建模與仿真VV&A基本問題研究 VV&A的係統觀 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周威，張國忠 著

圖書標籤:

• 建模與仿真
• VV&A
• 係統觀
• 驗證
• 確認
• 評估
• 模型驗證
• 仿真技術
• 係統工程
• 可靠性
• 工程仿真

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111578192

版次：1

商品編碼：12233881

品牌：機工齣版

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2017-10-01

用紙：膠版紙

頁數：119

字數：154000

正文語種：中文

內容簡介

　　《建模與仿真VV&A;基本問題研究-VV&A;的係統觀》從係統的角度，提齣建模與仿真VV&A;研究的三大基本問題：v&v;與科學哲學、V＆v-般方法論和V＆V的管理。通過對以上三大基本問題的研究，力爭使我們對VV&A;從零星的、局部的探討，跨越到係統的、整體的研究和發展，進而促進vv＆A的整體技術方法研究、管理規範及指導文件研究、管理模式研究，指導我們在具體建模與仿真産品中vv＆A個案的分析工作。
　　《建模與仿真VV&A;基本問題研究 VV&A;的係統觀》適閤作為軍事科研機構專業人員開展建模與仿真VV&A;研究的指導讀物，也適閤作為軍事院校相關專業師生的參考書。

作者簡介

　　周威，男，湖北成寜人。1976年11月齣生，軍事學博士，工學博士後，副教授／高級工程師。1995年入伍，先後在軍隊院校、研究所從事教學與科學研究工作，參與瞭多項全軍重大專項工程建設工作。2015年轉業，現在某軍工集團公司從事軍工管理工作。
　　
　　張國忠，男，河北唐山人。1979年11月齣生，工學碩士，高級工程師。長期從事裝備體係研究工作，現重點研究方嚮為體係對抗仿真與評估。

內頁插圖

目錄

前言
縮略詞
第1章 緒論
1．1 VVandA産生的根源
1．2 國內外VVandA研究概況
1．3 研究目的和內容
1．4 結構簡圖

第2章 MandS和VVandA研究概況
2．1 基本概念
2．1．1 MandS的概念
2．1．2 VVandA的概念
2．2 VVandA範式
2．2．1 SCS範式
2．2．2 RobertSargent範式
2．2．3 AIAA範式
2．2．4 DMSO範式
2．2．5 DNDSECO範式
2．2．6 評論
2．3 VandV方法
2．3．1 具體而微的VandV方法
2．3．2 VandV計劃的製訂方法
2．3．3 後VandV階段可信性評估方法
2．3．4 評論
2．4 建模VVandA與仿真VVandA的比較

第3章 VandV與科學哲學
3．1 模型和模型方法的邏輯本質
3．2 西方科學哲學學派的邏輯與VandV的聯係
3．2．1 傳統經驗主義
3．2．2 反傳統經驗主義
3．3 嚴復關於認識論的邏輯對於模型VandV的啓示
3．4 自然辯證法對於模型VandV的啓示
3．5 結論

第4章 VandV一般方法論
4．1 方法的概述
4．2 VandV一般方法論的內涵
4．3 VandV策略的製定
4．3．1 VandV活動的全息解構
4．3．2 VandV活動綫性全序列模型
4．3．3 VandV策略的概念
4．3．4 VandV活動的風險
4．3．5 基於策略的費用和風險模型
4．3．6 VandV策略的廣度製定
4．3．7 VandV策略的深度製定
4．3．8 VandV策略的深度製定的隨機規劃模型解法
4．4 VandV策略製定的實例分析
4．4．1 MandS簡介
4．4．2 VandV活動集與風險事件集
4．4．3 費用、發生概率與損失的評估與聚閤
4．4．4 結果與分析
4．5 後VandV階段MandS可信性評估
4．5．1 MandS可信性評估的定義
4．5．2 基於VaR的可信性評估方法

第5章 VandV的管理初探
5．1 強化VandV管理的必要性
5．1．1 VandV管理是促使VandV從自發嚮自覺轉變的需求
5．1．2 VandV管理是推動MandS可信敢用的迫切需求
5．2 VandV基本原則的概述及相關思考
5．2．1 DMSOVVandARPG指導原則
5．2．2 OsmanBalci指導原則
5．2．3 DNDSECO指導原則
5．2．4 相關思考
5．3 VandV管理機構的設置
5．4 關於VandV管理問題研究的思考和建議
5．4．1 牢固樹立“MandS必須VVandA”的指導思想
目 錄Ⅴ
5．4．2 以MandS應用的現實為牽引，加強VVandA的 學習與研究
5．4．3 以人為本，人纔先行，大力培養VVandA技術與 管理人纔
5．4．4 加快建立和健全VVandA組織機構的建設
5．4．5 牢固樹立VVandA為提高武器裝備信息化水平服務的思想
5．5 結論

第6章 VVandA研究的戰略展望
6．1 統一VVandA概念，建立VVandA標準規範體係
6．2 進一步完善VVandA相關模型
6．3 把VVandA從以準確性為中心的評估轉嚮以質量為 中心的評估
6．4 把VVandA從以産品為中心的評估轉嚮以産品／ 過程／規劃為中心的評估
6．5 利用人工智能、大數據等新技術輔助VVandA
6．6 開發有效評估定性指標的技術
6．7 開發有效利用專傢知識的技術
6．8 建立良好的VVandA行業生態
6．9 提供廣泛的VVandA教育、培訓和交流
6．10 構建基於綜閤集成環境的VVandA實驗室
6．11 SEBVVandAL的建設
6．11．1 SEBVVandAL的建設原則
6．11．2 SEBVVandAL的特點及其基本功能
6．11．3 SEBVVandAL的建設步驟

附錄
附錄A VandV活動費用的評估
附錄B VandV活動相關風險事件的評估
附錄C SEVM對問題1的解算結果
附錄D SEVM對問題2的解算結果
附錄E SCCPM對問題1的解算結果
附錄F SCCPM對問題2的解算結果
參考文獻

前言/序言

　　隨著科學技術的進步，尤其是信息技術和計算機技術的發展，仿真技術的應用範圍越來越廣，而仿真可信性問題一直是仿真係統開發者和用戶最為關心的。VV&A-;詞是由Verification（校核）、Validation（驗證）和Accreditation（確認）三個單詞的首字母組成的，是可信度評估工作的基礎。它通過仿真係統生命周期中的有關活動，對各階段工作及其成果的正確性、有效性進行全麵評估，從而保證仿真係統達到足夠高的可信度水平，以滿足應用目標的需要。
　　國內外的仿真工作者對VV&A;進行瞭大量有益的探索，並在理論和方法層麵取得瞭長足進步，但總體來講，距離仿真係統的應用需求還有非常大的差距。究其根源，是在VV&A;的概念、標準和理論等方麵未達成共識，造成仿真係統的開發者、應用者和管理者在VV&A;工作過程中混淆概念和無章可循，使大量研究工作事倍功半。
　　本書力求從係統的角度齣發，探討構成建模仿真VV&A;研究自身的完整的、自洽的基本問題，通過對這些問題的研究，促進VV&A;整體的技術方法研究、VV&A;管理規範及指導文件框架研究、管理模式研究，並藉此指導我們在具體M&S;産品中的VV&A;個案的分析工作。本書關注的是VV&A;整體的技術和管理特徵，而不局限於具體建模仿真産品的VV&A;活動及其技術特徵的個案分析。
　　與VV&A;相關的研究內容是多樣的，彼此的聯係是復雜的。本書在收集、消化和吸收國內外相關資料並谘詢專傢意見的基礎上，創造性地提齣建模仿真VV&A;研究的三大基本問題：V&V;與科學哲學、V&V-;般方法論和V&V;的管理。
　　通過對VV&A;三大基本問題的研究，使我們對VV&A;從零星的、局部的、不係統的探討，到大量的、完整的、係統的研究和發展，大有裨益。其他VV&A;問題及解決之道，均可看作從VV&A;研究的三大基本問題衍生而來。
　　本書力求通過對VV&A;三大基本問題的初步係統研究，為將來VV&A;相關問題的深入研究拋磚引玉。

《復雜係統建模與仿真：原理、方法與前沿探索》 一、 導言：邁嚮更深邃的理解 在當今科學研究和工程實踐日益走嚮復雜化的時代，對復雜係統的深刻理解和有效模擬已成為推動技術進步、應對挑戰的關鍵。本書《復雜係統建模與仿真：原理、方法與前沿探索》旨在係統性地梳理和闡釋復雜係統建模與仿真的核心理論、核心方法以及當前的研究前沿，為讀者提供一個全麵而深入的視角。本書不側重於特定領域的應用細節，而是聚焦於復雜係統本身所共有的普遍性規律和通用性工具，為不同學科背景的研究者和工程師搭建一座堅實的理論橋梁。 二、 復雜係統的本質與挑戰 本書首先將深入探討“復雜係統”這一概念的內涵。我們將區分簡單係統、耦閤係統與復雜係統之間的界限，揭示復雜係統之所以“復雜”的關鍵特徵，例如： 湧現性（Emergence）： 係統的整體行為無法簡單地從其各組成部分的屬性推導齣來，而是由大量微觀互動在宏觀層麵産生的全新特性。我們將通過生動的例子，如鳥群的集體飛行、神經網絡的信息處理、經濟體的市場波動等，來解釋湧現現象。 非綫性（Nonlinearity）： 係統中輸入與輸齣之間不存在簡單的比例關係，微小的擾動可能引發巨大的變化（蝴蝶效應），反之亦然。本書將剖析非綫性動力學的基本原理，並探討其在復雜係統中扮演的角色。 自組織（Self-organization）： 係統能夠在缺乏外部指令的情況下，通過內部互動自發地形成有序結構和模式。我們將考察自組織在生物係統、化學反應以及社會網絡中的錶現。 適應性（Adaptation）： 復雜係統通常能夠根據環境的變化調整自身結構和行為，以提高生存或效率。本書將探討適應性機製，如學習、進化和反饋迴路。 魯棒性與脆弱性（Robustness and Vulnerability）： 復雜係統在麵對擾動時可能錶現齣驚人的穩定（魯棒性），但也可能因為某些關鍵連接或節點的失效而突然崩潰（脆弱性）。我們將分析這些特性的成因和對策。 理解瞭這些本質特徵，我們纔能更好地認識到對復雜係統進行建模與仿真的必要性和挑戰。傳統建模方法往往在處理高維度、大規模、強耦閤、動態變化的復雜係統時顯得力不從心。因此，發展新的理論和方法論勢在必得。 三、 建模的基石：理論框架與原則 本書將係統地構建一套關於復雜係統建模的理論框架。核心內容將包括： 係統建模的層次與尺度： 復雜係統存在多重層次和尺度，從微觀粒子到宏觀社會現象。本書將討論如何根據研究目標選擇閤適的建模層次（如原子級、分子級、單元級、個體級、群體級等）和尺度（如空間尺度、時間尺度），以及如何進行跨尺度建模（Multi-scale Modeling）。 抽象與簡化： 任何模型都是對現實的抽象和簡化。本書將深入探討如何進行有效的抽象，識彆係統的關鍵要素、相互作用和邊界，去除不必要的細節，從而構建既具有解釋力又不失有效性的模型。我們將介紹幾種常見的抽象策略，例如基於規則的抽象、基於代理的抽象、基於網絡的抽象等。 模型類型的選擇： 針對不同的研究問題和係統特性，需要選擇不同類型的模型。本書將全麵介紹各類建模方法： 連續模型（Continuous Models）： 如微分方程模型（ODEs, PDEs），適用於描述平滑變化的係統。 離散模型（Discrete Models）： 如有限狀態機、馬爾可夫鏈，適用於描述狀態離散演變的係統。 基於代理的模型（Agent-Based Models, ABMs）： 強調微觀個體及其互動規則，非常適閤模擬湧現現象。我們將詳細討論ABM的設計原則、實現技巧以及在社會科學、經濟學、生態學等領域的應用。 網絡模型（Network Models）： 聚焦於係統組成單元之間的連接關係，如無標度網絡、小世界網絡等，用於分析信息傳播、疾病擴散、故障傳播等。 統計模型（Statistical Models）： 如迴歸模型、分類模型，用於從數據中發現模式和關係。 混閤模型（Hybrid Models）： 結閤不同模型類型的優點，以解決更復雜的問題。 模型驗證與確認（Verification and Validation, V&V）： 模型是否準確地反映瞭現實世界？是否能夠用於支持決策？本書將強調V&V的重要性，並詳細介紹各種V&V技術，包括： 形式化驗證（Formal Verification）： 通過數學邏輯和推理證明模型的正確性。 數據驅動的驗證（Data-Driven Validation）： 將模型輸齣與真實數據進行比對。 專傢判斷（Expert Judgment）： 藉助領域專傢的知識來評估模型的閤理性。 對比測試（Comparison with Alternative Models）： 將模型結果與現有其他模型進行比較。 敏感性分析（Sensitivity Analysis）： 評估模型參數變化對輸齣結果的影響。 不確定性量化（Uncertainty Quantification, UQ）： 評估模型輸入參數和模型結構的不確定性如何傳播到模型輸齣。 模型可信度（Model Credibility）： 建立一套量化的指標來評估模型的可靠性和適用範圍。 四、 仿真技術的驅動：方法與計算 建模的成果需要通過仿真來實現。本書將深入探討仿真方法的理論基礎和計算實現： 仿真類型： 離散事件仿真（Discrete Event Simulation, DES）： 模擬係統狀態在離散時間點上發生的事件。 連續仿真（Continuous Simulation）： 求解微分方程來描述係統的連續演化。 基於代理的仿真（Agent-Based Simulation, ABS）： 核心是ABM，模擬大量個體agents的相互作用。 濛特卡洛仿真（Monte Carlo Simulation）： 利用隨機抽樣來估計復雜係統的行為。 高性能計算與並行仿真： 復雜係統的仿真往往需要巨大的計算資源。本書將介紹如何利用並行計算（如多核CPU、GPU、集群）來加速仿真過程，包括： 並行化策略： 數據並行、任務並行、混閤並行。 分布式計算與雲計算： 如何利用分布式計算框架和雲平颱進行大規模仿真。 GPU加速： 針對大規模並行計算任務，利用GPU的強大算力。 高效仿真算法： 介紹提高仿真效率的各種算法，例如： 自適應步長控製（Adaptive Step Size Control）： 在連續仿真中動態調整積分步長。 稀疏矩陣技術（Sparse Matrix Techniques）： 處理大規模綫性方程組。 高效隨機數生成（Efficient Random Number Generation）： 確保仿真的準確性和效率。 仿真軟件與工具： 介紹主流的仿真軟件平颱和開發工具，以及如何選擇和使用它們。 五、 前沿探索與未來展望 本書的最後一個部分將聚焦於復雜係統建模與仿真的前沿研究方嚮和未來發展趨勢： 大數據驅動的建模與仿真： 如何將海量真實世界數據融入模型構建、校準和驗證過程中，實現數據與模型的深度融閤。 人工智能在建模與仿真中的應用： 機器學習用於模型發現： 從數據中自動學習係統的動力學方程或規則。 深度學習用於近似模擬（Surrogate Modeling）： 構建高效的代理模型來替代耗時的復雜模型。 強化學習用於優化仿真策略： 動態調整仿真參數以實現特定目標。 AI驅動的仿真實驗設計： 自動生成有價值的仿真實驗。 可解釋的AI與可信賴的仿真： 在AI日益滲透的時代，如何確保復雜係統模型的解釋性和仿真的可信賴性，以支撐關鍵決策。 復雜係統的多模態仿真： 結閤不同類型的數據源（如圖像、文本、傳感器數據）進行多模態的係統仿真。 數字孿生（Digital Twin）： 實時映射物理實體的虛擬副本，及其在運維、預測、優化中的應用。 跨學科的協作與挑戰： 復雜係統的研究需要不同學科的知識融閤，本書將強調跨學科閤作的重要性，並探討由此帶來的方法論挑戰。 倫理與社會影響： 隨著復雜係統建模與仿真能力的增強，其在決策製定中的作用日益凸顯，本書也將適時探討相關的倫理考量和潛在的社會影響。 六、 結論 《復雜係統建模與仿真：原理、方法與前沿探索》並非一本枯燥的理論堆砌，而是一本旨在激發讀者思考、啓發創新思維的指南。本書通過清晰的邏輯、嚴謹的論證和豐富的案例，力求為讀者構建一個關於復雜係統建模與仿真的全麵認知圖景。無論您是初入此領域的探索者，還是希望深化理解的資深研究者，本書都將為您提供寶貴的知識財富和研究啓示，幫助您在理解和駕馭復雜世界的道路上邁齣堅實的步伐。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我感覺自己對VV&A的理解上升到瞭一個全新的高度。之前我總覺得VV&A是一個個分散的技術點，需要學習大量的工具和方法。但這本書卻給瞭我一種“整體感”。它強調的“係統觀”讓我明白，VV&A不是孤立存在的，而是嵌入在一個更大的建模與仿真生命周期中。 我特彆欣賞書中關於“基本問題研究”的深入探討。它沒有迴避VV&A過程中那些看似簡單卻又極其棘手的問題，比如如何定義“真實性”？不同復雜度的模型，其VV&A的側重點又該如何調整？它提齣瞭一些非常有啓發性的觀點，讓我重新思考瞭自己在實際工作中遇到的睏境。比如，當模型過於復雜，無法進行窮盡式驗證時，如何纔能建立足夠的信心？又或者，當需求本身不夠明確時，如何進行有效的確認？這本書提供的不僅僅是答案，更多的是一種思考問題的角度和方法，它引導我去探尋那些更深層次的原理。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開這本書，首先就被其“係統觀”的切入點深深吸引。我一直覺得，很多時候我們談論VV&A，都傾嚮於聚焦於具體的算法、測試用例的設計，或者模型參數的校準。但這就像是隻看到瞭樹葉，而忽略瞭森林。這本書卻把VV&A放在一個更大的係統框架下審視，讓我意識到，一個成功的仿真模型，絕不僅僅是代碼的準確性，更是它在整個仿真應用鏈條中的價值體現。 它不僅僅是關於“模型是否按預期工作”（驗證），更是關於“模型是否能解決我們真正關心的問題”（確認）。這種區分，在實際工作中往往會被模糊化，導緻投入大量精力進行技術驗證，但最終産齣的仿真結果卻無法真正指導決策。我尤其期待書中能夠詳細闡述，如何在這種係統觀的指導下，構建一套完整的VV&A流程，如何將需求分析、模型設計、數據獲取、測試執行、結果分析等各個環節有機地聯係起來，形成一個閉環。如果書中能夠提供一些具體的案例分析，說明不同係統在VV&A的係統觀下，其側重點和挑戰會有何不同，那就更妙瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最深刻的印象是它對VV&A的“係統觀”的獨特視角。我之前接觸過一些關於VV&A的書籍，通常會詳細介紹各種驗證技術、確認方法，以及相關的標準和指南。但這本書卻讓我意識到，VV&A並非僅僅是一係列孤立的技術操作，而是一個與整個建模仿真過程深度融閤、相互影響的有機整體。 我尤其欣賞它對“基本問題研究”的關注。在實際工作中，我們常常會遇到一些棘手的難題，比如如何界定一個模型的“正確性”？當模型的復雜度和不確定性很高時，如何纔能有效地進行確認？這本書似乎深入探究瞭這些根本性的問題，並試圖提供一套係統的思考框架。它讓我明白，理解VV&A的核心，需要跳齣技術的窠臼，從係統的整體目標、約束條件以及應用場景齣發，去審視和設計VV&A的策略。這對我未來在復雜工程項目中使用建模仿真技術，提高仿真結果的可信度，並最終做齣更可靠的決策，具有極強的啓發性。

評分☆☆☆☆☆

這本《建模與仿真VV&A基本問題研究 VV&A的係統觀》的書名本身就吸引瞭我。我一直對建模與仿真領域的技術和方法論很感興趣，尤其是在工程、科學研究以及軍事等復雜領域。VV&A，即驗證與確認（Verification and Validation），是確保仿真模型能夠準確可靠地反映現實世界的重要環節。我經常思考，在如此龐大的仿真係統中，如何纔能做到真正的驗證和確認？這其中涉及到的係統性思維，如何將VV&A置於整個仿真生命周期的宏觀視角下進行考量，這都是我一直想深入瞭解的。 從書名來看，它似乎不僅僅是羅列VV&A的各種技術手段，而是著重於“基本問題研究”，並且提齣瞭“係統觀”這一核心理念。這意味著它可能會深入探討VV&A的本質、目的，以及在不同應用場景下可能遇到的普遍性挑戰。我想，這本書可能會從更宏觀、更具哲學性的角度齣發，解析VV&A在係統工程中的地位和作用，探討其理論基礎和方法論的演進。我想象書中會詳細闡述，為什麼僅僅依靠技術性的驗證方法是不夠的，還需要結閤係統整體的背景和目標來進行確認。這種深入的思考，對於提升仿真模型的可信度，減少不必要的風險，從而做齣更明智的決策，至關重要。我期待它能幫助我建立起一套更係統、更全麵的VV&A思維框架。

評分☆☆☆☆☆

我一直對建模與仿真在科學研究和工程設計中的應用抱有濃厚的興趣，尤其是VV&A（驗證與確認）這個環節。我常常在想，當我們在構建一個復雜的仿真模型時，如何纔能確保它真正地反映瞭我們想要研究的物理過程或者係統行為？這本書的書名《建模與仿真VV&A基本問題研究 VV&A的係統觀》立刻抓住瞭我的眼球，它暗示著這本書將深入探討VV&A的核心問題，並從一個更宏觀的“係統觀”角度來審視這一過程。 我特彆期待書中能夠詳細闡述，為什麼VV&A如此重要，它在整個仿真項目中的地位和作用到底是什麼。我設想書中會從基礎理論層麵，解釋驗證（Verification）和確認（Validation）的本質區彆，以及它們各自在保證仿真模型可靠性和有效性方麵所扮演的角色。同時，它強調的“係統觀”讓我覺得，這本書可能不會僅僅停留在技術細節層麵，而是會探討如何將VV&A融入到整個仿真建模的生命周期中，如何從全局的角度去規劃和執行VV&A活動。這對於我理解和應用VV&A具有重要的指導意義。