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暑期学校

2023年7月20日,世界计量经济学会“亚洲计量经济学和统计学暑期学校”的第三天,由普渡大学的林共进(Dennis Lin)教授为学员们带来主题为“Oder-of-addition Experiments: Design and Analysis”的知识分享。

林共进教授的研究领域包括质量保证(Quality Assurance)、工业统计(Industrial Statistics)、数据挖掘(Data Mining)和响应面(Response Surface)。发表了近 300 篇 SCI/SSCI 论文,获得过多个奖项,如优登演讲奖(Youden Address)、希威尔奖(Shewell Award)、唐·欧文奖(Don Owen Award)、洛蒂特演讲奖(Loutit Address)、亨特奖(Hunter Award)、舒哈特奖章(Shewhart Medal)、SPES 奖、周元新奖(Chow Yuan-Shin Award)和德明讲师奖(Deming Lecturer Award)等。他是多个学术组织的重要成员,并担任过十多个专业期刊的副主编。

20日上午,林共进教授的第一堂课围绕数据科学及数据质量的相关问题展开。他首先以ChatGPT和Research.Com为例,引出数据正确(Data are Right)和正确数据(Right Data)的概念,强调了数据质量的重要性,以及需要从问题出发,找到合适的数据去解决问题。接着,林共进教授以供应链为例,说明从系统性的角度研究问题的重要性,并讲授了人工智能、5G等前沿案例。之后,他以物联网(Internet Things)和慕课系统为例,介绍了数据科学研究中的关联性(Connective)概念,并举例介绍统计归纳(Induction)和推断(Deduction),捋清他们之间的区别和联系。进一步地,林共进教授强调了数据科学中距离的重要性。最后,林共进教授谈到了统计学家和计算机研究者之间的区别,并展望了数据科学的未来发展方向。

第二堂课聚焦于附加实验次序(Oder of Additional Experiment)。林共进教授介绍了该问题的背景,并通过几个简单有趣的案例,说明在实验设计中,次序的设定是非常重要的,同时阐明了选择最优次序设定的难点。接着,林共进教授从线性回归模型出发,介绍如何在实验设计框架下,比较不同测算方法下的结果。进一步地,林共进教授介绍了基于模型的学习(Model-Based Learning)方法,即构建模型,通过最小化损失确定最优的次序。林共进教授还详细介绍了成对次序模型(Pairwise-Order, PWO)的基本框架,并举例说明了模型的运用场景。同时介绍了基于PWO模型的前沿研究,即如何通过极小点PWO设计(Minimal-Point PWO Designs)找到最优的次序。

20日下午,接着第二堂课的内容,林共进教授围绕PWO模型展开了第三堂课。他首先比较了完全设计(Full Design)和部分设计(Partial Design)之间的联系和区别,通过对矩量矩阵(Moment Matrix)进行分析,在理论上讨论了部分设计的最优性,并给出了部分设计的算法。接着,林共进教授分享了他最新的研究工作——通过快速分类(Quick Sort)方法决定最优次序,并在作业调度问题(Job Scheduling Problem)上将所提出的模型与现有其他模型进行比较,得出该模型在速度上和准确度上的优势。最后,林共进教授提出了一些未来工作的展望,包括在模型中引入复数(Complex Number)、把原本快速分类方法中的三分法进一步扩展至多分法、解决NP-Hard问题等。他总结了第二和第三堂课的内容,并就如何写一篇好文章,如何找到好的研究方向,以及如何找到好的合作者等问题为学员们解答疑惑。

在第四堂课中,林共进教授介绍了计算机实验设计的前沿进展。首先,林共进教授通过讨论农业实验、工业实验以及服务业实验之间的联系与区别,并讨论统计和工程模型之间的区别以引出计算机实验的基本目的:通过计算机模拟模型去逼近一些重要的自然现象。接着,他介绍了计算机实验的主要研究方向,即如何在尽可能地简化计算量的同时,同样达到理想的效果。进一步地,林共进教授介绍了抽样设计(Sample Design)、拉丁方格设计(Latin Hypercube Design)等计算机实验设计方法,并讲解了旋转因子设计法(Rotated Factorial Design)、(希腊)拉丁方设计法((Greco-)Latin Square Design)、均匀设计法(Uniform Design)以及架构拉丁方设计法(Latin Hypercube Design)。最后,林共进教授对四堂课讲授的内容进行了总结,并就知识细节和未来研究展望与学员们进行了深入交流。

(文/叶仕奇 图/张禹珩)