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仿真VV&A分析和管理方法研究

郑利平  
【摘要】: 建模和仿真(MS,Modeling and Simulation)技术与高性能计算一起,正成为继理论研究和实验研究之后第三种认识、改造客观世界的重要手段。仿真要取得成功,首先要考查它是否具有较高的可信度,缺乏足够可信性的仿真是没有意义的。VVA(Verification,Validation and Accreditation)的目的是保证仿真质量和可信性,它已成为当前仿真研究的热点和难点问题。 本文围绕VVA展开工作,从VVA管理方法和分析方法两个角度进行研究,涉及VVA规划、MS设计VV、实施VV和MS评估等过程。论文主要工作如下: 1.论文总览了目前VVA研究动态,并重点对VVA规程的研究进展作了综述,介绍、对比并分析了目前国际上几种主流VVA标准和规范,总结了VVA规程研究的特点和发展趋势。 2.在VVA管理方法方面,论文首先提出一种VV活动管理方法VVAAMM,该方法综合考虑MS产品测试和过程跟踪监控等相关VV活动,可进行VV活动的选择、冗余、裁剪、集成和可视化,还可生成VVA指导流程,从而实现不同强度和等级的VV活动管理。在此基础上,提出一种基于风险分析的VVA分级管理方法SimFMECA,该方法将传统的FMECA进行改进后引入到MS领域以对MS进行风险分析,根据风险分析结果来确定所需的VVA等级,然后通过VVAAMM来选择必要的VV活动,以实现VVA的分级管理。 3.在VVA分析方法上,论文主要从三个方面进行研究。首先将可靠性技术和VVA技术进行融合,研究了基于可靠性的VVA方法,并重点给出了基于故障分析的VVA方法和基于软件可靠性的VVA方法,这些方法旨在提高MS的可信性和质量水平。然后,针对人在回路仿真提出了一种综合模糊VVA评估方法,该方法采用模糊相似理论对实物模型进行相似度计算,采用模糊综合评判方法对物理效应设备可信性进行评价,从而达到综合评估人在回路仿真运行有效性的目的。最后,提出面向质量的VVA方法,在总结现有工作的基础上,首先对MS质量进行定义,并以MS可靠性为例进行详细说明,然后提出一种基于多级模糊综合评判的MS质量评估方法,以对MS的各种质量特性进行全面评价。 4.将所提方法应用于基于MOVE的虚拟航海仿真系统,从系统VVA规划、系统设计和实施VV和系统确认、评估等四个方面进行描述。


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