Vers. 2017w | ReWiFak | International Information Systems (IIS) (Master of Science) | Gesamtkonto | Informatics | Informatics Electives | Extension Courses | Simulation und Modellierung I)
25. International Information Systems (IIS) (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | ReWiFak | International Information Systems (IIS) (Master of Science) | Informatics | Core courses (Informatics) | Data and knowledge (Informatics - Core) | Simulation und Modellierung I)
26. International Information Systems (IIS) (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | ReWiFak | International Information Systems (IIS) (Master of Science) | Informatics | Electives (Informatics) | Data and knowledge (Informatics - Elective) | Simulation und Modellierung I)
27. International Information Systems (IIS) (Master of Science)
    (Po-Vers. 2021w | ReWiFak | International Information Systems (IIS) (Master of Science) | Gesamtkonto | Informatics | Data and knowledge - Informatics | Simulation und Modellierung I)
28. Internationales Projektmanagement Großanlagenbau/International Project Management in Systems Engineering (Master of Science)
    (Po-Vers. 2016w | TechFak | Internationales Projektmanagement Großanlagenbau/International Project Management in Systems Engineering (Master of Science) | Masterprüfung | Komplexe Systemtechnik | Komplexe Systemtechnik: Wahlmodul | Simulation und Modellierung I)
29. Maschinenbau (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule | 1.-4. Wahlpflichtmodul | Simulation und Modellierung I)
30. Maschinenbau (Bachelor of Science): 3-6. Semester
    (Po-Vers. 2009s | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Maschinenbau | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodule | Simulation und Modellierung I)
31. Maschinenbau (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2009w | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Maschinenbau | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodule | Simulation und Modellierung I)
32. Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule | 1.-5. Wahlpflichtmodul | Wahlpflichtmodule | 13.2 Simulation und Modellierung I)
33. Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Gesamtkonto | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Vertiefung 13.2 Angewandte Informatik | Wahlpflichtmodul 13.2 | Simulation und Modellierung I)
34. Mathematik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
35. Mathematik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2019w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | weitere Module der Bachelorprüfung | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
36. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule | Katalog | Simulation und Modellierung I)
37. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Gesamtkonto | Vertiefungsrichtungen | Simulation und Visualisierung | Simulation und Modellierung I)
38. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Vertiefungsmodule ET/INF | Vertiefungsmodule aus dem Sockel beider Studienrichtungen | Simulation und Modellierung I)
39. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Vertiefungsmodule aus dem Sockel beider Studienrichtungen | Simulation und Modellierung I)
40. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung (Modulgruppen B5 und B8) | B8 Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung | Vertiefungsmodule ET/INF | Simulation und Modellierung I)
41. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinische Gerätetechnik, Produktionstechnik und Prothetik (Modulpruppen B6 und B8) | B8 Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinische Gerätetechnik, Produktionstechnik und Prothetik | Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Simulation und Modellierung I)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Simulation und Modellierung I (Prüfungsnummer: 70901)

(englischer Titel: Lecture: Simulation and Modelling I)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Die im Rahmen der Übung gestellten (zwei)wöchentlichen Übungsaufgaben können abgegeben werden und werden in diesem Fall bewertet. Auf Basis des Ergebnisses dieser Bewertungen können bis zu 10 % Bonuspunkte erworben werden, die zu dem Ergebnis einer bestandenen Klausur hinzugerechnet werden.
Benotete Prüfung (schriftlich 90 min)
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The (two) weekly assignments of the exercise can be submitted and will be scored in this case. Based on the result of these scores, up to 10% bonus points can be earned, which are added to the final points of a successfully passed exam.
Graded Exam (written 90min)

Prüfungssprache: Englisch

Erstablegung: WS 2022/2023, 1. Wdh.: SS 2023

1. Prüfer:

Reinhard German

Termin: 06.10.2022