Systeemitieteet – Systeemi- ja operaatiotutkimus OR- The Science of Better

Esitys aiheesta: "Systeemitieteet – Systeemi- ja operaatiotutkimus OR- The Science of Better"— Esityksen transkriptio:

1 Systeemitieteet ja Teknillinen fysiikka Kokonaisuuksien hallintaa Raimo P. Hämäläinen

2 Systeemitieteet – Systeemi- ja operaatiotutkimus OR- The Science of Better
Opetuksen tavoite: Antaa valmiudet mallien laatimiseen ja käyttöön ilmiöiden kuvaamisessa, päätöksenteossa sekä laajojen järjestelmien analyysissä, suunnittelussa ja optimoinnissa. Tuote: Systeemi-insinööri

3 Opinnot Systeemiajattelua ja laajasti matemaattisia malleja
- Optimointi - Päätösteoriat - Ennustaminen - Systeemi- ja säätöteoria Tavoite: Luoda hyvä pohja käyttää malleja tutkimuksen ja käytännön ongelmanratkaisussa.

4 Systeemianalyysin laboratorio Sovelletun matematiikan vastuualue
Professorit Prof. Raimo P. Hämäläinen Laboratorion esimies Prof. Harri Ehtamo Prof. Esa Saarinen Prof. Ahti Salo

5 TF systeeminäkökulmasta = Suomen Tekniikan Historia
Akateemikko Erkki Laurila (prof. Antti Niemi, Jouko Virkkunen) Säätötekniikka, dynaamiset systeemit Akateemikko Pekka Jauho Matemaattinen riskien mallintaminen Prof. Olli Lokki (prof. Raimo P. Hämäläinen) Tilastollinen mallintaminen Stokastiikka, jonoteoria Optimointi Operaatiotutkimus

6 TF systeeminäkökulmasta = Suomen Tekniikan Historiaa
Prof. Jorma Routti (prof. Pekka Pirilä, Peter Lund) Energiatalousmallit, ennusteet Energiajärjestelmät Prof. Teuvo Kohonen (prof. Erkki Oja) Elektroniikka (ESKO tietokone), hermosysteemien mallit Neurolaskenta, kybernetiikka

7 Diplomi-insinöörin tutkinto 120 op, Systeemi- ja operaatiotutkimus pääaineena
Sivuaine B2 20 op Sivuaine muodostuu perus- ja jatkomoduulista tai jatko- ja syventävästä moduulista Diplomityö 30 op Tieteen metodiikka opinnot M 10 op Valitse 5 op Mat.laitok- sen ylläpitämästä kurssiluettelosta. Valitse yksi (5 op) seuraavaista : Mat Mod.anal.per Mat Funkt.anal.per Mat Opt. mat. teoria T Nauraalilas.per. Vapaasti valittavat opinnot W vähintään 20 op Mahdollista kirjata enemmän kuin 20 op Mikäli kurssi on jo alemmassa tutkinnossa, sitä ei voi kirjata ylempään Syventävä moduuli A3 20 op Systeemi- ja operaatiotutkimus Mat Systeemien identifiointi 4 op III-IV/4.vk Mat Systeemianalyysilaboratorio I 3 op III-IV/3. vk Mat Systeemianalyysilaboratorio II 4 op III-IV/ 4. vk Yksi seminaari: Mat Optimointiopin seminaari 5 op III-IV/4. vk Mat Operaatiotutkimuksen pts. 5 op III-IV Mat Sovelletun matematiikan ts. 5 op I-II Mat Luovan ongelmanratkaisun s. 5 op I-II Lisäksi valinnaisia Mat-2 kursseja niin, että 20 op täyttyy. Erikoismoduuli C 20 op Systeemi-ja operaatiotutkimus Mat Sovelletun matematiikan erikoistyöt 5-8op Lisäksi valinnaisia kursseja, joista vä- hintään kahden on oltava Mat-2 kursseja niin, että 20 op täyttyy akh

8 Tekniikan kandidaatin tutkinto 180 op, systeemitieteet pääaineena
Kandityö ja seminaari 10 op Systeemitieteiden jatkomoduuli A2 20 op Mat Ennustaminen ja aikasarja-analyysi 4 op I-II/3.vk Mat Päätöksenteko ja ongelmanratkaisu 4 op I-II/3.vk Lisäksi vaihtoehtoisia kursseja, joista vähintään kahden on oltava Mat-2 kursseja niin, että 20 op täyttyy. Suositellaan esimerkiksi seuraavia kursseja: Mat Filosofia ja systeemiajattelu 3 op III-IV/1.vk Mat Koesuunnittelu ja tilastolliset mallit 4 op III-IV/2.vk Mat Tilastollisen analyysin perusteet 4 op III-IV/2.vk Mat Investointiteoria 5 op III-IV/3.vk Mat Matemaattinen malliajattelu 3 op I-II/2.vk Mat Optimointioppi 5 op I-II/3.vk Mat Lineaarinen ohjelmointi 5 op I-II/3.vk Mat Peliteoria 4 op I-II/3.vk Mat Simulointi 3 op III-IV/3.vk Vapaasti valittavat opinnot V vähintään 10 op Mahdollista kirjata enemmän kuin 10 op Mikäli kurssi on jo alemmassa tutkinnossa, sitä ei voi kirjata ylempään Systeemitieteiden perusmoduuli A1 20 op Sivuaine B1 20 op Mat Stokastiset prosessit 5 op I-II/3.vk Mat Dynaaminen optimointi 5 op III-IV/3.vk Toinen seuraavista: Mat Optimointioppi 5 op I-II/3.vk Mat Lineaarinen ohjelmointi 5 op I-II/3vk 5 op seuraavista: TU Tuotantotalouden perusk. 4 op I-II, III-IV/1.vk TU Tuotantotalouden harj. 1 op I-II, III-IV/1.vk TU Kansantaloustieteen per. 5 op I-II/2.vk tai Mat-2 opintoja, jos TU-opinnot sisältyvät muihin moduuleihin vapaasti valittava Tutkinto-ohjelman yhteiset O 20 op Teknillisen fysiikan perusopinnot P 80 op / akh

9 E N V I R O N M E N T A L D E C I S I O N M A K I N G
M U L T I C R I T E R I A D E C I S I O N S U P P O R T I N E N V I R O N M E N T A L D E C I S I O N M A K I N G decision modeling tools for structuring, values and public participation lake regulation projects Päijänne-Kymijoki, Kallavesi-Unnukka, Pirkanmaa and Kemijoki cases Web-HIPRE and HIPRE 3+: individual and group decision support in stakeholder prioritizations in decision analysis interviews Joint Gains: bargaining efficient compromises Opinions-Online: public participation on the internet large lake-river systems in Finland control: outflow from the lakes inflows: highly varying, uncertain forecasts multiple interests: power production, environment, agriculture, fishing, recreation, transportation, ... new participation methods: decision analysis interviews decision structuring dialogue teledemocracy by Opinions-Online image theory modeling the dynamics and impacts ISMO - spreadsheet simulator/multicriteria optimizer interval dynamic goal programming rolling time horizon impacts: economic, social, environmental portfolio optimization approach to the selection of forest conservation reserves web-sites and selected publications The lake regulation projects: DSS tools: J. Mustajoki, R.P. Hämäläinen and M. Marttunen: We have the tools – How to attract the people? Creating a culture of Web-based participation in environmental decision making, Manuscript, 2004. J. Mustajoki, R.P. Hämäläinen and M. Marttunen: Participatory multicriteria decision support with Web-HIPRE: A case of lake regulation policy, Env. Modeling & Software, 2004. S. Slotte and R.P. Hämäläinen: Decision structuring dialogue, SAL Research Reports, E13, 2003. R.P. Hämäläinen and S. Alaja: The threat of weighting biases in environmental decision analysis, SAL Research Reports, E12, 2003. R. P. Hämäläinen and J. Mäntysaari: A dynamic interval goal programming approach to the regulation of a lake-river system, J. Multi-Crit. Dec. Anal., 2001. R.P. Hämäläinen, E. Kettunen, M. Marttunen and H. Ehtamo: Evaluating a framework for multi-stakeholder decision support in water resources management, Group Decision and Negotiation, 2001. R. P. Hämäläinen (toim.): Monitavoitteisen päätöksenteon mallit vesistön säännöstelyssä, SAL Research Reports, B21, 1997. M. Marttunen and R.P. Hämäläinen: Decision analysis interviews in environmental impact assessment, Eur. J. Oper. Res., 1995. Updated Systems Analysis Laboratory

10 Älykkyys - Aivotutkimus - Systeemiäly
Miten ja missä ihminen käsittelee päätösongelmia = Neurotaloustiede Aivolohkot: tunne/arvot, laskenta Voidaan tutkia magneettisesti Miten/missä syntyy yhteistyöhakuisuus? Miten stimuloida/kehittää päätös/systeemiälykkyyttä?

11 Luonnonilmiöiden kuvailu päätösmallilla
- Parinvalinta - “sihteeriongelma” - Kilpailu/evoluutio: Metsikön kasvu, soidinmenot, saalistus Evoluution mukana kehittyneet yhteisölliset heuristiikat - Yhteistyön (yhteisöjen) kehittyminen

12 Alaan liittyviä kotisivuja
Mitä on systeemianalyysi? Systeemianalyysin laboratoriossa tehtävä tutkimus: