Предложена численная методика идентификации упругих свойств межкомпонентного адгезионного слоя композитных материалов на основе известных характеристик композита, полученных экспериментально. Задача поставлена как «задача обратной гомогенизации», при решении которой использовался метод асимптотического осреднения. Представлен широкий литературный обзор работ, посвященных решению и исследованию задачи обратной гомогенизации. В рамках метода асимптотического осреднения для решения «локальных задач» на ячейках периодичности использовался метод конечных элементов. Обратная задача сводится к задаче оптимизации, для решения которой применялся метод последовательного квадратичного программирования. Для регуляризации решения используется регуляризация Тихонова с классическим априорным подходом к выбору коэффициента регуляризации. Представлена методика гомогенизации с учетом адгезионного слоя композитного материала. Адгезионный слой введен как дополнительная изотропная фаза композита. Для анализа устойчивости решения задачи идентификации к погрешностям экспериментальных данных использовался метод Монте-Карло. В вычислительных экспериментах рассматривался дисперсно-армированный стеклянными микросферами композит. Приведено сравнение с экспериментальными данными и показана необходимость включения модели адгезионного слоя при решении задач расчета эффективных упругих характеристик дисперсно-армированных композиционных материалов при высоких концентрациях армирующей фазы. Апробирован подход к идентификации упругих свойств адгезионного слоя на основе экспериментальных данных с учетом шумов математической модели и погрешностей эксперимента.