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

Lectures:

• • Simulation and Modeling 1
    (Vorlesung, 2 SWS, Reinhard German, Thu, 14:15 - 15:45, KS I)
  • 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. 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)
2. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 5. Semester
   (Po-Vers. 2009 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Computer Science | Simulation und Modellierung I)
3. 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)
4. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Wahlpflichtbereich Informatik | Wahlpflichtbereich Informatik | Simulation und Modellierung I)
5. 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)
6. Informatik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
7. Informatik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Wahlpflichtbereich | Säule der theoretisch orientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsrichtung Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
8. Information and Communication Technology (Master of Science)
   (Po-Vers. 2019s | TechFak | Information and Communication Technology (Master of Science) | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienschwerpunkte | Schwerpunkt Embedded Systems | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Embedded Systems | Simulation und Modellierung I)
9. Information and Communication Technology (Master of Science)
   (Po-Vers. 2019s | TechFak | Information and Communication Technology (Master of Science) | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienschwerpunkte | Schwerpunkt Networks and Digital Communication | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Networks and Digital Communication | Simulation und Modellierung I)
10. Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science) | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Kommunikationsnetze | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Kommunikationsnetze | Simulation und Modellierung I)
11. Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science) | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Realisierung von Informations- und Kommunikationssystemen | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Realisierung von Informations- und Kommunikationssystemen | Simulation und Modellierung I)
12. Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2016s | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science) | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Eingebettete Systeme | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Eingebettete Systeme | Simulation und Modellierung I)
13. Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2016s | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science) | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Kommunikationsnetze und Übertragungstechnik | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Kommunikationsnetze | Simulation und Modellierung I)
14. 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)
15. 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)
16. 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)
17. Maschinenbau (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule | 1.-4. Wahlpflichtmodul | Simulation und Modellierung I)
18. Maschinenbau (Bachelor of Science): 3-6. Semester
    (Po-Vers. 2009s | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodule | Simulation und Modellierung I)
19. Maschinenbau (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2009w | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodule | Simulation und Modellierung I)
20. Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflichtmodule | 1.-5. Wahlpflichtmodul | Wahlpflichtmodule | 13.2 Simulation und Modellierung I)
21. Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Vertiefung 13.2 Angewandte Informatik | Wahlpflichtmodul 13.2 | Simulation und Modellierung I)
22. Mathematik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
23. Mathematik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2019w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Diskrete Simulation | Simulation und Modellierung I)
24. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Simulation und Modellierung I)
25. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Vertiefungsrichtungen | Simulation und Visualisierung | Simulation und Modellierung I)
26. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Kern- und Vertiefungsmodule der Kompetenzfelder | Studienrichtung Bildgebende Verfahren | B8 Vertiefungsmodule ET/INF | Vertiefungsmodule aus dem Sockel beider Studienrichtungen | Simulation und Modellierung I)
27. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Kern- und Vertiefungsmodule der Kompetenzfelder | Studienrichtung Gerätetechnik | B8 Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Vertiefungsmodule aus dem Sockel beider Studienrichtungen | Simulation und Modellierung I)
28. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | 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)
29. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | 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 1 (Vorlesung mit Übungen) (Prüfungsnummer: 70901)

(englischer Titel: Simulation and Modeling 1 (with Exercises))

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

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Die Modulprüfung besteht aus:

• unbenotete Studienleistung, zu erwerben durch erfolgreiche Teilnahme an den Übungen

• Klausur von 90 Minuten oder mündliche Prüfung bei weniger als 20 Teilnehmern

Erstablegung: WS 2019/2020, 1. Wdh.: WS 2020/2021

1. Prüfer:

Reinhard German

Termin: 10.06.2020
Termin: 22.10.2020, 13:00 Uhr, Ort: K 1 TechF
Termin: 22.03.2021, 11:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 07.10.2021, 08:00 Uhr, Ort: H 10 TechF