Dynamische Systeme und ereignisdiskrete Modelle

Diskrete-Ereignis-Simulation mit Python

Diogo Costa (PhD, MSc)

Adjunct Professor, University of Saskatchewan, Canada & CEO of ImpactBLUE-Scientific

Was ist ein dynamisches System?

Dynamische Systeme

  • Zustand ändert sich über die Zeit
  • Veränderliche Größen heißen Zustandsvariablen

Stationäre Systeme

  • Größen bleiben über die Zeit konstant
  • Das „Objekt“ kann sich bewegen, aber mit konstanter Geschwindigkeit
Diskrete-Ereignis-Simulation mit Python

Was ist ein dynamisches System?

Ein Diagramm der zeitlichen Entwicklung von Zustandsvariablen in dynamischen und stationären Systemen.

Ein Diagramm der zeitlichen Entwicklung von Zustandsvariablen in dynamischen und stationären Systemen. Im dynamischen System ändert sich die Variable über die Zeit, im stationären bleibt sie konstant.

  • Alle natürlichen oder menschlichen Prozesse sind dynamisch oder stationär einzuordnen
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Beispiele für dynamische Systeme

Natur

  • Wettersystem Foto eines Tornados in einem Weizenfeld.

  • Dünung Foto von Wellen an einem Leuchtturm.

Menschengetrieben oder -initiiert

  • Straßenverkehr Foto einer Straßenkreuzung bei Nacht mit vielen Fahrzeugen.

  • Fertigung Foto einer Fachkraft in einer Fertigungsanlage.

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Beispiele für nicht-dynamische Systeme

Natur

  • Ruhender Fels Foto eines ruhenden Felsens.

  • Fluss an ruhigen Tagen Luftaufnahme eines Flusses, der an einem sonnigen Tag ruhig fließt.

Menscheninitiiert oder -getrieben

  • Satellit im All Foto eines Satelliten im Weltraum.

  • Boot mit konstanter Geschwindigkeit Foto eines Frachtschiffs, das ruhig in stillem Wasser fährt.

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Was sind ereignisdiskrete Simulationen?

  • Mathematische Darstellung dynamischer Systeme

  • Simulation menschlicher Abläufe mit Prozessfolgen

  • Anwendbar auf Prozesse, die in Warteschlangen-Ereignisse zerlegbar sind

Schematische Darstellung von Prozessen und Workflow einer Lieferkette.

  • Mächtige Methode, um einen Digital Twin von Unternehmen/Industrie zu bauen

  • Nützlich zum Optimieren von Prozessen, Steigern der Produktivität, Erkennen/Beseitigen von Engpässen und für schlanke Ressourcennutzung

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Beispiele für Anwendungen

  • Bauprozess-Design

Foto einer Baustelle.

  • Fertigung

Foto einer Fertigungsanlage.

  • Lieferkette und Logistik

Foto eines Förderbands mit Kartons.

  • Transport

Foto von Straßenverkehr bei Nacht.

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