V&V策略之广度分量的制定通常分为两个步骤:1)对活动进行初步定性过滤;2)对活动进行定性与定量相结合的排序和过滤,以确定最终的活动。再次,对每项V&V活动的所有风险事件的风险层级进行聚合,得到最终的V&V活动风险层级。如前所述,V&V活动广度的制定,即V&V活动的剪裁,通常是在诸多专家,即SMEs,共同参与下完成的。......
2023-08-15
对仿真系统的VV&A研究最早开始于对仿真模型的校验研究,这可以追溯到20世纪60年代仿真应用的初始时期,人们对利用模型代替实际系统进行仿真实验的可信度是持怀疑态度的。1962年,Biggs和Cawthore等就注意到对“警犬”导弹仿真的全面评估。几十年来,对仿真模型校验问题的研究一直是系统仿真研究的重点。美国计算机仿真协会(SCS)于20世纪70年代中期成立了模型可信性技术委员会(TCMC),其任务是建立与模型校验有关的概念和术语。20世纪80年代以来,美国SCS和冬季仿真会议(WSC)每年都有关于模型校验的专题讨论。美国军事运筹协会自1989年以来召开了多次有关模型校验、验证和验收的小型讨论会。
图1.1 VV&A的由来
20世纪90年代以来,以计算机技术、通信技术和智能技术等为代表的信息技术的迅猛发展,及其在仿真系统研究中日益广泛的应用,使仿真系统的功能和性能均获得了巨大提高,但同时也增加了仿真系统校验的难度,因此迫切需要建立全面有效的VV&A过程和方法。对仿真系统VV&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地对仿真系统进行VV&A。在西方国家,尤其是美国,武器系统规模的增大、部队作战技术化水平的提高及武器系统采购费用的急剧增加,与军事开支不断缩减的实际情况存在巨大反差,这使美国国防部对仿真系统应用的需求和依赖性大大增加,对仿真系统的可信度提出了更高的要求,同时更加强调仿真系统的交互性和重用性。这使VV&A在仿真系统研制中的作用更加突出,迫切需要建立规范来指导仿真系统的VV&A工作。美国国防部(DOD)5000系列指令提出了关于国防部武器装备采购的新规范和要求,其中,DOD5000.59指令《关于国防部M&S的管理》、DOD 5000.61指令《国防部建模与仿真VV&A》明确规定了DOD在M&S应用方面的一系列政策,要求DOD所属的各军兵种制订自己的M&S主计划和仿真系统的VV&A规范,并在仿真系统开发过程中大力推行应用有关VV&A的活动,以提高仿真系统的可信度水平。1996年,DMSO建立了一个军用仿真VV&A工作技术支持小组,负责起草国防部VV&A RPG。该小组包括国防部、军事部门、学术团体和工业界的代表,他们参考了国防部关于M&S及其VV&A方面的指令规范、各种VV&A工作情况总结和大量学术文章及讨论会纪要。1996年11月完成了这一建议规范的第一版,这是目前关于仿真系统的VV&A最为全面的工具书,该规范的第二版正在修订中。IEEE也于1997年通过了DIS系统VV&A的建议标准,这是关于大型复杂仿真系统VV&A的一个比较全面的指导。
值得一提的是,DOD对M&S的VV&A研究的高度重视还体现在组织管理上。在DOD的领导支持下,美国国内除了有TCMC这样的专门组织及技术支持小组(Technical Support Team)外,还有VV&A技术工作组(Technical Working Group)等一系列组织。这些组织的成员来自很多组织机构,既有美国军方各军兵种的代表、国防部高级官员和M&S执行机构的成员,也有科研和学术机构的代表,甚至还有工业部门的代表。正因为如此,使得美军在M&S VV&A领域已经形成了规模宏大、技术力量雄厚、组织管理严密、多级层次及统一协调的研究与应用体系。
多年以来,美国同北约之间关于VV&A的理论研究和实践一直未曾间断,英、法于2001年初在AFDRG的资助下也开启了关于VV&A框架的大型研究项目。
然而,总的来说,M&S的VV&A研究与应用工作进展还是比较缓慢的。美国西北大学Hoover教授在20世纪80年代初的统计结果是:在有关仿真的论文中,提到VV&A的文献数目最多不超过论文总数的30%,而“绝大多数有关仿真的论文根本没有提到VV&A”。美国陆军导弹司令部负责仿真系统工作的Holmes博士,在20世纪80年代初对北约成员国的24个主要仿真机构进行了一项调查,发现绝大部分机构在其仿真系统研制中没有系统地使用过任何VV&A技术。
美国学者Balci和Sargeant曾先后两次进行了模型确认和验证方面研究文献的收集工作,所收集的文献源于国际仿真学术会议录、论文集、期刊杂志和技术报告等。第一次收集在1980年,共收集文献125篇;第二次在1984年,共收集文献308篇。由此看来,VV&A研究的情况有所好转,但还远远不够。
在我国,这种情况更加严重。20世纪70年代末,徐瑞恩等在“运筹学方法论”研究中已认识到这一问题,并把模型VV&A放在认识论和实践论观点下进行研究。目前,我国的仿真文献还较少涉及模型的VV&A问题。仿真学术会议还没有将VV&A作为专门议题。已出版的仿真书籍中很少有章节介绍VV&A的方法,极个别书籍虽然提到但也仅限于简单介绍。另外,比较系统的VV&A应用工作也很难见到。
V&V策略之广度分量的制定通常分为两个步骤:1)对活动进行初步定性过滤;2)对活动进行定性与定量相结合的排序和过滤,以确定最终的活动。再次,对每项V&V活动的所有风险事件的风险层级进行聚合,得到最终的V&V活动风险层级。如前所述,V&V活动广度的制定,即V&V活动的剪裁,通常是在诸多专家,即SMEs,共同参与下完成的。......
2023-08-15
从中可得到如下结论:1)目标期望风险值与极限期望风险值的比率是60.4519/489.5345≈0.1235,优化的效果不错。得到的结果见附录D。从中可得到如下结论:1)目标费用值与全序列V&V活动费用的比率是41.5594/78.5526≈0.5291。3)遗传算法的设置:初始种群数量30,交叉概率0.3,变异概率0.2,进化代数1000。......
2023-08-15
V&V活动的目的是约减使用M&S的风险,所进行的每一项活动都是要解决使用者关心的问题域中的相应问题,简而言之,V&V活动是为了“释疑”。实践中,不同M&S的特质不同,V&V活动除对上述普遍问题进行“释疑”外,还要针对M&S的特质,解答不同的问题。图4.1简单展示了针对V&V活动要解答的问题,由SMEs制定的V&V活动全息图。显然,所有V&V活动集表征了V&V活动的广度。......
2023-08-15
V&V是从整体上不断考察建模与仿真的活动,剖析其构成特点和运动方式,判断其认识世界的能力,在这一点上与科学认识论与方法论是相通的。这一点便是模型V&V的科学逻辑基础。本章的目的不是介绍使模型V&V变得更为轻松的技术方法,而是介绍、分析现今与模型V&V问题相关的主要西方科学哲学流派,以期从认识论、方法论的角度来把握模型V&V的问题本质,并拓展视野。......
2023-08-15
图2.19 模型与仿真的映射关系建模V&V与仿真V&V的区别还表现在考察的对象(内容)上,所实施的技术方法也存在较大差异。建模及其V&V必须以领域专家为主体,仿真及其V&V则是以仿真专家为主体。此外,在思维特点上,建模及其V&V活动具有明显的艺术性、智慧性和创新性,而仿真及其V&V活动则具有相对的标准性或带有一定的技巧性。......
2023-08-15
表2.1 重要的V&V政策和指南表2.2 美国国防部内V&V的定义2.A与可信性的概念A即确认,指权威机构(官方)对于一个特定的M&S应用于特定问题的可接受性和有效性做出正式的认可。VV&A的概念已经在ALSP、DIS和FEDEP中得到了使用。图2.1 一般M&S过程与V&V为进一步理解和把握来自于真实世界的知识,Hone和Moulding根据基本的M&S过程导出了更为复杂的VV&A元过程的观点,即Y-过程(Y......
2023-08-15
从本意上看,“方法”表示沿着某条道路前进。总体看来,“方法”不像自然科学中的一些基本概念那样有非常规范和确切的定义。一般来说,方法有三个特点:1)方法是与任务联系在一起的。一定意义上说,方法就是人们已有的理论、思想的一种特殊的具体化。方法可以看作是在一定理论指导下的一种特殊的实践活动,而且是极富创造性的实践活动。因此,对于一个确定的任务来说,方法是联结理论与实践的必不可少的环节。......
2023-08-15
在图2.10中,DMSO把VV&A过程分成七个阶段,分别为:“决定VV&A要求”“起草VV&A计划”“概念模型V&V”“V&V设计”“V&V执行”“V&V M&S的应用”“进行可接受性评估”。请注意,这些阶段大都是反复进行的,并且包括“收集额外的确认信息”这一阶段。DMSO不仅给出了一般意义上的VV&A范式,还结合M&S自身的特点,给出了不同的VV&A范式,如HLA中的VV&A范式、DIS中的VV&A范式和ALSP中的VV&A范式等,在此不再一一描述。图2.10 DMSO普遍意义上M&S中的VV&A范式......
2023-08-15
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