計算機仿真模型的驗證和確認

計算機仿真模型的驗證和確認是在仿真模型的開發過程中進行的，最終目的是產生一個準確和可信的模型。仿真模型正被越來越多地用于解決問題和幫助決策。這些模型的開發者和使用者，使用從這些模型結果中獲得的信息的決策者，以及受到基于這些模型的決策影響的個人，都有理由關注一個模型及其結果是否正確。這種關注是通過對仿真模型的驗證和確認來解決的。仿真模型是對現實世界系統的近似模仿，它們從來沒有完全模仿過現實世界的系統。因此，一個模型應該在模型的預期目的或應用所需的程度上進行驗證和確認。仿真模型的驗證和確認是在功能規格被記錄下來和初始模型開發完成后開始的。驗證和確認是一個反復的過程，在模型開發的整個過程中進行。

在計算機仿真的背景下，模型的驗證是確認其在概念模型方面正確實施的過程（它與被認為可接受的特定應用目的的規格和假設相匹配）。在驗證過程中，模型被測試以發現和修復模型實施中的錯誤。各種過程和技術被用來確保模型與模型概念方面的規格和假設相匹配。模型驗證的目的是確保模型的實施是正確的。有許多技術可以用來驗證模型，包括但不限于讓專家檢查模型，制作邏輯流程圖，包括每個邏輯上可能的動作，檢查模型輸出在各種輸入參數設置下的合理性，以及使用交互式調試器。許多用于軟件驗證的軟件工程技術也適用于仿真模型驗證。

驗證檢查模型對真實系統的表述是否準確。模型驗證的定義是指證實計算機模型在其適用范圍內擁有與模型的預期應用相一致的令人滿意的精度范圍。一個模型應該為一個特定的目的或一組目標而建立，并為該目的確定其有效性。有許多方法可以用來驗證一個計算機模型。這些方法包括從主觀審查到客觀統計測試。一種常用的方法是讓模型建立者通過一系列的測試來確定模型的有效性。Naylor和Finger[1967]制定了一個模型驗證的三步方法，并被廣泛采用。第一步。建立一個具有較高表面效度的模型。第2步。驗證模型的假設。第3步。將模型的輸入-輸出轉換與真實系統的相應輸入-輸出轉換進行比較。

一個具有面子有效性的模型對于了解真實世界系統的人來說，似乎是對真實世界系統的合理模仿。通過讓用戶和熟悉系統的人檢查模型輸出的合理性，并在此過程中發現不足之處，來檢驗面子有效性。讓用戶參與驗證的另一個好處是，模型對用戶的可信度和用戶對模型的信心會增加。對模型輸入的敏感度也可以用來判斷表面有效性。例如，如果一個快餐店直通車的模擬在顧客到達率為每小時20人和40人的情況下運行兩次，那么模型的輸出結果，如平均等待時間或等待的最大顧客人數，預計將隨著到達率的增加而增加。

對系統如何運行以及系統的物理排列方式所做的假設是結構性假設。例如，在快餐店的車道上有多少臺服務器，如果有多于一臺的服務器，它們是如何利用的？服務器是否平行工作，顧客通過訪問一個服務器完成交易，或者一個服務器接受訂單并處理付款，而另一個服務器準備并提供訂單。模型中的許多結構性問題來自于不良或不正確的假設。如果可能的話，應該密切觀察實際系統的工作情況。

關于模型的假設一般分為兩類：關于系統如何工作的結構假設和數據假設。此外，我們還可以考慮簡化假設，即那些我們用來簡化現實的假設。