面向新型人工智能系统的建模与仿真技术初步研究

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.201802001

系统仿真学报 ›› 2018, Vol. 30 ›› Issue (2): 349-362.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201802001

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面向新型人工智能系统的建模与仿真技术初步研究

李伯虎^1,2, 柴旭东³, 张霖², 李潭³, 卿杜政⁴, 林廷宇^1,5, 刘阳³

1.北京电子工程总体研究所复杂产品智能制造技术国家重点实验室,北京100854;
2.北京航空航天大学复杂产品先进制造系统教育部工程研究中心,北京 100191;
3.航天云网科技发展有限责任公司,北京 100039;
4.北京仿真中心航天系统仿真重点实验室,北京 100854;
5.北京仿真中心北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心,北京 100854

出版日期:2018-02-08 发布日期:2019-01-02
作者简介:李伯虎, 中国工程院院士,北京航空航天大学自动化与电气工程学院博士生导师和荣誉院长。中国航天科工集团有限公司科技委顾问;北京航空航天大学学术委员会委员;中国仿真学会理事长;亚洲仿真学会联盟执行委员;国际杂志“IJMSSC”联合主编。长期从事系统仿真及制造业信息化方面的研究与应用,曾任北京计算机应用和仿真技术研究所所长;北京仿真中心主任;北京航空航天大学自动化学院院长;亚洲仿真学会联盟首任理事长;国家863计划自动化领域专家委员及现代集成制造系统(CIMS)主题专家组长等。发表论文300余篇,著作14部、译著4部;获国家科技进步一等奖1项、二等奖3项;部级科技进步奖16项;2012年获国际建模与仿真学会(SCS)授予的“终身成就奖”并入选名人堂。

Preliminary Study of Modeling and Simulation Technology Oriented to Neo-type Artificial Intelligent Systems

LiBo Hu^1,2, ChaiXudong³, ZhangLin², LiTan³, QingDuzheng⁴, LinTingyu^1,5, LiuYang³

1.State Key Laboratory of Intelligent Manufacturing System Technology, Beijing Institute of Electronic System Engineering, Beijing 100854, China;
2.Beihang University, Engineering Research Center of Complex Product Advanced Manufacturing Systems, Ministry of Education, Beijing 100191, China;
3.CASICloud Co.Ltd.Beijing 100039, China;
4.Science and Technology on Space System Simulation Laboratory, Beijing Simulation Center, Beijing 100854, China;
5.Beijing Complex Product Advanced Manufacturing Engineering Research Center, Beijing Simulation Center, Beijing 100854, China

Online:2018-02-08 Published:2019-01-02

摘要/Abstract

摘要： 简要解读了正在飞速发展中的“新互联网+大数据+人工智能+”时代,阐释了新型人工智能系统的内涵和体系架构。提出面向新型人工智能系统的建模与仿真技术的含义,探讨了新型人工智能系统仿真对建模与仿真技术的新挑战。提出面向新型人工智能系统的建模与仿真技术的研究内容与给出作者团队的初步研究成果,包括面向新型人工智能系统的建模理论与方法;智能仿真计算机、智慧云仿真及智能仿真硬/软件等智能仿真支撑系统技术,及智能仿真系统应用工程技术,简要介绍了基于智能仿真的几类人工智能应用系统范例(如智能制造、智能医疗、智慧城市、智能农业等)。提出发展面向新型人工智能系统的建模与仿真技术的建议。

关键词: 建模仿真, 人工智能系统, 智慧云仿真, 智能仿真计算机

Abstract: A brief interpretation of the rapidly developing “New Internet+ Big Data+ Artificial Intelligence+” era is given in the paperand the essence and the architectureof neo-type artificial intelligence systems are explained. The meaning of neo-type artificial intelligence system oriented modelling and simulation technology is proposed and the new challenges they are facing are discussed. The research contents and preliminaryresults on neo-type artificial intelligence system oriented modelling and simulation technology are given, which includeneo-type artificial intelligence system oriented modelling/secondary modelling, intelligent simulation computer, smart cloud simulation and intelligent simulation hardware/software supporting system technology, and intelligent simulation system application engineering technology. Several artificial intelligence application examples, such as intelligent manufacturing, intelligent medical treatment, smart city and intelligent agriculture etc., are introduced. Suggestions on the development of neo-type artificial intelligence system oriented modelling and simulation technology are proposed.

Key words: modelling and simulation, artificial intelligence, smart cloud simulation, intelligent simulation computer

中图分类号:

TP391.9

李伯虎, 柴旭东, 张霖, 李潭, 卿杜政, 林廷宇, 刘阳. 面向新型人工智能系统的建模与仿真技术初步研究[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(2): 349-362.

LiBo Hu, ChaiXudong, ZhangLin, LiTan, QingDuzheng, LinTingyu, LiuYang. Preliminary Study of Modeling and Simulation Technology Oriented to Neo-type Artificial Intelligent Systems[J]. Journal of System Simulation, 2018, 30(2): 349-362.

参考文献 36

[1]	潘云鹤. "中国新一代人工智能"[C]//天津: 首届世界智能大会, 2017.
[2]	范帅, 李伯虎, 柴旭东, 等. 复杂系统中定性定量集成建模技术研究[J]. 系统仿真学报, 2011, 23(10): 2227-2233.FAN Shuai, LI Bo-hu, CHAI Xu-dong, et al.Studies on Complex System Qualitative and QuantitativeSynthetically Modeling Technologies[J]. Journal of System Simulation, 2011, 23(10): 2227-2233.
[3]	李潭, 李伯虎, 柴旭东, 等. 面向复杂定性系统的知识建模及联合仿真方法研究[J]. 系统仿真学报, 2011, 23(6): 1256-1260.LI Tan, LI Bo-hu, CHAI Xu-dong, et al. Research on Knowledge Modeling and Joint Simulation Methodof Complex Qualitative System[J]. Journal of System Simulation, 2011, 23(6): 1256-1260.
[4]	范帅, 李伯虎, 柴旭东, 等. 定性定量集成模型的求解技术研究[J]. 系统仿真学报, 2011, 23(9): 1980-1984.FAN Shuai, LI Bo-hu, CHAI Xu-dong, et al.Studies on Qualitative and Quantitative Integration Model Computing Technology[J]. Journal of System Simulation, 2011, 23(9): 1980-1984.
[5]	李潭, 李伯虎, 柴旭东, 等. 复杂产品多学科虚拟样机元建模框架[J]. 计算机集成制造系统, 2011, 17(6):1178-1186.
[6]	李潭. 复杂系统建模仿真语言关键技术研究[D]. 北京: 北京航空航天大学, 2011: 143-148.
[7]	杨晨. 复杂变结构系统的仿真建模规范及多核并行仿真关键技术研究[D]. 北京: 北京航空航天大学, 2014: 37-40.
[8]	F Tao, L Zhang, Y Laili.Configurable Intelligent Optimization Algorithm: Design and Practice in Manufacturing[M]. Configurable Intelligent Optimization Algorithm. Springer International Publishing, 2015: 587.
[9]	K Qiao, F Tao, L Zhang, et al.Partner selection in virtual manufacturing based on a genetic algorithm maintained by binary heap and transitive reduction[C]//2010 IEEE International Conference on Intelligent Computing and Integrated Systems (ICISS 2010), 2010.
[10]	F Tao, L Zhang, Z H Zhang, et al.A quantum multi-agent evolutionary algorithm for selection of partners in a virtual enterprise[J]. CIRP Annals-Manufacturing Technology, 2010.
[11]	F Tao, L Zhang, Y Laili.Configurable Intelligent Optimization Algorithm: Design and Practice in Manufacturing[M]. Configurable Intelligent Optimization Algorithm. Springer International Publishing, 2015: 587.
[12]	张智慧, 李伯虎, 柴旭东, 等. 一种面向共享内存环境的高性能HLA/RTI原型系统[J]. 系统仿真学报, 2014, 26(2): 315-322.ZHANG Zhi-hui, LI Bo-hu, CHAI Xu-dong, et al. HP-HLA/RTI Prototype Oriented on Shared Memory Environment [J]. Journal of System Simulation, 2014, 26(2): 315-322.
[13]	刘小峰, 李伯虎. 并行任务自动划分及调度算法SMPS[J]. 系统仿真学报, 1996 (1):1-5.
[14]	Yajun X, Degui L, Bohu Li.Some Techniques for Solving Ordinary Differential Equations with Discontinuitiesin Real- timeSimulation[J]. System Engineering and Electronics, 1996, 7(3): 69-80.
[15]	F Tao, L Zhang, Y Laili.Configurable Intelligent Optimization Algorithm: Design and Practice in Manufacturing[M]. Configurable Intelligent Optimization Algorithm. Springer International Publishing, 2015: 587.
[16]	李伯虎. 面向智慧制造云的仿真与超算技术研究与思考[C]/第九届中国云计算大会,北京. 2017.
[17]	T Li, B H Li, X D Chai.Layered simulation service description framework oriented to cloud simulation[J]. Computer Integrated Manufacturing Systems, 2012, 18(9): 2091-2098.
[18]	肖莹莹, 李伯虎, 柴旭东, 等. 云制造中的制造能力服务形式化描述方法[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(9): 2096-2107.Xiao Yingying, Li Bohu, Chai Xudong, et al. Research on the Formalization Description method of Manufacturing Capability Service in Cloud Manufacturing[J]. Journal of System Simulation, 2015, 27(9): 2096-2107.
[19]	张雅彬, 李伯虎, 柴旭东, 等. 基于虚拟化技术的云仿真资源迁移技术研究[J]. 系统仿真学报, 2011, 23(6): 1268-1272.ZHANG Ya-bin, LI Bo-hu, CHAI Xu-dong, et al. Research on the Virtualization-based Cloud Simulation Resource Migration Technology[J]. Journal of System Simulation, 2011, 23(6): 1268-1272.
[20]	X Chai, B Li, et al.Research on independent and dynamic fault-tolerant and migration technology for cloud simulation resources[C]// Grand Challenges on Modeling and Simulation Conference. Society for Modeling & Simulation International, 2011: 290-296.
[21]	邢驰, 李伯虎. Infiniband网络架构下RTI通信机制研究[J]. 电子学报, 2016, 44(2): 327-333.
[22]	邸彦强, 李伯虎, 柴旭东, 等. 多学科虚拟样机协同建模与仿真平台及其关键技术研究[J]. 计算机集成制造系统, 2005, 11(7): 901-908.
[23]	BoHu Li, Xudong Chai, Xuefeng Yan, et al. Muti-Discipline Virtual Prototype Modeling and Simulation Theory and Application[M]. Nova Science Publishers, Inc., 2012.
[24]	李潭. 复杂系统建模仿真语言关键技术研究[D]. 北京: 北京航空航天大学, 2011: 143-148.
[25]	BoHu Li, Xiao Song, Lin Zhang, et al. CoSMSOL: Complex system modeling, simulation and optimization language[J]. International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing, 1741002, 2017.
[26]	BoHu Li, Xudong Chai, et al. Research on High-Performance Modeling and Simulation for Complex Systems[M]// Concepts and Methodologies for Modeling and Simulation. Springer International Publishing, 2015.
[27]	赵沁平, 郝爱民, 王莉莉, 等. 实时三维图形平台BH_GRAPH[J]. 计算机研究与发展, 2006, 43(9): 1491-1497.
[28]	航天云网. Smart IOT工业物联网网关[EB/OL]. (2018) http://www.casicloud.com/article/zhigaifangan1/.
[29]	Ming Yang, Bing Zhang, Ping Ma, et al.Five Key Issues of the Development of Simulation Systems VV&A[J]. Journal of System Simulation, 2003, 15(11): 1506-1508.
[30]	刘博元, 张凌宇, 范文慧, 等. 基于DS证据理论的复杂产品仿真可信度评估方法[J]. 计算机系统应用, 2014, 23(5): 202-205.
[31]	航天云网. INDICS[EB/OL]. (2018) http://is.casicloud.com/.
[32]	李伯虎, 柴旭东, 张霖, 等. 智慧制造云——一种基于工业大数据与人工智能技术的智能制造系统[C]//北京:未来工业智能峰会, 2017.
[33]	胡霆, 王景成, 赵广磊, 等. 城市交通干线绿波带全局优化方法[J]. 计算机与应用化学, 2012, 29(10): 1211.
[34]	S YANG, C YU, P CHEN, et al.Protective immune barrier against hepatitis B is needed in individuals born before infant HBV vaccination program in China[J]. Scientific Reports, 2015, 5: 18334.
[35]	S GYANG, BWANG, PCHEN, et al. Effectiveness of HBV Vaccination in Infants and Prediction of HBV Prevalence Trend under New Vaccination Plan: Findings of a Large-Scale Investigation[J]. Plos One, 2012, 7(10): e47808.
[36]	吴升, 郭新宇, 苗腾, 等. 基于Multi-Agent 的智能植物系统的构建与应用研究[J]. 中国农业科技导报, 2017, 19(5): 9.

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[1]	古鹏飞, 张霖, 陈真, 叶俊杰. 基于X语言的起飞场景民机协同设计与仿真一体化方法[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 929-943.
[2]	李伯虎, 柴旭东, 张霖, 卿杜政, 施国强, 林廷宇, 郭丽琴, 杨晨, 谷牧, 贾政轩, 公慧, 唐震. 面向智慧物联网的新型嵌入式仿真技术研究[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(3): 419-441.
[3]	施国强, 刘泽伟, 林廷宇, 徐钊, 杨星熠, 郭丽琴, 贾政轩. 面向复杂产品建模与仿真系统的开放式云架构设计[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(3): 442-451.
[4]	张霖, 王昆玉, 赖李媛君, 任磊. 基于建模仿真的体系工程[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(2): 179-190.
[5]	郑菱莎, 姜兵, 赵喆, 杨朝旭. 航空复杂嵌入式系统时间性能仿真分析技术研究[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(6): 1489-1499.
[6]	张霖, 陆涵. 从建模仿真看数字孪生[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(5): 995-1007.
[7]	初阳, 刘志, 窦林涛. 面向大尺度战场的飞行机动建模仿真技术[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(3): 613-621.
[8]	王强, 范秀敏, 何其昌, 朱文敏. 面向人机协作装配规划的AR仿真交互与人因评估[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(2): 389-400.
[9]	王峻峰, 张玉帆, 邵瑶琪, 李世其. 面向生产性能数字孪生的仿真数据映射研究[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(10): 2470-2477.
[10]	聂兴信, 白存瑞. 露天矿山奖惩策略有效性的仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(5): 946-955.
[11]	刘小虎, 张恒巍, 张玉臣, 马壮, 吕文雷. 基于博弈模型与NetLogo仿真的网络攻防态势研究[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(10): 1918-1926.
[12]	李锋, 魏莹. 小世界网络下病毒式信息传播的仿真分析[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(9): 1790-1801.
[13]	张冰, 李欣, 万欣欣. 从数字孪生到数字工程建模仿真迈入新时代[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(3): 369-376.
[14]	刘闻, 王晓路, 汪宏昇, 张恒, 王长庆. 基于Agent的低轨预警卫星星座探测仿真分析[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(11): 2413-2421.
[15]	张霖, 周龙飞. 制造中的建模仿真技术[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(6): 1997-2012.