随着工业智能化的发展,化工过程系统仿真模型的应用领域越来越广泛。不仅用于场景再现及离线培训,更多的已涉及在线化应用,如:教育与训练、工程设计、辅助生产及辅助研究。与此同时,这些应用领域对仿真模型在各种工况下的可靠性提出了更高的要求。仿真系统的可靠性是否达到系统的要求,直接关系到仿真是否有利用价值。因此,对大型且复杂的仿真系统或仿真模型使用W&A.技术即进行校核、验证与确认(Verification、Validation、Accreditation)的过程,成为仿真工作必不可少的一项环节。国内外学者对仿真模型的验证提出了大量的方法。然而,现有的一些模型验证方法主要依赖与主观经验、专家系统或统计检验方法。但对于基于深层机理的仿真系统,在各种工况下,输入形式多样,输出结果更是多变,现有的方法很难全面有效的对模型进行穷举测试。为解决上述问题,本文主要针对基于机理建模的化工过程系统仿真模型,提出采用SDG模型作为验证模型,使用VV&A体系在M&S过程中验证且评估模型可信度。首先,分析仿真模型深层机理,了解模型各变量之间的因果关系,找出模型中需要验证及测试的关键变量作为SDG模型的节点,分析和确认变量之间的定性及定量关系,建立SDG验证模型。其次,提出一种新的VV&A验证体系,即多层级测试案例方法。多层级测试案例方法将模型的验证分为三个类型,三个层级,由定性到定量,不仅涵盖化工过程开停车操作及稳态验证,还包括异常工况及设备失效等验证。再次,分析SDG验证模型,利用多层级测试案例方法,为系统仿真模型建立测试用例,模型通过不同层级测试用例,具有不同程度可信度。最后,以丙烯酸甲酯-甲醇-水精馏塔仿真模型为例,根据SDG验证模型及多层级测试案例方法,对模型的VV&A验证体系进行软件开发,并在VS2010开发平台下用C++语言完成。该仿真软件不仅能全面有效的测试仿真模型的可靠性,还能够对模型的可信度进行评估。多层级测试案例方法结合定性及定量方法,针对化工过程系统仿真模型开停车过程、稳态及故障模型下进行全面性验证及评级。通过实验数据对比,证明了以SDG模型作为验证模型,以多层级测试案例方法评估模型的可靠性及有效性。