【CAPEPM专业解码】系统工程“V”模型（Validation & Verification）浅析

编首语：

众所周知，“V”模型是系统工程（System Engineering，SE）的精髓之所在。之所以称之为“V”模型，一是SE的整个分解与集成过程如“V”的形状，二是SE过程强调两个核心词语“Validation & Verification”。然而“Validation ”与“Verification”的内涵与区别一直是系统工程初学者所纠结的。近期，小编在中航工业301所举办的“SAE ARP 4754A《民用飞机与系统研制指南》培训会”上发现，很多学员的提问依然关注于两者的异同。因此，CAPEPM特邀系统工程专家撰文辨析两者的内涵，也希望通过近期的推送起到“抛砖引玉”的作用，能发起业内关于“SE”与“V模型”的大讨论。CAPEPM相信，只有更多人士参与交流与讨论，才能产生更加强烈的思想碰撞与共鸣，从而觅得真理，才能真正提升对SE的认识与应用。

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什么是“确认Validation”

SAE ARP4754A中的定义“Process for ensuring that specified requirements are sufficiently correct and complete to meet the needs.”(为保证对定义理解的正确性，本文不做翻译。)

INCOSE 《系统工程指南》:“This process performs a comparative assessment and confirms that the stakeholders’ requirements are correctly defined. Where variances are identified, these are recorded and guide corrective actions.”

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从中可知，确认是一个过程，核心词语是“正确性”和“完整性”。应对每一个需求的正确性和完整性做检查。确认的对象是设计、原型和最终系统及要素，以及描述系统与如何使用系统的文件和培训材料等。

1.“正确性”应关注需求是否清晰不模糊、可验证、与其他需求相协调以及必要性等。

2. “完整性”是指有一个正确需求的集合，用以在飞机或系统寿命周期内满足各利益相关方，包括：（aircraft/ system/ item ）研制方、适航当局、顾客、用户、维修方等。

3.“确认Validation”的方法有：需求追溯矩阵（可追溯性）、分析方法、试验测试、工程评审/技术审查、建模仿真、类比法等。需求确认常常基于：需求分析、需求充分性和完整性的探究；原型、仿真、模型、场景和初级样机的评估；并通过获取来自顾客、用户或其他利益相关方的反馈进行。方案阶段的确认方法包括开发运用所有系统模式的评估场景，以及证明整个运行环境的系统级性能。

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什么是“验证Verification”

SAE ARP4754A中的定义“Process to ascertain that the implementation meets the specified requirements.”

INCOSE 《系统工程指南》中的定义“The Verification Process confirms that the system‐of‐interest and all its elements perform their intended functions and meet the performance requirements allocated to them.”

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从中可知，验证同样是一个过程，核心词语是“正确地执行”。验证的首要目的是判定系统规范、设计、流程和产品等符合需求（requirements）。

“验证Verification”的方法是多种多样的，一般有：检查、评审/审查、分析方法、试验测试、服役经验等。

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双’V’的关系

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两者目的不同

确认Validation是“做对的事情” [You built the right thing]，确保需求和系统执行能为顾客提供解决问题的正确方案。验证Verification的内涵是“把事情做对” [You built the thing right]。

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两者范围不同

确认Validation范围即包括“intended functions”，还包括“unintended functions”。而验证Verification是针对 “intended functions”。

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两者依据不同

确认Validation最顶层依据是“users’ needs”,而验证Verification是既定的需求。

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两者作用不同

需求确认作为需求引出的一部分用于提供早期保证，确保这些需求是将研制过程指向达成满足利益相关方结果的“正确”需求。确认的结果是决策评审的一个重要元素。验证包括用于评估系统解决方案（人员、产品和流程）的演进过程和有效性以及衡量与需求的一致性而执行的任务、行动和活动。验证数据的持续反馈有助于减少风险并使问题尽早发现。

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两者主体不同

确认往往涉及顾客、用户、适航当局等外部参与；验证主体一般是内部的。

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综上所述，两者都是贯穿于整个SE反复迭代、持续开展的过程，目的性、侧重点与依据不同。但两者的对象均可包括设计、原型、系统及其要素等。两者使用的方法手段可能相同或交叉。且“V&V”活动 常常是并存的，并可使用相同环境的不同部分，不存在前后时间关系。如下图所示。

注：

下图中“带点的绿色细线”是指通过“需求”发生变更后，build也随之变更。