16、网络物理系统（CPS）不确定性测试方法探究

网络物理系统（CPS）不确定性测试方法探究

一、CPS 测试背景与挑战

随着网络物理系统（CPS）的发展，其交互复杂性不断增加，尤其是在物理世界中。制造商难以预测 CPS 所面临的所有情况，因此在设计和开发 CPS 时需要做出假设。然而，不完全的知识会导致这些假设存在不确定性。当 CPS 在运行过程中某个假设失效时，可能会严重影响其可靠性，甚至对周围的人类造成伤害。所以，寻找不确定性并在其存在的情况下对 CPS 进行测试，对于提高其可靠性是必不可少的。传统的测试方法由于难以把握环境的复杂性和制造商假设的不确定性，已经无法满足需求，需要进行改进。

二、相关概念介绍

1. 不确定性的定义与来源
   • 不确定性在不同科学和语境中有多种含义。在系统工程领域，它可以指软件系统潜在或未知的属性和行为，也可以从对特定目标的假设角度来理解。
   • 不确定性的来源包括不完整、不准确、不可靠、不确定或可能错误的信息源，如缺失或模糊的需求、错误的假设、执行环境中不可预测的实体或现象，以及由不精确、不准确和不可靠的传感器导致的不完整或不一致的信息。这些不确定性可能在需求、设计和运行阶段引入。
2. 不确定性的分类
   • 按性质分类 ：分为认知不确定性和变异性不确定性。认知不确定性源于知识的缺失，通过进一步研究可以增加知识，从而减少这种不确定性；变异性不确定性源于人类和自然系统的可变性，也称为随机、随机或本体不确定性，这种不确定性无法通过进一步研究减少。