计算机仿真模型的验证和确认

计算机仿真模型的验证和确认是在仿真模型的开发过程中进行的，最终目的是产生一个准确和可信的模型。仿真模型正被越来越多地用于解决问题和帮助决策。这些模型的开发者和使用者，使用从这些模型结果中获得的信息的决策者，以及受到基于这些模型的决策影响的个人，都有理由关注一个模型及其结果是否正确。这种关注是通过对仿真模型的验证和确认来解决的。仿真模型是对现实世界系统的近似模仿，它们从来没有完全模仿过现实世界的系统。因此，一个模型应该在模型的预期目的或应用所需的程度上进行验证和确认。仿真模型的验证和确认是在功能规格被记录下来和初始模型开发完成后开始的。验证和确认是一个反复的过程，在模型开发的整个过程中进行。

在计算机仿真的背景下，模型的验证是确认其在概念模型方面正确实施的过程（它与被认为可接受的特定应用目的的规格和假设相匹配）。在验证过程中，模型被测试以发现和修复模型实施中的错误。各种过程和技术被用来确保模型与模型概念方面的规格和假设相匹配。模型验证的目的是确保模型的实施是正确的。有许多技术可以用来验证模型，包括但不限于让专家检查模型，制作逻辑流程图，包括每个逻辑上可能的动作，检查模型输出在各种输入参数设置下的合理性，以及使用交互式调试器。许多用于软件验证的软件工程技术也适用于仿真模型验证。

验证检查模型对真实系统的表述是否准确。模型验证的定义是指证实计算机模型在其适用范围内拥有与模型的预期应用相一致的令人满意的精度范围。一个模型应该为一个特定的目的或一组目标而建立，并为该目的确定其有效性。有许多方法可以用来验证一个计算机模型。这些方法包括从主观审查到客观统计测试。一种常用的方法是让模型建立者通过一系列的测试来确定模型的有效性。Naylor和Finger[1967]制定了一个模型验证的三步方法，并被广泛采用。第一步。建立一个具有较高表面效度的模型。第2步。验证模型的假设。第3步。将模型的输入-输出转换与真实系统的相应输入-输出转换进行比较。

一个具有面子有效性的模型对于了解真实世界系统的人来说，似乎是对真实世界系统的合理模仿。通过让用户和熟悉系统的人检查模型输出的合理性，并在此过程中发现不足之处，来检验面子有效性。让用户参与验证的另一个好处是，模型对用户的可信度和用户对模型的信心会增加。对模型输入的敏感度也可以用来判断表面有效性。例如，如果一个快餐店直通车的模拟在顾客到达率为每小时20人和40人的情况下运行两次，那么模型的输出结果，如平均等待时间或等待的最大顾客人数，预计将随着到达率的增加而增加。

对系统如何运行以及系统的物理排列方式所做的假设是结构性假设。例如，在快餐店的车道上有多少台服务器，如果有多于一台的服务器，它们是如何利用的？服务器是否平行工作，顾客通过访问一个服务器完成交易，或者一个服务器接受订单并处理付款，而另一个服务器准备并提供订单。模型中的许多结构性问题来自于不良或不正确的假设。如果可能的话，应该密切观察实际系统的工作情况。

关于模型的假设一般分为两类：关于系统如何工作的结构假设和数据假设。此外，我们还可以考虑简化假设，即那些我们用来简化现实的假设。