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年度 2020年度 開講部局 工学部
講義コード K6713020 科目区分 専門教育科目
授業科目名 シミュレーション工学
授業科目名
(フリガナ)
シミュレーションコウガク
英文授業科目名 Simulation Engineering
担当教員名 高橋 勝彦
担当教員名
(フリガナ)
タカハシ カツヒコ
開講キャンパス 東広島 開設期 2年次生   後期   3ターム
曜日・時限・講義室 (3T) 月1-4:工218
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
 
講義中心・オンライン(第1回、第5回、第10回、第15回は同時双方向、それ以外はオンデマンド)で実施.詳細は,第1回(10月5日8:45-10:15)の講義中,およびBb9により案内. 
単位 2.0 週時間   使用言語 B : 日本語・英語
学習の段階 3 : 中級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 11 : 電気システム制御工学
対象学生 第二類 2019年度以前入学生
授業のキーワード 連続系,離散系,確率現象,シミュレーション 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
この科目は第二類の学生を対象とした専門科目であり,第二類における学習・教育目標の「C:電気・電子・システム・情報分野における専門知識の修得とこれらを応用する能力」に対応している.第二類の電気・電子・システム・情報系プログラムの学習・教育目標の詳細については関連URL2を参照されたい. 
到達度評価
の評価項目
電気システム情報プログラム
(能力・技能)
・電気,システム,情報分野の基礎概念,知識および手法を具体的・専門的な問題に応用する能力 
授業の目標・概要等 対象とするシステムが大規模・複雑化するにつれて,各種の解析的手法に加えて,実験的手法の一つであるシミュレーションの必要性が増してきている.本講義では,各種の系や現象のモデルと,それらを利用したシミュレーションに関する各種の技法について講義する.まず連続系とそのシミュレーションについて述べ,続いて確率現象,離散系とそれぞれのシミュレーションについて述べる.本講義の受講により,各種の系や現象をモデル化し,それを利用したシミュレーションの技法が理解でき,システム分析し,設計するための基礎力を養うことができる.

なお,「知識・理解」,「能力・技能」の評価項目は,下記のとおりである。
1)連続系,離散系や確率現象を数学的関係としてとらえる能力
2)各種のシステムに関するモデル化とシミュレーションによる分析技法
3)シミュレーションに関する各種の技法を応用してシステムを分析,設計する能力

 
授業計画 第1部 シミュレーション概論,確率的要素を含むシミュレーション
第1回 シミュレーションモデルの構築,ダイナミックモデルのシミュレーション
第2回 確率的要素を含むモデルのシミュレーション①:乱数,一様乱数の発生
第3回 確率的要素を含むモデルのシミュレーション②:各種分布乱数の発生
第4回 モンテカルロシミュレーション
第5回 演習①:確率的要素を含むモデルのシミュレーション演習

第2部 タイムスライスシミュレーション
第6回 常微分方程式の初期値問題と差分法
第7回 常微分方程式の色々な問題とその数値解法
第8回 偏微分方程式とその数値解法
第9回 タイムスライスシミュレーションの事例:在庫シミュレーション

第3部 イベントシミュレーション,シミュレーション結果の評価と最適化
第10回 演習②:タイムスライスシミュレーション演習
第11回 イベントシミュレーションの基礎
第12回 生産と在庫のイベントシミュレーション
第13回 シミュレーション結果の評価と最適化手法
第14回 シミュレーションによる最適化の応用例
第15回 演習③:イベントシミュレーション,最適化問題の演習

各講義の終りに課題を演習し,宿題を指定する.宿題については,レポートとして提出した宿題について演習する.最後に期末試験を実施する.期末試験は,11月30日(月)10:30-12:00の予定.実施方法については,追って連絡する. 
教科書・参考書等 テキスト:高橋・伊呂原・関・平川・森川,シミュレーション工学,朝倉書店,2007 
授業で使用する
メディア・機器等
 
【詳細情報】 使用する視聴覚教材の種類(パワーポイント)
必携PC
 
授業で取り入れる
学習手法
 
予習・復習への
アドバイス
第1部 シミュレーション概論,確率的要素を含むシミュレーション
第 1回 シミュレーションモデルの構築方法,ダイナミックモデルとそのシミュレーションについて理解してください.
第 2回 確率的要素が乱数により擬似的に表現されること,一様乱数の発生法について理解してください.
第 3回 一様乱数を元にした各種分布に従う乱数の発生法について理解してください.
第 4回 数値積分に対する乱数を使った数値計算とモンテカルロシミュレーションについて理解してください.
第 5回 確率的要素を含むモデルに関するシミュレーションについて演習により理解してください.

第2部 タイムスライスシミュレーション
第 6回 常微分方程式の初期値問題と,その問題に対する数値解析法である差分法について理解してください.
第 7回 常微分方程式の色々な問題に対する数値解法について理解してください.
第 8回 偏微分方程式とその数値解法について理解してください.
第 9回 タイムスライスシミュレーションの事例として在庫推移のシミュレーションについて理解してください.
第10回 タイムスライスシミュレーションについて演習により理解してください.

第3部 イベントシミュレーション,シミュレーション結果の評価と最適化
第11回 イベントシミュレーションの基礎として待ち行列理論について理解してください.
第12回 イベントシミュレーションによる生産と在庫の推移に対するシミュレーションについて理解してください.
第13回 シミュレーション結果の評価に関する問題とシミュレーションによる最適化手法について理解してください.
第14回 シミュレーションによる最適化について組合せ最適化問題への応用例から理解してください.
第15回 イベントシミュレーション,シミュレーションによる最適化問題について演習により理解してください. 
履修上の注意
受講条件等
この科目に先立つ基礎科目 「応用数学I」,「確率・統計」,「応用確率論」
この科目が役立つ応用科目 「生体工学」,「意思決定論」,「生産管理論」
 
成績評価の基準等 授業目標の到達度は,レポートと筆記試験により評価する.成績評価は,授業目標の到達度に日頃の学習態度を加えた総合評価により決定し,60%以上を合格とする.その配分は,試験(50%),レポート(40%),出席状況(10%)とする.なお,出席状況は毎回の授業において実施する課題演習の評価を含む. 
実務経験  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
 
メッセージ 必携PCを持参すること.
授業開始時にオフィスアワーを設定するので,質問等がある場合には,積極的に利用すること. 
その他 http://www.pse.hiroshima-u.ac.jp. 講義内容は基本的に前年度と同様ですが,説明資料や講義方法については,適宜改善しています.課題演習についても内容を一部見直ししています.

 
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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