АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К ВАЛИДАЦИИ И ВЕРИФИКАЦИИ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.942

Кузьмин А.Д.

студент 2 курса магистратуры кафедры информационных систем и технологий Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (г. Москва, Россия)

АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К ВАЛИДАЦИИ И ВЕРИФИКАЦИИ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ

Аннотация: в данной статье описаны основные требования к процессам валидации и верификации цифровых двойников.

Ключевые слова: цифровые двойники, технически сложные изделия, требования к валидации, верификация цифровых двойников.

Валидация и верификация цифровых двойников - это два процесса, которые являются ключевыми для обеспечения качества и точности цифровых моделей. Вот подробное описание этих процессов:

Валидация цифрового двойника - это процесс подтверждения того, что модель точно отражает поведение и характеристики реального объекта или системы. Валидация обычно включает сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными или аналитическими решениями. Если результаты моделирования согласуются с данными, полученными из других источников, то модель считается валидированной.

Верификация цифрового двойника заключается в проверке того, что все предположения и ограничения, использованные при создании модели, были корректно реализованы. Это включает в себя проверку математических моделей, алгоритмов и программного обеспечения, использованных при создании

цифрового двойника. Если все предположения и ограничения были верно учтены, то цифровой двойник считается верифицированным. Этапы валидации и верификации:

- Определение целей и требований валидации и верификации.

- Анализ данных и выбор соответствующих метрик для оценки модели.

- Сбор и подготовка данных для валидации и верификации (экспериментальные данные, аналитические решения и т.д.).

Проведение валидации и верификации, сравнение результатов с ожидаемыми значениями и определение степени точности модели.

- Обработка и анализ результатов валидации и верификации, выявление возможных причин ошибок и проблем в модели.

- Корректировка модели на основе результатов валидации и верификации и повторное проведение процессов валидации и верификации до тех пор, пока модель не будет соответствовать требованиям.

Инструменты и технологии для валидации и верификации цифровых двойников:

- Математическое и компьютерное моделирование: используются для создания и проверки математических моделей.

- Системы управления данными: инструменты для сбора, хранения, обработки и анализа данных.

- Средства визуализации данных и результатов моделирования: для наглядного представления результатов.

- Алгоритмы машинного обучения и искусственного интеллекта: применяются для анализа данных и выявления закономерностей.

- Методы численного моделирования: используются для решения сложных математических задач.

Преимущества валидации и верификации цифровых двойников:

- Повышение точности и надежности модели.

- Сокращение затрат на разработку и эксплуатацию системы.

- Улучшение качества принятия решений на основе данных, полученных от

модели.

- Обеспечение соответствия модели требованиям и стандартам.

- Увеличение конкурентоспособности компании на рынке.

Проблемы и вызовы в валидации и верификации цифровых двойников: - Сложность и разнообразие моделей и систем требуют разработки универсальных подходов к валидации и верификации.

- Необходимость обработки больших объемов данных и обеспечение их конфиденциальности и безопасности.

- Частые изменения в требованиях и условиях работы системы могут привести к устареванию моделей и необходимости их постоянной адаптации.

- Неопределенность и стохастичность некоторых процессов могут затруднить валидацию и верификацию моделей.

Будущее валидации и верификации цифровых двойников: Валидация и верификация будут играть ключевую роль в развитии технологий цифровых двойников, так как они обеспечивают точность и надежность моделей. В будущем ожидается развитие новых методов и инструментов валидации и верификации, таких как использование искусственного интеллекта и машинного обучения для автоматизации процессов и анализа данных, а также интеграция с другими технологиями, такими как интернет вещей и облачные вычисления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Богомолов А.В., Лебедев А.А., Гущин В.А. Цифровые двойники в проектировании и производстве сложных изделий // Информационные технологии и вычислительные системы. 2018. Т. 2, № 2. С. 56-64;

2. Коротков М.Ю., Смирнов А.В., Аверина Е.С. Применение цифровых двойников в инжиниринге сложных систем // Информационные технологии и вычислительные системы. 2019. Т. 3, № 1. С. 45-51;

3. Попов А.И., Крылов А.А., Сахаров А.В. Цифровые двойники технически сложных изделий: особенности создания и применения // Проблемы инженерной кибернетики и робототехники. 2020. Вып. 104. С. 87-95

Kuzmin A.D.

Moscow State Technological University "STANKIN" (Moscow, Russia)

ANALYSIS OF REQUIREMENTS FOR VALIDATION AND VERIFICATION OF DIGITAL TWINS

Abstract: this article describes the basic requirements for the processes of validation and verification of digital twins.

Keywords: digital twins, technically complex products, validation requirements, verification of digital twins.