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
所谓全息(Hologram),从物理学上讲,指物体整个空间情况的全部信息,借用在这里,则是指V&V全生命周期中所有活动的信息。解构(Destruction)指对所研究对象进行层次性分解,以达到更好了解对象特质的目的。V&V活动全息解构(Holographic Destruction)指运用系统论的方法,将V&V全生命周期过程中的所有活动分门别类地、层次性地展现出来的一种方法,其特点是相对的完备性和清晰性,以达到对整个V&V全生命周期中不同阶段所有V&V活动的全景认识,而这正是进行V&V活动广度和深度制定的前提和基础。
对V&V活动进行全息解构,需要按照一定的准则,若依据自然的V&V阶段来分,可分为三大类活动:校核活动、验证活动及数据校核、验证与确认(Verifica-tion,Validation and Certification,VV&C)活动。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”。
根据校核的定义,它所关心的是M&S形态转化的正确性(一致性)问题,在一般情况下,校核活动至少要对以下五个问题进行“释疑”:
VE1.M&S应用的特定目的(或称预期目的)记录在案了吗?
VE2.需求完备、清晰、可测试、相容吗?
VE3.设计清晰、正确、相容吗?
VE4.仿真与记录在案的设计一致吗?
VE5.仿真与记录在案的需求一致吗?
根据验证的定义,它所关心的是M&S在多大程度上表征了真实世界的问题,在一般情况下,验证活动至少要对以下两个问题进行“释疑”:
VA1.从M&S应用的预期目的来看,其需求文档明确给出了M&S必要的可信性需求吗?
VA2.从M&S表征现实世界的可信性出发,M&S进行了充分的测试吗?
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。
针对上述问题,通过SMEs和相关各方讨论,可以提出解答不同问题的相应V&V活动,例如针对问题VE1,必须进行的活动为:
VE1.1.记录预期目的。
VE1.2.根据M&S应用的预期目的审视需求文档。
对所有问题进行解答的所有活动组成了特定M&S的V&V活动全息图。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。
图4.1 V&V活动全息图
实际中,校核、验证和数据VV&C活动没有明显的界限,没有清晰的分辨准则,它们是相互交错的,图4.1不过是为了更好地说明问题而已,因此通常将所有V&V活动和数据VV&C活动的集合统称为V&V活动1~N(假设共有N项活动)。显然,所有V&V活动集表征了V&V活动的广度。
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
同时,模型的解释功能也具有唯物性,因为模型解释的本质是基于客观基础的。科学理论的评价和检验是很复杂的。[1]本节主要内容摘自:夏甄陶.中国认识论思想史稿(下卷)[M].北京:中国人民大学出版社,1996:487-488。[3]认识、理论的“诚妄”,不是“口舌之争”的问题,而是一个“事实”问题。[5]国家教委社会科学研究与艺术教育司.自然辩证法概论[M].北京:高教出版社,2000。......
2023-08-15
V&V活动的风险不是指V&V活动自身的危险性或对第三方造成的某种伤害和损失。从这个意义上讲,这正是V&V活动的风险含义之所在。不同的V&V策略决定了不同V&V活动的深度,由于全生命周期某个阶段V&V活动部分执行或完全未执行,最终产生了风险。某个风险源Si是某项特定的V&V活动Ai。如果该项活动的APL=1,则认为不完全执行该项活动所引起的风险可能完全被约简,因此该风险源也被称为零风险源。指假设V&V活动Ai未完全执行而可能发生的所有不利事件。......
2023-08-15
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
西方哲学可谓学派林立,理论观点丰富多样,交替更迭。表3.1给出了西方哲学不同学派的总结简表。下文将逐一简单论述模型验证问题中的科学哲学问题。表3.1 科学哲学的不同学派简表①笛卡尔,法国著名哲学家、数学家。③马赫,奥地利著名物理学家、哲学家。④波普尔,奥地利当代著名哲学家,创立了批判理性主义哲学。......
2023-08-15
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