UQpy, "Uncertainty Quantification with Python,"是一个通用的 Python 工具箱，用于对物理和数学系统模拟中的不确定性进行建模。该代码被组织为一组以不确定性量化（UQ）的核心功能为中心的模块，如下所示。这些模块各不相同，但设计为易于扩展（可以轻松添加新功能并将其集成到代码中）并易于相互调用。

UQpy 的核心是 RunModel 模块，它充当第三方软件的 UQpy API。RunModel 模块的开发非常灵活，因此可以简单高效地与任何商业软件和定制软件进行交互。RunModel 既可以用作转换实用程序（将 UQpy 中的信息转换为软件输入），也可以用作计算分析的驱动程序（它将执行代码，并在必要时重复执行，就像在蒙特卡洛分析中一样）。

UQpy 中的所有主要功能都根据上面说明的模块进行分类。这些模块包括：

• SampleMethods: SampleMethods 模块包含一组根据不同技术生成随机变量样本的类。SampleMethods 用于基于统计的方法（即蒙特卡罗类型）以及数值方法（例如随机搭配）。SampleMethods 中的当前类包括：

  • MCS - Monte Carlo Sampling

  • LHS - Latin Hypercube Sampling

  • STS - Stratified Sampling

  • MCMC - Markov Chain Monte Carlo

  • Correlate - Impose correlation on standard normal samples

  • Decorrelate - Remove correlation from correlated standard normal samples

  • Nataf - Transform standard normal samples to a non-Gaussian distribution

  • InvNataf - Transform non-Gaussian samples to a standard normal distribution

• Reliability: 可靠性模块包含一组用于执行可靠性分析/估计失效概率的类。可靠性中的当前类包括：

  • SubsetSimulation - Subset simulation using Metropolis-Hastings, Component-wise Modified Metropolis-Hastings, or Affine Invariant Ensemble Sampler.

  • TaylorSeries - Reliability analysis based on a Taylor Series expansion of the limit surface, specifically including First Order Reliabilty Method (FORM) and Second Order Reliability Method (SORM).

• Inference (Coming soon): 推理模块包含一组用于模型选择（贝叶斯和信息理论）和贝叶斯参数估计的类。

• Surrogate: Surrogate 模块包含一组用于开发代理模型的类。UQpy 目前提供两种代理建模选项：

  • SROM - Stochastic Reduced Order Models

  • Kriging - Gaussian Process Regression / Kriging

  • PCE - Polynomial Chaos Expansion

• Optimization (Coming soon): 优化模块包含一组用于优化的类。

• StochasticProcess: StochasticProcess 模块包含一组用于模拟（合成生成）随机过程和随机场的类。StochasticProcess 中的当前类包括：

  • SRM - Spectral Representation Method

  • BSRM - Bispectral Representation Method (Generalized third-order spectral representation method)

  • KLE - Karhunen-Loeve Expansion

  • Translate - Translation Process

  • Inverse Translate - Identify the underlying Gaussian random process from a known non-Gaussian random process

• Sensitivity (Coming soon): 灵敏度模块包含一组用于执行全局和局部灵敏度分析的类。

UQpy 还包含两个支持模块：

• Distributions: Distributions模块指定预定义的概率分布，并允许用户定义概率分布以供在 UQpy 中使用。

• Utilities: 实用程序模块包含一组广泛用于支持多种核心功能的函数和类。

更多有关UQpy工具箱内容可点查看UQpy’s documentation。