Systeemitieteet -Systeemi- ja operaatiotutkimus

Kokonaisuuksien hallintaa

Raimo P. Hämäläinen

Systeemianalyysin laboratorioMatematiikan ja systeemianalyysin laitos

Prof. Raimo P. HämäläinenLaboratorion esimies

Prof. Harri Ehtamo Prof. Ahti Salo

Professorit

Opetuksen tavoite:

Antaa valmiudet mallien laatimiseen ja käyttöönilmiöiden kuvaamisessa, päätöksenteossa sekä laajojen järjestelmien analyysissä, suunnittelussaja optimoinnissa.

Tuote: Systeemi-insinööri

Elämme mallintamisen ja systeemien aikakautta

Operations Research OR The Science of BetterParemmaksi tekemisen tiedeMallien käyttöä ilmiöiden ja järjestelmien kuvaamisessa.-optimaalinen suunnittelu-resurssienkäytön ja toiminnan tehostaminen-päätöksenteko monen tavoitteen vallitessa -epävarmuuden hallinta ja ennakointi

Tekniikka on aina hyödyntänyt malleja

• Huipputekniikka = mallipohjaista tekniikkaa

Mallit olennainen osa menestyvää tuotetta ja

liiketoimintaa

Opinnot

Systeemiajattelua jalaajasti matemaattisia malleja- Optimointi- Päätösteoriat- Tilastolliset mallit- Ennustaminen- SäätöTavoite: Luoda hyvä pohja käyttää mallejatutkimuksen ja käytännön ongelmanratkaisussa.

Optimointimallit

Optimointi– Resurssien käyttö– Tuotekehitys ja prosessit

Monitavoiteoptimointi– Kokonaistehokkuus

Peliteoria– Markkinamekanismit, huutokaupat – Sähkö, Tietoliikenne

Path layer

Line system layer

tuotos 1 / panos

tuotos 2 / panos

A

B

C

D

E

F

G

E’

F’

G’

O

Riskimallit

• Palvelun mitoitus• Markkinaennustee

t

Laatu-luotettavuus

Turvallisuus

Projektien riskienhallinta

Sopimusten hinnoittelu

Rahoitusteoria => rahoitusteknologia

Net Cash Flow

IN T

HO

US

AN

DS

YEAR

-81.42

-162.83

-244.25

-325.67

.00

81.42

162.83

244.25

325.67

407.08

C31 D31 E31 F31 G31 H31 I31 J31 K31 L31Cell

=Mean,+1/-1SD =+95%,-5%

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Costper

Sample

Costof

Trial

SelectSample

Size

DetectedPerformanceImprovement

ReleaseNew

Product

Changein

Profit

NewProduct

RevenuesActual

New ProductPerformance

ActualExisting Product

Performance

Päätöksenteon mallit

• Päätösanalyysi: Monitavoitearviointi ja riskit• Neuvotteluteoria: Monta päätöksentekijää• Päätöspuut/ Vaikutuskaaviot : Monivaiheisuus• Uskomusverkot : Epävarmuus • Heuristiikat : Evoluutiostrategiat

• Soveltaminen

Päätöksenteon tukeminen : Jäsentely, oppiminen, kommunikointi, dialogi Automatisoitu – tekoäly : kaupankäyntiagentit

Systeemiajattelu

Ongelma ratkaistu!

Systeemipioneereja TFM:llä

Akateemikko Erkki Laurila Säätötekniikka

Akateemikko Pekka Jauho Matemaattinen riskien mallintaminen

Akateemikko Teuvo Kohonen Prosessinsäätötietokone ReflacNeurolaskenta

Systeemipioneereja TFM:llä

Professori Olli Lokki Tilastollinen mallintaminenOperaatiotutkimus Stokastiikka, jonoteoriaOptimointiMatematiikkainsinöörilinjan perustaja

Professori Jorma Routti Energiatalousmallit ja -ennusteet

Kandityö ja seminaari

10 op

Systeemitieteiden perusmoduuli A1 20 op

Systeemitieteiden jatkomoduuli A2 20 op

Vapaasti valittavat opinnot V vähintään 10 op

Mahdollista kirjata enemmän kuin 10 op.Mikäli kurssi on jo alemmassa tutkinnossa, sitä ei voi kirjata ylempään.

Tekniikan kandidaatin tutkinto 180 op, systeemitieteet pääaineena

Mat-2.3111 Stokastiset prosessit 5 op I-II/3.vkMat-2.3148 Dynaaminen optimointi 5 op III-IV/3.vkToinen seuraavista:Mat-2.3139 Nonlinear programming 5 op I-II/3.vkMat-2.3140 Lineaarinen ohjelmointi 5 op I-II/3vk5 op seuraavista:TU-22.1101 Tuotantotalouden perusk. 4 op I-II, III-IV/1.vkTU-22.1103 Tuotantotalouden harj. 1 op I-II, III-IV/1.vkTU-91.1001 Kansantaloustieteen per. 5 op I-II/2.vktai Mat-2 opintoja, jos TU-opinnot sisältyvät muihin moduuleihin

Mat-2.3128 Ennustaminen ja aikasarja-analyysi 5 op I-II/3.vkMat-2.3132 Systeemianalyysilaboratorio I 5 op III-IV/3.vkMat-2.3134 Päätöksenteko ja ongelmanratkaisu 5 op I/3.vkLisäksi vaihtoehtoisia Mat-2 kursseja niin, että 20 op täyttyy. Suositellaan esimerkiksi seuraavia kursseja:Mat-2.1197 Filosofia ja systeemiajattelu 3 op III-IV/1.vkMat-2.2103 Koesuunnittelu ja tilastolliset mallit 5 op III-IV/2.vkMat-2.2104 Tilastollisen analyysin perusteet 5 op III-IV/2.vkMat-2.3114 Investointiteoria 5 op III-IV/3.vkMat-2.3130 Matemaattinen malliajattelu 3 op I-II/2.vkMat-2.3139 Nonlinear Programming 5 op I-II/3.vkMat-2.3140 Lineaarinen ohjelmointi 5 op I-II/3.vkMat-2.3152 Peliteoria 5 op I-II/3.vkMat-2.3170 Simulointi 5 op III-IV/3.vk

Sivuaine B1 20 op

vapaasti valittava

Teknillisen fysiikan ja matematiikan perusopinnot P 80 op

Tutkinto-ohjelman yhteiset O 20 op

12.7.06/akh

Diplomityö 30 op

Syventävä moduuli A3 20 opSysteemi- ja operaatiotutkimus

Mat-2.4129 Systeemien identifiointi 5 op I-III/4.vkMat-2.3133 Systeemianalyysilaboratorio II 5 op I-II/4.vkYksi seminaari:Mat-2.4142 Optimointiopin seminaari 5 op III-IV/4.vkMat-2.4177 Operaatiotutkimuksen pts. 5 op III-IVMat-2.4191 Sovelletun matematiikan ts. 5 op Mat-2.4198 Luovan ongelmanratkaisun s. 5-8 op I-IILisäksi valinnaisia Mat-2 -kursseja tai muita sopivia, vastuuopettajan kanssa sovittavia kursseja niin, että 20 op täyttyy.

Erikoismoduuli C 20 opSysteemi-ja operaatiotutkimus

Mat-2.4108 Sovelletun matematiikan

erikoistyöt 5-8 opLisäksi valinnaisia kursseja, joista vähintään kahden on oltava Mat-2 kursseja niin, että 20 op täyttyy

Sivuaine B2 20 op

Sivuaine muodostuuperus- ja jatkomoduulista tai jatko- ja syventävästä moduulista

Vapaasti valittavat opinnotW vähintään 20 op

Mahdollista kirjata enemmän kuin 20 op.Mikäli kurssi on jo alemmassatutkinnossa, sitä ei voi kirjata ylempään.

Tieteen metodiikkaopinnot M 10 opValitse 10 op Mat-2-kursseista tai kursseista Mat-1.2990 - Mat-1.3460. Lisäksi voi valita muita metodiikka- tai vastaavia opintoja, joista sovitaan kirjallisesti vastuuopettajan kanssa.

Diplomi-insinöörin tutkinto 120 op, Systeemi- ja operaatiotutkimus pääaineena

4.10.06akh

SAL kotisivuilla

Mitä on systeemianalyysi?http://sal.aalto.fi/fi/opinnot/

Systeemianalyysin laboratoriossa tehtävätutkimus: http://sal.aalto.fi/fi/tutkimus/

Kaikki opinnäytetyöt:http://sal.aalto.fi/Publications/t-index.html