驗證與確認



模擬分析師面臨的真正問題之一是驗證模型。只有當模型準確地代表實際系統時,模擬模型才有效,否則無效。

驗證和確認是任何模擬專案中驗證模型的兩個步驟。

  • 驗證是比較兩個結果的過程。在此過程中,我們需要將概念模型的表示與實際系統進行比較。如果比較結果為真,則有效,否則無效。

  • 確認是比較兩個或多個結果以確保其準確性的過程。在此過程中,我們必須將模型的實現及其相關資料與開發人員的概念描述和規範進行比較。

Verification and Validation

驗證與確認技術

有各種技術用於執行模擬模型的驗證與確認。以下是一些常見技術:

執行模擬模型確認的技術

以下是執行模擬模型確認的方法:

  • 利用程式設計技能在子程式中編寫和除錯程式。

  • 使用“結構化走查”策略,其中不止一個人閱讀程式。

  • 跟蹤中間結果並將其與觀察到的結果進行比較。

  • 使用各種輸入組合檢查模擬模型輸出。

  • 將最終模擬結果與分析結果進行比較。

執行模擬模型驗證的技術

步驟 1 - 設計一個具有高有效性的模型。這可以透過以下步驟實現:

  • 在設計過程中,必須與系統專家討論模型。
  • 模型必須在整個過程中與客戶互動。
  • 輸出必須由系統專家監督。

步驟 2 - 在假設資料上測試模型。這可以透過將假設資料應用於模型並對其進行定量測試來實現。還可以進行敏感性分析,以觀察當輸入資料發生重大變化時結果變化的影響。

步驟 3 - 確定模擬模型的代表性輸出。這可以透過以下步驟實現:

  • 確定模擬輸出與實際系統輸出的接近程度。

  • 可以使用圖靈測試進行比較。它以系統格式呈現資料,只有專家才能解釋。

  • 可以使用統計方法將模型輸出與實際系統輸出進行比較。

模型資料與真實資料的比較

模型開發完成後,我們必須將其輸出資料與實際系統資料進行比較。以下是執行此比較的兩種方法。

驗證現有系統

在這種方法中,我們使用模型的真實世界輸入將其輸出與實際系統的真實世界輸入的輸出進行比較。這個驗證過程很簡單,但是,在執行時可能會遇到一些困難,例如,如果輸出要與平均長度、等待時間、空閒時間等進行比較,則可以使用統計檢驗和假設檢驗進行比較。一些統計檢驗包括卡方檢驗、Kolmogorov-Smirnov檢驗、Cramer-von Mises檢驗和矩檢驗。

驗證首次模型

假設我們必須描述一個目前不存在也不曾存在過的擬議系統。因此,沒有歷史資料可用於比較其效能。因此,我們必須使用基於假設的假設系統。以下有用的提示將有助於提高效率。

  • 子系統有效性 - 模型本身可能沒有任何現有的系統可以與其進行比較,但它可能包含一個已知的子系統。每個子系統的有效性都可以單獨進行測試。

  • 內部有效性 - 由於其內部過程導致高方差的隨機系統,因此具有高度內部方差的模型將被拒絕,因為內部過程將隱藏由於輸入變化而導致的輸出變化。

  • 敏感性分析 - 它提供有關係統中敏感引數的資訊,我們需要對其給予更多關注。

  • 表面有效性 - 當模型在相反的邏輯上執行時,即使其行為類似於實際系統,也應將其拒絕。

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