Особливості програмних рішень в області верифікації і валідації чисельних моделей
DOI:
https://doi.org/10.35681/1560-9189.2025.27.3.354592Ключові слова:
програмне забезпечення, верифікація, валідація, моделювання, моделювання процесів, інформаційні технології, контроль якос-ті, аналізАнотація
Систематизовано сучасні підходи та програмні можливості для верифікації і валідації (V&V) чисельних моделей у контексті актуальних галузевих стандартів і настанов. Розглянуто стандартизацію життєвого циклу моделі та вимоги до доказовості V&V (зокрема практики NASA, DoD і серію ASME V&V/VVUQ), а також узагальнено ключові функції, що реалізуються в сучасних програмних рішеннях: бібліотеки тестових задач і метод виготовлених рішень (MMS), репозиторії валідаційних даних і зіставлення з експериментом, автоматизація регресійних перевірок і «безперервна» валідація, статистичні методи та кількісна оцінка невизначеності (UQ), ризик-орієнтоване планування глибини V&V і підтримка сценаріїв цифрових двійників. Запропоновано практичний набір критеріїв вибору інструментів і вимоги до модульної V&V-підсистеми, інтегрованої з чисельними розв’язувачами та процесами CI/CD, що забезпечує відтворюваність, трасованість артефак-тів і формалізовані критерії прийнятності результатів.
Посилання
Verify Simulations with the Method of Manufactured Solutions // COMSOL Blog. URL: https://www.comsol.com/blogs/verify-simulations-with-the-method-of-manufactured-solutions (Last accessed: 18.08.2025).
Verification, Validation and Uncertainty Quantification (VVUQ) // ASME. URL: https://www.asme.org/codes-standards/publications-information/verification-validation-uncertainty (Last accessed: 18.08.2025).
Standard for Models and Simulations (NASA-STD-7009) // NASA Technical Standards Program. URL: https://standards.nasa.gov/standard/NASA/NASA-STD-7009 (Last accessed: 18.08.2025).
United States Department of Defense. DoD Manual 5000.102, “Modeling and Simulation Verification, Validation, and Accreditation for Operational Test and Evaluation and Live Fire Test and Evaluation”. 9 December 2024. URL: https://www.esd.whs.mil/Portals/54/Documents/DD/issuances/dodm/5000102m.PDF?ver=9JF3bqGJFcGiF3J3KgSTNg%3D%3D (Last accessed: 18.08.2025).
Center for Devices and Radiological Health (FDA). Method of Manufactured Solutions (MMS) Code Verification source term generation tool. URL: https://cdrh-rst.fda.gov/method-manufactured-solutions-mms-code-verification-source-term-generation-tool (Last accessed: 18.08.2025).
Ansys, Inc. Quality Assurance: Reliability & Accuracy. URL: https://www.ansys.com/company-information/quality-assurance (Last accessed: 18.08.2025).
OpenCFD Ltd. OpenFOAM: User Guide: Verification and Validation. URL: https://www.openfoam.com/documentation/guides/latest/doc/guide-verification-validation.html (Last accessed: 18.08.2025).
American Bureau of Shipping. Guidance Notes on Verification and Validation of Models, Simulations, and Digital Twins. November 2024. URL: https://ww2.eagle.org/content/dam/eagle/rules-and-guides/current/design_and_analysis/348-guidance-notes-on-verification-and-validation-of-models,-simulations,-and-digital-twins-2024/348-vandv-gn-nov24.pdf (Last accessed: 18.08.2025).
Anderson A.E., Ellis B.J., Weiss J.A. Verification, validation and sensitivity studies in computational biomechanics. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. 2007. 10(3). pp. 171–184. https://doi.org/10.1080/10255840601160484
Kwasniewski L. On practical problems with verification and validation of computational models. Archives of Civil Engineering. 2009. 55(3). pp. 323–346.
