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2021年, 第41卷, 第2期 刊出日期:2021-02-25
  

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  • 系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 0-0.
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  • 张漪, 胡祥培, 李永刚
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 273-285. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1541
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    针对生鲜电商企业面临的订单取消难题,考虑订单履约成本随时间变化的特点,结合消费者退单行为分析和制定分级退款最优决策以提升企业整体收益.本文首先基于经典Hotelling模型分析和刻画消费者退单行为偏好,然后构建消费者效用函数并在此基础上建立零售商的收益模型,在单一退款决策的基础上分段优化得到了最优的分级退款决策.研究发现零售商采用分级退款最优决策不仅能够提升自身收益,还可激发消费者的购买意愿提高其市场参与度,并能有效引导消费者的退单行为,显著提升收益,减少履约成本,提高顾客满意度,实现零售商和消费者的“双赢”.最后,本文通过数值实验充分验证了理论结果,为生鲜电商企业制定退单退款策略提供了辅助决策支持和管理启示.
  • 黄敏芳, 张源凯, 王颜新
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 286-296. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1557
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    大型网上超市“一地多仓”和“多地多仓”等仓储布局导致“一单多品型”订单被拆分在不同仓库进行拣选并分多次配送给顾客,这就诱发了“高成本、高污染、高扰民”等影响电子商务绿色健康发展的挑战性难题.被拆分订单在多个仓库间的合并打包是化解这一难题的重要手段.本文从化解问题求解难度入手,以提高拆分订单合并打包方案在线生成的科学性和高效性为目标,综合运用组合优化和状态空间搜索理论,围绕拆分订单是否合并打包,选择哪些仓库打包,哪些商品可以合并打包这三个关键问题提出拆分订单合并打包问题的两阶段在线智能优化决策方法.第一阶段归纳总结决策影响因素,制定判定规则,决策合并打包必要性;第二阶段,采用状态空间搜索算法生成备选的合并打包方案集合,将定性的控制策略转换成控制规则纳入方案生成过程来缩减方案空间.数值实验表明,本文提出的合并打包优化策略可有效降低网上超市拆分订单履行成本,理论成果可为指导网上超市或其它拆单现象显著的B2C电商企业的实际合单作业提供借鉴.
  • 赵蒙, 于梦琦, 胡祥培
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 297-309. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1564
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    随着药品网上零售的发展以及将线上线下融合为核心理念的新零售模式的涌现,药品的全渠道运作特别是协同配送优化问题引起学术界和产业界的广泛关注.新零售背景下药品的前置仓储,配伍使用和客户需求时效性等运营特点给新零售背景下药品配送策略的制定带来了新的难题.本文采用时空网络建模思想,在精准刻画系统决策过程的同时简化模型结构.根据优化问题的两阶段复杂决策特性,本文设计基于拉格朗日松弛方法的综合优化算法求解该模型.最后通过算例分析验证了方法的有效性和高效性,并通过参数敏感性分析提出相应的管理启示,给新零售背景下的药品协同配送运营决策提供参考和建议.
  • 田丹, 唐加福, 任悦
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 310-318. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1622
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    本文以O2O商业模式下餐饮外卖、新零售即时配送服务(IDS)为背景,将O2O-IDS系统定义为由O2O平台与IDS平台组成的相互影响、相互作用的组织管理系统.即时配送服务(IDS)是O2O模式下的一种新型物流形态,O2O与IDS平台之间多对多的合作关系由于受到多种因素(如疫情)的影响面临供应中断的风险,导致O2O-IDS系统的运行效率下降.为提高O2O-IDS系统抵御这一风险的能力,本文引入弹性理论对O2O-IDS系统进行研究,基于降低其脆弱性可提高系统弹性的思想,通过引进关键合作关系、系统功能减损、绩效影响指数等概念,建立了一种优化保护策略方法.该方法通过优化计算不同的中断合作关系数量下最大的系统功能减损值,确定关键合作关系;通过计算关键合作关系绩效影响指数和重要性排序,确定预算范围内的关键合作关系优化保护策略.此外,通过绘制系统功能减损值曲线将弹性量化,在不同的中断合作关系数量下该曲线越平滑,系统弹性越高.算例分析结果表明,本文提出的优化策略可以显著提升O2O-IDS系统抵御风险的能力.
  • 王新玉, 赵志明
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 319-331. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1513
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    随着动态取送问题(dynamic pickup and delivery problem,DPDP)应用于网约车调度、外卖配送等新的领域,具有大规模、强实时、强动态特征的DPDP引起学术界的日益关注.本文首先介绍了动态取送问题的应用和影响因素,从配送模式和配送对象的角度对不同应用背景下的DPDP进行了分类.之后介绍了动态取送问题的定义和特征、常见的求解策略和动态算法的评价标准.选取了三个典型应用(动态拨召服务、网约车调度、即时配送),比较了不同应用背景下问题的共性特征和区别之处,分类回顾了不同问题模型和算法的研究成果.最后,结合目前研究成果对未来发展方向进行了展望.
  • 谭哲一, 王正培, 张毅文
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 332-344. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1215
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    为提高复杂航道条件下港口的引航调度服务水平,本文研究了船舶和引航员调度的集成优化问题.本文考虑了潮汐、封航、安全距离以及单双向航道的对向避让等因素,以船舶延误成本和引航员调度成本最小化为目标,建立了整数规划模型.结合问题的特征,设计了一种两阶段变邻域搜索算法对模型进行求解.其中第一阶段讨论了引航员调度对于船舶延误的影响,求得了所有船舶和部分引航员调度方案的集合;第二阶段以传统调度规则得到的所有船舶和引航员的完整调度方案为初始解,使用变邻域搜索算法求解所有调度方案中最优的调度方案.最后,通过一系列数值试验验证了模型和算法的有效性.
  • 镇璐, 吕文雅, 诸葛丹, 王帅安
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 345-357. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1092
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    邮轮产业的蓬勃发展带来了一系列的海洋环境问题,邮轮运营及船上乘客皆会产生不定量的废弃物,通常废弃物总量远大于其承载容量,需要在航线的多个港口处理废弃物并向港口缴纳一定费用.因此,与哪些港口签订长期合同,在哪个港口排放多少废弃物等决策将会影响邮轮公司的运营成本;这些决策需要通过一些优化模型进行科学地计算和分析.本文基于系统工程的思维对上述决策问题背景进行了分析,并运用数学规划的理论与工具,先后构建了确定性模型、适用于排污量参数服从任意概率分布的随机规划模型和适用于不确定参数区间的三阶段鲁棒优化模型.随后,本文结合上述问题与模型的特征,设计了定制化的禁忌搜索算法和粒子群算法分别求解随机模型和鲁棒模型中的大规模问题;并通过一些基于实际问题规模和数据特征的实验,验证了本文所构建的决策模型的有效性和所设计算法的求解效率.本文研究所提出的邮轮废弃物排放决策方法论对当前全球绿色航运事业的推广与发展具有一定应用价值和指导意义.
  • 崔维伟, 镇璐
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 358-369. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1522
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    随着化石能源的大量使用带来的环境污染问题日益严峻,关注能源使用效率的集装箱港口绿色化运营研究成为近年来的热点之一.本文以集装箱堆场中需要执行预倒箱作业的场桥为研究对象,考虑场桥不同运行状态下的单位时间电量需求不同以及峰值电量实时约束,建立了以总能耗最小化为目标的多场桥调度问题的混合整数规划数学模型.继而,将关键变量利用非连续贝和连续贝两种不同的方式进行编码,将次级变量利用启发式规则进行解码,并设计了相对应的遗传算法交叉与变异方法.数值实验表明,连续贝编码方法表现更为优异;通过与Cplex在小规模算例中的比较,与粒子群算法及人工蜂群算法在大规模算例中的比较,验证了所设计遗传算法的有效性.同时,通过与传统策略的对比,表明本模型可以同时实现能耗总需求与峰值需求两方面的优化,从而可以为港口管理人员在不影响既定日常运营工作的前提下降低能源成本提供科学有效的指导.
  • 张瑞友, 王朝鸣, 王德成
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 370-377. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1533
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    随着单程站点式共享电动汽车的迅速发展,用户需求定向性等因素导致的车辆分布时空不平衡日益凸显.对一个考虑充电调度的单程站点式共享电动汽车的调运问题进行了研究,其中以调运总成本为优化目标,考虑车辆的续航里程,员工工作时间等限制,同时对车辆的调出、调入站点以及参与的员工进行决策,使得车辆在站点间实现平衡且需要充电的车辆停放于有充电桩的站点.建立了一个0-1非线性规划模型.为更好地求解数学模型,针对员工的同质性提出了针对单一调运以及针对整条调运路径的共3个有效不等式以消除各解之间的对称性.基于随机生成的算例验证了上述描述的有效性.结果表明3个有效不等式均能改善模型的求解,3个有效不等式联合使用能缩短中大规模算例的求解时间50\%以上.
  • 申飞阳, 薛巍立, 李四杰
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 378-388. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1707
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    如何通过众筹参数设计(包括众筹目标和众筹价格)向消费者传递产品质量的信号是众筹企业最为关心的问题.本文在考虑消费者具备质量信息获取能力的情况下,通过建立信息不对称条件下的信号博弈模型,刻画了众筹企业通过调整众筹参数设计进行信号传递的存在性条件;并在此基础上,将两种均衡(分离均衡和混同均衡)参数设计下的众筹企业利润进行比较,分析了消费者信息获取行为对均衡结果的影响.研究发现:1)当质量不确定性较低时,高质量众筹企业可以通过增加众筹目标和/或降低众筹价格实现分离均衡,且众筹目标相较于众筹价格而言是更加有效的信号;2)相较于无信息获取的情况,当存在消费者信息获取行为时,高质量众筹企业在混同均衡参数设计下的利润会更高.此外,我们还分析了市场参数对于均衡众筹参数设计的影响以验证结果的鲁棒性.
  • 王钊, 蒋翠清, 丁勇
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 389-399. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1095
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    当今国内外经济形势复杂多变,不确定因素增多,金融市场中信用风险的动态性显著增强,动态信用风险评价成为金融机构迫切需要解决的问题.为此,本文提出了一种基于混合生存分析的动态信用评分方法.该方法由三部分组成:首先,构建基于混合生存分析的动态信用评分模型,包括违约状态判别模型和违约时间估计模型,用于预测评价对象“是否违约”以及“何时违约”;其次,利用面板数据构建多重生存状态向量,用于表征信用特征和生存时间的动态关联;最后,基于生成的多重生存状态向量,利用期望最大算法迭代估计模型参数.实验研究表明该方法的预测效果显著优于基于单分类、基于集成学习以及基于生存分析的信用评分方法.
  • 雒兴刚, 张忠良, 阮渊鹏, 苑嘉航, 姬朋立
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 400-410. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1167
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    服务设计是一项高风险和高投入的活动.在复杂、多变和不确定的市场环境中,如何利用科学的理论和方法来设计服务产品,在合理利用服务资源的基础上保证服务质量,是服务企业获得竞争优势的关键之一.通过对服务设计现有文献的梳理和回顾,首先分析了服务设计的相关概念和外延;然后基于管理视角,从服务模式、服务内容、服务流程、服务系统等几个方面对服务设计领域的相关文献进行了综述;最后,对新信息技术环境下的服务设计研究方向进行了展望.
  • 朱晗
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 411-420. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1000
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    共享经济目前已经成为运营管理领域一大新的研究热点,其相关研究在近几年如雨后春笋般涌现.首先明晰共享经济在运营管理领域研究的相关学术概念和研究主体及范围,并根据资源所属权将共享经济模式分成两大类——C2C (customer-to-customer)模式和B2C (business-to-customer)模式,其中C2C模式又可细分为由市场定价和由平台定价两小类.之后分别选取每类模式内代表性的共享经济平台(共享住宿、打车平台和共享单车),对该模式内共享经济研究进行梳理,并侧重于关注C2C模式内的定价问题和B2C模式内的资源管理问题.通过介绍目前共享经济特别是平台经济的研究进展,展望未来共享经济的研究方向和可能的研究问题.
  • 钟琦, 杨雪帆, 吴志樵
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 421-430. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1568
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    数字经济和共享经济背景下,平台模式成为理论界和实践界关注的焦点.平台生态系统价值共创区别于一般的价值共创活动,是由平台企业主导,生态系统各利益相关者通过竞合互动和资源整合而共同创造价值的动态过程.平台生态系统价值共创研究呈现多学科交叉融合的特点,现有研究缺乏从理论逻辑、研究重点到发展趋势的系统性回顾.本文首先对平台生态系统价值共创的内涵和特征进行界定,对关键因素和过程机制进行阐述;在此基础上,按照平台生态系统竞合关系、平台生态系统协调治理、平台商业模式创新三个主题对现有研究进行述评;最后,结合平台生态系统动态化、网络化特征、不确定环境和数字化背景提出未来可能的研究方向.
  • 刘畅, 李珍, 殷勇, Ikou KAKU
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 431-441. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1539
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    SERU生产是以人为中心的、基于社会-技术实践交互作用的复杂生产系统.适配的组织文化可以为SERU生产的成功实施提供重要支持.本文构建了团队型文化、SERU生产与企业运营绩效之间关系的概念模型,并探讨了环境不确定性的调节效应.基于357份来自中国制造企业的调研数据进行实证检验,研究发现团队型文化对SERU生产有显著正向影响,是SERU生产实施的重要前因.环境不确定性对团队型文化与SERU生产之间的关系,以及SERU生产与运营绩效之间的关系有显著调节效应.特别地,环境不确定性强化了团队型文化与SERU生产的多能工运用的关系,以及多能工运用与运营绩效之间的关系.这些结论不仅丰富了SERU生产理论,也为企业实施SERU生产提供了理论指导.
  • 任玉红, 唐加福, 肖争喜, 何行龙
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 442-454. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1069
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    面对日益增加的需求不确定性及激烈的市场竞争,SERU (赛汝)生产方式应运而生,并广泛应用于日本电子装配制造企业.国内一些制造装配业正尝试将传统的流水线转化为SERU装配方式,简称LINE-SERU转化.一些文献报道了日本企业实施LINE-SERU转化的效果,而学术界对国内企业实施SERU装配方式的生产组织与运行效率缺乏理论分析和标杆分析.本文以国内某医疗器械装配企业实施LINE-SERU转化为例,通过理论分析和数据分析,系统地讨论了国内企业实施LINE-SERU转化的背景、过程、影响因素及生产组织形态,从多维度比较分析了改善效果及原因;总结了国内企业与日本企业在SERU系统的构建方式、布局形态和企业文化等方面的差异.研究发现,中国企业处于LINE-SERU转化的初期,SERU系统具有其独特的组织形式,在提高生产效率、缩短生产周期、减少在制品数量、精简作业人数和降低次品率等方面均有显著提升,但改善效果不同于日本企业.建议国内企业依据其人力资源特征构建SERU系统、优化单元布局、培育以人为本的企业文化,以提高系统柔性和改善效率.
  • 王晓晶, 任玉红, 殷勇
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 455-464. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1555
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    系统性探索赛汝生产有效运行的使能因素及其作用机理对制造企业实施赛汝生产具有重要意义.借鉴快速均衡流理论,构建赛汝生产有效运行使能因素框架模型;在此基础上,以华录松下赛汝生产实践为背景进行案例研究,探索赛汝生产有效运行的使能因素及其作用机理,验证并修正框架模型.研究结果表明:快速均衡的作业流程有助于提升赛汝生产率;减少可变性是快速均衡流程的主导,集中生产是流程运行基础,工人胜任力作为关键因素,保障科学方法、质量管理及消除瓶颈相互协同,并与其他因素共同赋能企业实现快速均衡的生产流程.
  • 于洋, 李晓龙, 崔思国
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 465-474. https://doi.org/10.12011/SETP2020-0872
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    作为一种新的生产模式,赛汝生产(SERU production)因其响应快、柔性高、效率高的优势在佳能、索尼等电子产品制造企业被广泛采用并取得很好的效果,也因此引起了学术界的广泛关注.赛汝生产系统运作至少包括赛汝生产系统构建和调度两个关键决策过程,而且这两个决策过程都是NP难问题.为了降低计算复杂度,大多数已有研究都是对赛汝生产系统构建和调度进行单独决策,但赛汝生产系统构建和调度的单独决策无法产生全局最优解.为获得全局最优解,需要联合决策赛汝生产系统构建和调度.本文从赛汝生产系统构建与调度的单独决策、纯赛汝生产系统构建与调度的联合决策、混合赛汝生产系统构建与调度的联合决策三个方面,介绍和总结了赛汝生产系统构建和调度的研究进展,展望了未来的相关研究方向.
  • 王鸿鹭, 蒋炜, 魏来, 黄文坡
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 475-482. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1118
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    传统的质量管理理论以产品为核心,聚焦于产品的质量改善,以满足用户需求为导向.物联网时代的到来为质量管理赋予了新的内涵,企业更加关注用户体验的持续改善,从而增加客户的粘性,由此对质量管理的诉求发生了新的变化,也给传统的质量管理理论提出了新的挑战.在此背景下,本文构建了基于物联网的产品全生命周期质量管理体系,以产品全生命周期为主线,详细阐述了该体系的底层技术构架和管理协同构架,并从理论方法、商业实践、当前挑战、研究展望等角度就推动开展基于物联网的产品全生命周期质量管理活动进行了讨论.希望本文的研究不但可以推动质量管理的理论创新,也能为基于物联网的质量管理产业实践和模式创新提供参考.
  • 杨海芳, 王明征
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 483-497. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1582
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    在新兴电子商务发展过程中,对用户数据的收集、使用、开放与共享达到了前所未有的程度,给个人隐私安全带来了极大挑战.为了解决数据效用与个人隐私之间的矛盾,本文提出基于k-匿名原则的最小化信息损失隐私保护方法.首先结合属性阈值特征提出一种新的记录排序算法;接着将隐私保护过程转化为对各条记录与各个候选匿名函数之间的最优分配问题,构建最小化信息损失的优化模型,并设计启发式方法快速求解最优匿名函数的选择与分配方案,实现对数据的匿名处理.在三个不同规模的真实数据集上,通过与目前最有效的多个隐私保护方法进行数值实验比较.结果表明本文方法在满足相同隐私保护水平下可产生最佳的数据效用且具有较快的计算效率.本文方法为新兴电子商务中用户数据隐私保护研究提供了理论和技术上的创新,为大规模数据的隐私保护应用提供了有效的解决方案.
  • 高明, 陈玉涵, 张泽慧, 冯雨, 樊卫国
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 498-512. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1645
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    随着我国各级政府大力推动垃圾强制分类,分类回收各环节中实现标准化、自动化的垃圾分类识别需要适合云端部署的高准确率、低延时要求的细粒度图像分类模型.本文发挥深度迁移学习的优势建立了一套端到端的迁移学习网络架构GANet (garbage neural network);针对垃圾分类中类别易混淆、背景干扰等挑战,提出一种新型的像素级空间注意力机制PSATT (pixel-level spatial attention).为克服类别多和样本不平衡挑战,提出使用标签平滑正则化损失函数;为改善收敛速度以及模型稳定性与泛化性,提出了阶梯形OneCycle学习率控制方法,并给出了结合Rectified Adam (RAdam)优化方法和权重平滑处理技术的组合使用策略.实验使用了“华为云人工智能大赛·垃圾分类挑战杯”提供的按照深圳市垃圾分类标准标注的训练数据,验证了GANet在垃圾分类问题中的显著效果,获得了全国二等奖(第2名);同时,提出的PSATT机制优于对比方法,且在不同主干网络架构上均得到了提升,具有良好的通用性.本文提出的GANet架构、PSATT机制和训练策略不仅具有重要的工程参考价值,也具有较好的学术价值.
  • 张忠良, 陈愉予, 唐佳怡, 雒兴刚
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 513-523. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1790
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    在数据挖掘研究领域,分类任务广泛存在着数据分布不均衡问题,例如制造状态检测,医疗诊断,金融服务,等等.SMOTE是处理不均衡数据分类问题的常用技术,与Boosting算法相结合可进一步提升分类系统性能,但是这种集成学习容易导致基分类器多样性缺失.基于此,本文提出了一种基于高斯过程SMOTE过采样的Boosting集成学习算法(Gaussian-based smote in boosting,GSMOTEBoost).该算法在Boosting集成框架下构建不均衡学习模型,为了提高分类系统的鲁棒性,采用基于高斯过程SMOTE过采样技术来增加基分类器训练样本的多样性,从而提高基分类器之间的差异.为了验证算法的有效性,以常用的处理不均衡分类问题的算法作为对比方法,采用KEEL数据库里的20个标准数据集对算法进行测试,以G-mean,F-measure以及AUC作为算法的评价指标,利用统计检验手段对实验结果进行分析.实验结果表明,相对于其他算法,本文提出的GSMOTEBoost具有显著的优势.
  • 孔祥维, 唐鑫泽, 王子明
    系统工程理论与实践. 2021, 41(2): 524-536. https://doi.org/10.12011/SETP2020-1536
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    人工智能决策的性能在某些特定领域超过了人类能力,中国、美国等多国都颁布了人工智能发展战略和行动规划,期望人工智能在多个领域得到落地应用.但在人工智能决策过程中,存在着固有算法黑盒和系统信息不透明的问题,导致其结果正确但不可理解,阻碍了人工智能的进一步发展.为了人工智能的商用和普及,对智能决策可解释性的需求越来越迫切,需要将黑盒决策转化为透明过程,建立起人与机器之间的信任.本文从系统应用视角和决策收益者视角出发,重点对人工智能决策可解释性的基本概念、模型解释方法、高风险决策应用解释和解释方法评估等四个方面的国内外相关研究进行综述,并展望了未来研究发展趋势.