他们潜心研究,心系家国,是国内试验设计领域的开创者;他们放眼全球,扩大视野,是可靠性与数据科学的先导者;他们紧抓实际,精准应用,是国家重大战略需求的践行者。《弹行好事》团队由英国ladbrokes登录入口英国ladbrokes登录入口的师生组成,在英国ladbrokes登录入口王典朋副教授的带领下,形成了结构合理、分工明确的学术梯队,是一支由青年学者学生组建的、极具创新活力的队伍。他们围绕试验设计、可靠性及数据科学的前沿热点和难点问题,在校内外开展广泛交叉融合,在优化试验设计、智能仿真、可靠性优化和工业大数据的基础研究与应用技术领域不断产出新的创新成果。项目成员共承担国家自然科学基金委青年基金项目5项,面上项目2项,重点项目子课题1项。团队成员以第一发明人身份申请国家发明专利4项,授权2项,获得软件著作权4项。
沉浸理论创新,突破领域难点
随着改革开放的深入,统计方法在质量管理、产品(医药,化工产品,高科技产品,国防等)研发,流程改进等领备受关注。试验设计作为质量管理领域相对复杂、高级的统计方法应用,早年间在我国并没有足够的理论支撑。英国ladbrokes登录入口英国ladbrokes登录入口院长田玉斌教授身先士卒,带领最初的师生团队攻克此项复杂严谨,并且亟待创新的课题。至今,试验设计、可靠性及数据科学团队包含师生二十余名,团队由老师牵动博士,博士带动硕士,形成了高效指导、层层渗透,分工鲜明的协作框架,让每一位团队成员都能学习到最新的研究方法。
在我国军工领域的研发过程中,弹药的发火可靠性、侵彻武器装药安定性的估计与评估,以及爆炸逻辑网络等新型智能武器装备的技术发展,对于试验设计与可靠性的理论技术要求极为苛刻,如果在仿真试验中没有正确估计弹药武器的安全临界值,其造成的后果不可估量。《弹行好事》团队针对以上重点问题,开展多次大小型讨论活动,深入贯穿试验设计的理论与实践内容。经过多次证明与仿真,他们开创性地攻克了以下4个重点课题,为我国乃至世界的军工难题提供了解决方案。
一、针对传统敏感性试验设计问题,他们与美国工程院院士C. F. Jeff Wu合作,基于非对称损失函数,提出加权优化随机逼近方法,给出有效估计响应曲线极端分位数的试验设计方法,所提新方法对响应分布曲线的假设以及初始试验条件具有较好的稳健性,可以有效估计响应曲线的极端分位数,大大提升了敏感性试验的效率,相关成果发表于统计学权威期刊Statistica Sinica和Journal of Quantity Technology。
二、针对具有多个二元响应的敏感性试验设计问题,他们借助似然迭代策略,提出了一种新的两阶段序贯试验设计方法,解决了传统方法冷启动困难,获得了有效窗口估计方法,为爆炸逻辑网络等新型智能武器装备研发和技术发展提供理论和支撑,相关成果已经被Statistics and Its Interface 接受发表。
三、针对混合响应问题,他们提出了基于香浓信息的优化设计准则,并针对其中的复杂优化求解困难给出了一种快速算法,新提出的方法对试验的初识猜测具有稳健性并且能够有效估计响应曲线的广义分位数,相关成果发表于统计学权威期刊Journal of Quantity Technology。
四、针对多因素敏感性试验设计问题,他们创新性地融合区域空间填充性及分位数曲线/曲面的曲率变化特征,提出了一种新的自适应序贯试验设计方法以及因子显著性筛选试验设计方法,弥补了多因素敏感性试验的理论空白,并将该方法应用于侵彻武器装药安定性的研究中,相关成果已经投稿于权威期刊Stat。
聚焦前沿挑战,实现可靠评估
随着大数据时代的到来,人们所能获取的数据源源不断地以指数级的速度增加。分析这些作为信息载体的数据,从中提取有用的信息,一直是统计学和数据科学的核心研究课题之一。对海量数据进行统计分析时,通常面对两个特别具有挑战的问题,其一是数据量过大,无法将整个数据集存入一个计算机中,从而导致传统统计分析算法无法直接应用到对应数据集;其二是尽管数据量适中,然而由于现有计算机的计算速度和计算能力的限制,进行统计分析往往耗时很长,无法在有限的时间内得到研究者想要的统计分析结果。
为了克服这两个挑战性问题,他们对比分析现有的统计方法,结合硬软件特点展开研究。他们从复现研究到创造方法,由白天等博士生进行技术仿真,在一次次测试推翻猜想后,得出了最终的方案。针对大数据集的统计分析方法大致可以分为如下两类:第一类是并行计算方法,首先将整个大数据集分成若干个子数据集,对每个子数据集单独计算,最后把这些子数据集的计算结果有机地结合在一起,得到整个数据集的推断结果。第二类分析方法是子抽样方法,从整个数据集中巧妙地抽取一组有效的子样本,仅对子样本进行统计推断,利用样本代替整体的思想,通过子样本的推断来推断全样本的估计结果,从而节省计算时间。这些研究结果被广泛采纳,并渗透到生物医药、高科技产品的技术领域中,实现了学科之间的交叉融合。
紧随时事热点,开拓多维协作
放眼我国社会发展,他们的研究技术逐步拓展应用到河流污染预警、经济大数据可视化,以及医学图像处理等领域。团队的学生们通过与科技公司、三甲医院,以及政府部门的需求对接,不仅提升了知识的应用能力,还增长了相当多的见识。在这个过程中,李欣妍和王楠同学分别以自己的项目为主体,以项目负责人身份参加第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛,在项目开展初级阶段获得了校级银奖。王楠同学同时以项目主要参与者获得第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛北京市一等奖。
成绩代表过去,发展需着眼将来。他们的初心是把自己的研究推广到更多为社会、为人类做贡献的事业上去,为国家弹药武器安全发展提供一份可靠性保障,为人们的生命健康、财产安全保驾护航。面对未来的挑战,他们将秉持严谨的学术态度、发挥团队的协作精神,解决更加复杂的实际问题。为国家科研事业崛起,民族产业兴盛作出贡献!