FOI Nastava - Modeliranje i simulacije

Studij	Semestar	Obavezan
Baze podataka i baze znanja 1.4 (BPBZ)	3	obavezan
Informatika u obrazovanju 1.3 (IUO)	3	izborni
Organizacija poslovnih sustava 1.4 (OPS)	3	obavezan
Organizacija poslovnih sustava 1.3 (OPS)	3	obavezan
Informatika u obrazovanju 1.4 (IUO)	3	izborni
Baze podataka i baze znanja 1.3 (BPBZ)	3	obavezan

Cilj kolegija

Upoznati teoretske podloge, metode i tehnike simulacijskog modeliranja, vezane uz probleme stvarnih sustava čija je priroda nedovoljno istražena ili ih je, upravo zbog njihova specifičnog ponašanja i strukutre, potrebno modelirati i rješavati metodama i tehnikama koje odgovaraju zakonitostima njihova stohastičkog ponašanja.

Preduvjeti

Kolegij nema definirane preduvjete

Norma kolegija

Predavanja

30 sati

Vježbe u praktikumu

30 sati

Nastavnik	Uloga na kolegiju	Oblik nastave	Tjedana	Sati	Grupa
Maretić Marcel	Nositelj	Predavanja	1	3	1
Žajdela Hrustek Nikolina	Nositelj	Predavanja	1	3	1
Perši Nenad	Suradnik	Vježbe u praktikumu Seminar Predavanja	7 3 8	3 3 3	5 2 1

Sadržaj predavanja

Modeli
Definicija, vrste modela. Eksperimenti i planiranje eksperimenata. Eksperimenti uz pomoć simulacija: simulacije i izravno izvođenje pokusa, simulacije i matematičko modeliranje. Ključne faze simulacijskog modeliranja: modeliranje, računalni modeli, izvođenje pokusa. Kada i zašto simulirati. Primjeri simulacijskih eksperimenata.
Pristupi simulacijskom modeliranju
Opće značajke. Upravljanje vremenom: upravljanje vremenskim pomakom, tehnika pomaka na sljedeći događaj , pomak vremena za konstantni prirast. Stohastičke ili determinističke simulacije: karakteristike, diskretne ili kontinuirane promjene, mješovite promjene.
Statističke pretpostavke za izvođenje simulacijskih eksperimenata
Osnove vjerojatnosti i slučajni brojevi Osnove teorije vjerojatnosti. Korištenje slučajnih brojeva u simulacijskom modeliranju. Generiranje slučajnih brojeva: fizički pribor, iracionalni brojevi, aritmetički procesi, linearni kongruentni generatori. Ispitivanje generatora slučajnih brojeva. Slučajne varijable i njihovo generiranje. Metode inverzne transformacije: kontinuirane slučajne varijable, diskretne slučajne varijable. Razdiobe Kontinuirane i diskretne razdiobe: normalna, uniformna, geometrijska, eksponencijalna, Poissonova, binomna, Weibullova, Bernoullijeva. Postavljanje hipoteze o porodici razdioba: kontinuirane razdiobe – točkasta statistika, histogram, crteži vjerojatnosti, diskretne razdiobe – točkasta statistika, linijski grafovi. Procjena parametara razdioba: procjena maksimalne vjerodostojnosti. Uzorkovanje i testiranje hipoteza Jednostavni slučajni uzorak: model jednostavnog slučajnog uzorka, izbor jednostavnog slučajnog uzorka, procjena aritmetičke sredine, procjena proporcije, procjena totala, procjena standardne devijacije, procjena medijana, procjena mjera asimetrije i zaobljenosti, ostale karakteristike osnovnog skupa. Testiranje hipoteze o nepoznatoj sredini osnovnog skupa. Testiranje hipoteze o razlici dvaju osnovnih skupova.
Simulacija diskretnih događaja
Temeljne ideje. Osnove i terminologija: objekti sustava, entiteti i njihovi atributi, aktivnosti i uvjeti za njihovo izvođenje, događaji i promijene stanja sustava. Specifičnosti upravljačkog mehanizma za izvođenje simulacije diskretnih događaja: upravljanje promjenama stanja sustava u vremenu, upravljanje paralelnim aktivnostima koje konkuriraju istim resursima, upravljanje repovima čekanja, slučajnost kao osobina varijabli sustava. Pristupi simulaciji diskretnih događaja.
Konceptualno modeliranje
Konceptualno modeliranje sustava: metode i tehnike za konceptualno modeliranje, grafičke metode konceptualnog modeliranja (dijagram ciklusa aktivnosti – osnovni koncepti, način izgradnje i funkcioniranja DCA, korištenje varijabli u DCA, potpunost prikaza modela u DCA; Petrijeva mreža – vrste, klase, izrada konceptualnog modela dinamičkog sustava Petrijevom mrežom), proceduralne metode, kombinirane metode.
Simulacijske strategije
Pojam simulacijske strategije: simulacijski sat, događaji (bezuvjetni i uvjetni). Simulacija orijentirana događajima, aktivnostima ili procesima. Simulacijske strategije: strategija planiranja događaja, strategija prelaženja aktivnosti, strategija međudjelovanja procesa. Prikaz dinamike sustava i upravljački mehanizam simulacije. Primjeri. Trofazni pristup (strategija tri faze) Klase aktivnosti. Temeljna pravila, koraci izvođenja, prva iteracija i iteracije koje slijede. Prikaz dinamike sustava u tri faze: pomak na sljedeći događaj, izvođenje planiranih događaja, izvođenje uvjetnih događaja. Upravljanje izvođenjem simulacije. Primjeri.
Vizualna interaktivna simulacija
Temeljne ideje. Grafička sučelja i interakcija korisnik - računalo. Vizualno interaktivno modeliranje. Principi oblikovanja grafičkog sučelja: ideje, sučelje bazirano na ikonama, logičko sučelje, slikovno sučelje, kombinirano sučelje. Vizualizacija simulacijskog eksperimenta: animacija simulacije, 3D grafičko sučelje simulacijskih eksperimenata, vizualizacija rezultata simulacijskih eksperimenata.
Ispitivanje i vrednovanje modela
Stvaranje povjerenja u simulacijske modele Ispravnost simulacijskog modela: vrednovanje konceptualnog modela, verifikacija računalnog modela. Pretpostavke procesa stvaranja povjerenja u simulacijske modele: neprekidnost provjere ispravnosti modela u procesu modeliranja, povezanost procesa stvaranja povjerenja s aspektima procesa odlučivanja, kontinuirana suradnja modelara i donositelja odluke. Metode vrednovanja i verifikacije simulacijskih modela Metode vrednovanja konceptualnog modela: replikativno, strukturno i predikativno vrednovanje. Metode verifikacije računalnog modela: top-down, strukturno programiranje, modularno programiranje. Testiranje ispravnosti i točnosti simulacijskog programa. Analiza podataka Analiza ulaznih podataka: tretman ulaznih podataka, korisne razdiobe vjerojatnosti – teorijske i empirijske. Prikupljanje relevantnih podataka. Testovi slaganja: vizualne procjene, Hi-kvadrat, Kolmogorov-Smirnov test, Anderson-Darling test. Razdiobe u slučaju nedostatka podataka. Povezanost podataka: regresijski modeli. Analiza izlaznih podataka: mjere performansi sustava. Intervali pouzdanosti simulacijskih eksperimenata: terminirajuća simulacija, stacionarna simulacija).
Usporedba alternativnih sustava
Klasifikacija i izbor programske podrške za simulacijsko modeliranje Osnove klasifikacije programskih alata za simulacijsko modeliranje. Pristupi izgradnji simulacijskih računalnih modela. Principi programskog inženjerstva: normizacija, programski jezici, struktura programske podrške. Područje primjene simulacijskih programskih alata. Tendencije razvoja simulacijskih paketa. Primjeri. Nove teme u simulaciji diskretnih događaja. Korištenje simulacijskog modeliranja u preustroju poslovnih sustava. Simulacijsko modeliranje i elementi umjetne inteligencije. Područja primjene suvremenih simulacijskih metoda i tehnika: društvena istraživanja, medicina, ekonomija.

Sadržaj seminara/vježbi

Za vrijeme predavanja studenti upoznaju teoretske osnove modeliranja s posebnim naglaskom na
Za vrijeme predavanja studenti upoznaju teoretske osnove modeliranja s posebnim naglaskom na simulacijsko modeliranje. Ovo se znanje utvrđuje kroz vježbe koje se izvode u manjim grupama čiji je cilj praktično svladavanje metoda i tehnika simulacijskog modeliranje. Na seminarima studenti rade u timovima koji obrađuju primjere iz prakse uz pomoć znanja usvojenih na predavanjima i vježbama. Svaki tim dužan je problem obraditi u cjelosti i prezentirati ga auditoriju. Programski paketi: GPSS, ServiceModel 4.2, StatFit, Powersim, Arena 8.

Ishodi učenja kolegija

Analizirati i interpretirati rješenja nakon provedenih simulacijskih eksperimenata uz upotrebu statističke analize.
Modelirati prepoznate probleme korištenjem metoda simulacijskog modeliranja.
Izabrati i koristiti programske alate koji podržavaju metode i tehnike simulacijskog modeliranja.
Razviti kompetencije za rad u grupi.
Prepoznati probleme iz područja informacijskih i poslovnih sustava koje je moguće riješiti različitim metodama simulacijskog modeliranja.
Primijeniti metode stvaranja povjerenja u simulacijske modele.
Primijeniti odgovarajuće metode za izvođejne simulacijskih eksperimenata.
Pružati podršku procesu poslovnog odlučivanja na temelju rezultata simulacijskih eksperimenata.

Ishodi učenja programa

Primijeniti etička načela, zakonsku regulativu i norme koje se koriste u struci
Procijeniti uvjete za primjenu suvremenih informacijskih i komunikacijskih tehnologija (IKT), savjetovati druge u primjeni IKT-a te u zadanom kontekstu odrediti utjecaj na pojedinca, organizaciju i društvo.
Modelirati probleme iz područja informacijskih i poslovnih sustava korištenjem matematičkih metoda, metoda razvoja informacijskih sustava i koncepata planiranja, upravljanja i poslovanja
Analizirati uvjete, donositi odluke, savjetovati druge te primijeniti odluke u zadanom kontekstu rješavanja problema iz područja informacijskih i poslovnih sustava
Vrednovati učinkovitost uvođenja i korištenja programskih rješenja i pripadajuće infrastrukture za konkretne problemske domene
Voditi interdisciplinarni tim i raditi u takvom timu te razviti planove upravljanja karijerom za sebe i članove tima uključujući elemente cjeloživotnog učenja i razvoj kompetencija poduzetnosti
Svrsishodno komunicirati na hrvatskom i stranom jeziku, unaprijediti komunikaciju sa svim dionicima (klijentima, korisnicima i kolegama) uz primjenu odgovarajuće terminologije uključujući popularizaciju suvremenih informatičkih trendova i tema
Primijeniti odgovarajuće metode i tehnike projektiranja, planiranja, razvoja i uvođenja složenog informacijskog sustava u suvremenim razvojnim okolinama
Optimizirati procese poslovnog sustava organizacije u suradnji sa stručnjacima odabirom metoda i koncepata planiranja, upravljanja organizacijom i analize poslovanja
Oblikovati softversku arhitekturu složenog informacijskog sustava, odabrati i postaviti njegovu odgovarajuću tehnološku platformu i sigurnosne mehanizme te programirati dijelove složenog sustava
Utvrditi uvjete za primjenu ključnih informacijskih tehnologija, procijeniti njihov učinak i u zadanom kontekstu donositi odluke i davati savjete vezano uz upravljanje IT uslugama i resursima
Analizirati uvjete za primjenu, savjetovati i u zadanom kontekstu donositi odluke vezane uz metodološke pristupe razvoju organizacijskih i informacijskih sustava
Osmsliti projekt učinkovitog unapređenja poslovnog sustava u osnovnim vertikalnim područjima uz korištenje suvremenih IKT, realizirati takav projekt vlastitim razvojem ili izborom odgovarajućeg standardnog softvera
Analizirati objekte poslovnog sustava te postaviti formalni model objektnog sustava kao temelj izgradnje informacijskog sustava.
Dizajnirati i izgraditi sustav temeljen na distribuiranim bazama podataka i velikim izvorima znanja korištenjem tehnika izgradnje velikih i distribuiranih podatkovnih sustava i razrješavanja konflikata između kompetitivnih izvora znanja.
Izgraditi računalni sustav za pohranu podataka i znanja uključujući digitalne arhive.
Predložiti poboljšanja poslovnog sustava temeljem optimiziranog modela poslovnih procesa i poslovnih pravila.
Modelirati i izgraditi analitički podatkovni sustav skladišta podataka i višedimenzionalnih kocaka temeljen na postojećem transakcijskom sustavu.
Izgraditi i optimizirati model procesa, klasa podataka i poslovnih pravila poslovnog sustava te predložiti poboljšanja poslovnog sustava.
Modelirati i izgraditi sustave temeljene na znanju i sustave za podršku u odlučivanju.
Identificirati potrebe za strategijskim i upravljačkim promjenama u organizacijama
Primijeniti metode upravljanja životnim ciklusom informacijskog sustava organizacije te osmisliti i primijeniti suvremene strategije nastupa na tržištu informatičkih proizvoda i usluga
Definirati elemente strategijskog kontinuuma i primijeniti metode strategijskog upravljanja uz potporu informacijsko komunikacijske tehnologije.
Razviti i validirati sustav mjerenja organizacijske učinkovitosti uz primjenu IKT
Analizirati tržište primjenom informacijsko-komunikacijskih tehnologija
Analizirati poslovne procese te preporučiti i primijeniti odgovarajuće informacijske i komunikacijske tehnologije za unapređenje poslovnih procesa
Prezentirati razvoj i organizaciju odgojno-obrazovnih sustava, povijest informatike i računarstva, ustroj odgojno-obrazovnog procesa, društvenu uvjetovanost odgojno-obrazovne prakse i primijeniti suvremene odgojno-obrazovne koncepcije
Organizirati nastavni proces uključujući i poučavanje upotrebom tehnologije i u kriznim uvjetima te osmisliti postupke za upravljanje procesom učenja i poučavanja uz primjenu odrednica djelovanja i ponašanja ljudske jedinke i dinamike grupe
Artikulirati nastavni sat primjenjujući primjerene nastavne metode i oblike rada, didaktičke principe i nastavna sredstva
Voditi pedagošku dokumentaciju, ispitivanje, ocjenjivanje i vrednovanje u skladu sa zakonskom regulativom i kriterijima osobne i profesionalne etičnosti
Poučavati učenike primjeni različitih oblika učenja, samovrednovanju i samoreguliranom učenju
Upravljati razrednim odjeljenjem, i surađivati s roditeljima i drugim strukturama unutar i izvan odgojno-obrazovne institucije
Primijeniti i sukreirati suvremene računalne sustave u dizajnu obrazovnog informacijskog sustava u nastavi u skladu s pedagoškim i metodičkim principima te ih popularizirati sukladno trendovima i potrebama
Primijeniti principe proceduralnog programiranja, interneta, weba, stolnih aplikacija u kontekstu rješavanja problema iz realnog svijeta
Formulirati problem iz realnog svijeta u smislu problemskog zadatka u informatici te ga znati riješiti i rješenje evaluirati
Izvoditi proces poučavanja u multikulturalnim i multietničkim sredinama i drugim posebnim uvjetima (treća dob, centri izvrsnosti …)
Strukturirati i procjenjivati osobna i profesionalna iskustva (razvijati refleksivnu praksu) uključujući cjeloživotno učenje

Osnovna literatura

Čerić, V. Simulacijsko modeliranje, Školska knjiga, Zagreb, 1993.
Averill M. Law, W. Kelton. Simulation modeling and analysis 3rd Edition, McGraw-Hill, Boston, 2000
Borshchev A -The big book of simulation modeling : multimethod modeling with AnyLogic 6, AnyLogic, 2013.

Dopunska literatura

Law, A.M.; Kelton, W.D. Simulation modelling and Analysis, 2nd Edition, McGraw-Hill, New York, 1992
Carrie, A. Simulation of Manufacturing Systems, Wiley, 1988
Pidd, M. Computer Simulation in Management Science, Wiley, Chichester, 1994.
Pidd, M. Tool for Thunking-Modelling for Management Science, Wiley, Chichester, 1997.

Slični kolegiji

London School of Economics and Political Science http://www.lse.ac.uk/resources/calendar/courseGuides/2003_ST325.htm
Virginia Commonwealth University, Department Of Statistical Sciences and Operations Research http://www.stat.vcu.edu/ssor500.html#o641
North Carolina State University http://www2.acs.ncsu.edu/reg_records/crs_cat/OR.html#OR762 http://www2.acs.ncsu.edu/reg_records/crs_cat/OR.html#OR772
Case Western Reserve University, Weatherhead School of Management, Depart. of Operations http://weatherhead.case.edu/orom/courseList.cfm# (OPRE432A), (OPRE432B)
Tilburg University, Netherland http://studiegids.uvt.nl/it10.vakzicht?taal=n&pfac=FEW&vakcode=35M1C3

Redoviti studenti

Izvanredni studenti

izvanredni rok

Datum: 13.04.2026.

Vrijeme: 16:00

Opis: Na Fakultetu

U kalendaru ispod se nalaze konzultacije predmetnih nastavnika, no za detalje o konzultacijama možete provjeriti na profilu pojedinog predmetnog nastavnika.