modeling

Käsite · systeemiajattelu · esittäminen · tieteellinen menetelmä

Määritelmä

Mallintaminen (engl. modeling) on menetelmä, jossa monimutkainen todellisuuden osa esitetään yksinkertaisemmassa muodossa — kuvana, kaaviona, matemaattisena yhtälönä, tietokonesimulaationa tai sanallisena kuvauksena — niin, että sen keskeiset piirteet tulevat ymmärrettäviksi ja analysoitaviksi. Sana malli tulee italian kielen sanasta modello, joka juontuu latinan modulus:sta ("pieni mitta").

Malli ei ole kopio todellisuudesta eikä sen tarvitse olla. Mallin arvo mitataan sillä, mitä se paljastaa — mitä kysymyksiä sen avulla voi kysyä ja mihin kysymyksiin se vastaa. Hyvä malli on riittävän yksinkertainen ollakseen ymmärrettävä ja riittävän tarkka vastatakseen kysymykseen, jota varten se on tehty. George Boxin klassinen toteamus tiivistää: "Kaikki mallit ovat vääriä, mutta jotkut ovat hyödyllisiä."

Mallintamisen tyyppejä:

Mallintaminen on tieteen ja tekniikan perusta. Systeemiajattelussa se on tärkein yksittäinen taito: kyky rakentaa käyttökelpoinen kuva systeemistä, ei sen täydellinen toisinto.

Alkuperä

Mallintamisen juuret ovat luonnonfilosofiassa. Antiikin Kreikassa Ptolemaios rakensi geosentrisen mallin tähtitaivaasta — matemaattisesti kelvollinen, vaikka fysikaalisesti virheellinen. Galileo ja Newton kehittivät liikkeen matemaattiset mallit, jotka korvasivat aikaisemmat kuvaukset.

1900-luvulla mallintaminen muuttui erityistieteeksi. General-systems-theory (Bertalanffy, 1940-luku) korosti, että eri tieteenalojen malleilla on yhteisiä rakenteita. Norbert Wienerin kybernetiikka (1948) ja John von Neumannin soluautomaatit (1950-luku) toivat dynaamisen mallintamisen keskeiseksi.

Jay Forrester perusti 1950-luvulla system-dynamics:n, jossa systeemit esitetään stocks- ja flows-malleina. Donella Meadows jatkoi tätä työtä teoksessaan Thinking in Systems (2008). Peter Checkland kehitti soft-systems-methodology:n (1970-luku), joka painottaa rich-picture-tyyppisiä kvalitatiivisia malleja "kovien" matemaattisten rinnalle.

1990-luvulta lähtien tietokonesimulaatio on tuonut mallintamisen saataville laajasti: yhä useampi systeemi voidaan mallintaa, simuloida ja visualisoida ilman syvää matemaattista osaamista. Samalla mallintamisen etiikka — mallin rajoitusten ymmärtäminen — on noussut tärkeäksi.

Yhteydet muihin käsitteisiin

Missä oppitunneissa käsitellään

Käsite esitellään Mallintamisen perusteet -oppitunnilla, jossa käydään läpi mallityypit ja niiden soveltuvuus. Syventävä käsittely Systeemidynamiikan alkeet -oppitunnilla, jossa keskitytään stocks-and-flows- ja causal-loop-diagram-malleihin.

Lähteet

Ludwig von Bertalanffy — General System Theory (1968). Jay Forrester — Industrial Dynamics (1961). Donella Meadows — Thinking in Systems: A Primer (2008). Peter Checkland — Systems Thinking, Systems Practice (1981). George Box — "Science and Statistics" (1976). John Sterman — Business Dynamics (2000).


Aiheeseen liittyy