摘要:
根据国内外仿真可靠性研究与仿真系统VV&A(验证确认与认证)的现状,论述了仿真可靠性评估的理论。总结了仿真可靠性的概念和特点,仿真系统的评估原理。讨论了复杂产品仿真可靠性,复杂仿真系统可靠性评估原理与仿真系统VV&A之间的关系。复杂仿真系统可靠性评估原理和仿真系统VV&A以及对“复杂产品仿真可信度评估工具开发”设计的相关思考。
关键词:仿真系统;复杂产品;VVamp;A;验证置信
1.课题背景和研究意义
随着仿真技术的发展和人们对仿真技术应用价值认识的不断提高, 其应用领域越来越广泛。 与此同时, 对仿真正确性和可信度的要求也越来越高。
仿真通过对所要研究系统模型的开发帮助人们了解系统的行为而不管该系统是真实还是假想的。通过将对真实系统行为的认识描述成为文字、数学关系或任何其它的抽象形式,人们就可以获得真实系统的一个模型。仿真作为人们认识世界的重要手段,毫无疑问它也必将在产品设计中发挥重要作用。自从仿真技术的出现人们就已经开始尝试将其应用于产品设计。目前,仿真技术已经被人们用来设计各种各样的产品尤其是汽车铁路车辆航空航天飞行器机器人等复杂产品。[1]
对仿真系统进行校核、验证与确认(Verification ,Validation and Accreditation,简称VVamp;A)是降低建模与仿真的风险,提高仿真可信度的有效途径。另外,提高仿真系统在应用中的可信度,实现对错误与不足的早期检测,减少开发和应用仿真系统的风险,节省仿真系统全生命周期的费用,将有利于更好地分析问题、解决问题和产生更深入的预测结果,改进项目间的通信、可视性和协调性,促进仿真系统的全面质量管理等。所以,随着系统仿真技术在全纵深方向的不断发展以及其在应用领域的不断拓宽, 仿真可信度评估将越来越受到人们的重视。[6]
2.国外研究现状
对仿真系统的校核、验证与确认(VVamp;A)研究最早开始于对仿真模型的校验,至今已有40多年的历史了。国外从80年代中期开始对分布交互仿真技术进行研究和开发,1995年美国国防部又提出了高层体系结构。对仿真系统的VVamp;A研究的重点从仿真模型的校验方法研究为主转向如何更加全面系统的对仿真系统进行VVamp;A上来。1996年美国建模与仿真办公室(DMSO)军用仿真 VVamp;A 工作技术支持小组起草了“VVamp;A 建议指导规范”(VVamp;A Recommended Practice Guide ,简称 RPG)。目前, 它修订后的版本更有利于人们根据需要查阅相关的 VVamp;A 问题。1997 年 IEEE 通过了关于分布交互仿真的标准IEEE1278.4,这是关于大型复杂仿真系统VVamp;A的一个较全面的指导。几十年来, 对仿真模型校验问题的研究一直是仿真可信度评估研究的重点。另外,美国国家标准和技术机构(NIST)也于1992年发表了一个适应性更广的VVamp;A 标准。[14]紧接着在 2000 年, Michael L .Metz 以联合武器系统(The Joint Warfare System,JWARS)的VVamp;A过程为例,对计划 VVamp;A规划、执行 VVamp;A 过程、报告 VVamp;A 结果中的各种经验和教训进行了深入探讨, 在2002年。Osman Balci 等学者又提出了13条指导VVamp;A研究与实践的策略与方向,从而把仿真可信度评估研究推向深入。近年来,Jeong Y S, Jenog M K为复杂仿真系统提供的《时间序列分类的加权动态时间规整》算法10和讨论以及Ling Y, Mahadevan S发表了《定量模型验证技术:新见解》[8]和Kong L, Xu W, Cha J提出的《基于SOOA的工程软件服务封装体系结构》为仿真系统工具的开发和验证性的算法[5]提供了有力支撑和研究方法。Joines J A , Barton R R , Kang K所发《能力成熟度模型支持建模和模拟验证,验证和认证》一文中,组织采购流程的有效性和成熟度直接影响交付给用户的M&S产品的成本,进度和质量。[12]
3.国内研究现状
