CNCC | 人机物融合背景下的需求工程

CNCC2023将于10月26日至28日在沈阳举行,会议期间将举办129场技术论坛,涵盖人工智能、安全、计算+、软件工程、教育、网络、芯片、云计算等30余个方向。本文特别介绍将于10月27日举办的【人机物融合背景下的需求工程】技术论坛。
本论坛讨论人机物融合系统安全性、可解释性、隐私保护性等非功能需求的分析、验证和推理,以及交流在大语言模型背景下需求工程研究与实践涌现出的机遇与挑战。
报名及了解更多技术论坛信息请识别下图二维码进入CNCC2023官网。
人机物融合系统(HCPS)是一种集成人类社会、信息空间和物理世界的软件密集型系统,它包含性质不同但紧密相连的三元世界:由人构成的组织机构及社交世界、由电子计算机软件组成的数字信息世界、由机械设备、电子设备和自然界物质实体构成的客观物理世界。在行为上,HCPS不仅可以通过传感器从环境中获取数据,进行数据融合,提取有效信息,而且还能根据系统规则通过效应器作用于环境。这些规则在传统的应用场景中往往是软件设计人员根据需求工程产生的规格说明预先设定的,但在新型智能应用场景中,这些规则往往依赖于对传感器收集的数据进行机器学习训练所产生的智能算法。因此,在需求分析阶段人们提出,HCPS必须能够有效地解决如何满足安全性、可靠性、隐私性以及可解释性等方面的非功能的质量需求。
大语言模型的兴起有效地提高了软件设计及编码实现的效率,本论坛将探讨和交流在此背景下,需求工程的研究与实践迎来了哪些机遇和挑战?我们重点探讨需求工程研究与实践中有哪些理论、实践方法和支持工具可以满足以上非功能的质量需求等问题。

论坛安排

顺序 | 主题 | 主讲嘉宾 | 单位 |
1 | 从需求视角看人和机器的用处 | 刘璘 | 清华大学 |
2 | 最终用户意图驱动的IoT系统自然语言编程 | 陈小红 | 华东师范大学 |
3 | 当需求工程遇上人工智能:应用与挑战 | 石琳 | 北京航空航天大学 |
4 | 人机物融合场景下软件系统的可靠性需求分析 | 金芝 | 北京大学 |
5 | 人机物融合系统建模与精化应用案例分析 | 李智 | 广西师范大学 |

论坛主席

金芝
CCF会士、CCF常务理事、CCF系统软件专委会主任
北京大学高可信软件技术教育部重点实验室副主任
北京大学教授,IEEE/CCF/AAIA Fellow,高可信软件技术教育部重点实验室常务副主任,国家杰出青年科学基金获得者。兼任国务院学位委员会学科评议组成员(软件工程),中国人工智能学会知识工程与分布智能专委会副主任。长期从事软件工程和知识工程的研究,先后担任973项目首席科学家,以及国家重点研发计划专项和国家自然科学基金委重点项目等的项目负责人。曾获教育部科技进步一等奖、CCF技术发明一等奖、北京市技术发明二等奖、CCF杰出成就(夏培肃)奖、IEEE TCSVC杰出领导力奖、中创软件人才奖等。发表论文两百余篇,5次获得ACM Distinguished Paper Awards,出版专著3部。任《软件学报》执行主编,《计算机学报》副主编,JCST领域编委,以及IEEE TSE、IEEE TR、ACM TAAS、EMSE及RE等的编委。
共同主席
李智
广西师范大学计算机科学与工程学院/软件学院副院长
CCF杰出会员、软件工程专委常委、系统软件专委委员、形式化方法专委委员,IEEE/ACM高级会员,担任国际期刊《专家系统:知识工程》(SCI源刊)副主编。复旦大学理学学士,英国约克大学计算机科学系理学硕士,英国开放大学计算机科学博士,英国基尔大学软件工程专业博士后。主要研究兴趣包括面向问题的人机物融合系统建模与验证、基于证据的软件工程和人机交互等。获得国家自然科学基金项目3项、省部级项目4项,发表学术论文50余篇,在中国计算机大会(CNCC)技术论坛、国际软件质量工程峰会(iSQE)等会议上做邀请报告10余次。

论坛讲者

刘璘
清华大学-中国人寿财险工业安全大数据联合研究中心主任
CCF高级会员、CCF软件工程专委委员,博士,清华大学软件学院副研究员,国际需求工程委员会委员,中国分会理事,《需求工程》国际期刊编委。吉林大学理学学士、硕士、中国科学院数学研究所博士。加拿大多伦多大学博士后。研究兴趣包括:需求工程与领域知识工程。发表SCI、EI检索国际期刊/会议论文百余篇,谷歌学术搜索引用两千余次。主持承担和参与国家和企业科研项目十余项。担任软件需求领域国际会议共同主席和程序委员数十次,为多家国内外重要期刊审稿人。
从需求视角看人和机器的用处
当AI与智能机器的时代来临,人该如何自处?70年前,图灵、维纳和西蒙的经典之作曾给出分析和思考《计算机器与智能》,《人有人的用处:控制论与社会》,《人工的科学》。本次报告将回顾与展望需求工程要回答的最重要的命题:人工智能时代,如何建模与分析世界、人和机器的价值与行为?“以人为中心”的未来世界该如何设计,人和机器的关系如何演化?我们如何才能作出符合可持续发展目标的系统设计决策。
陈小红
华东师范大学副教授
CCF会员、软工专委委员、形式化方法专委委员,华东师范大学软件工程学院副教授/硕导,主要研究方向为基于环境建模的需求工程、需求形式化与验证以及IoT最终用户编程。主持并参与了多项国家自然科学基金项目、重点研发、省部级项目,主要工作包括基于环境建模的功能需求建模、基于环境模型的安全需求形式化建模与验证、基于投影的需求问题自动分解、基于用户意图的IoT最终用户编程、智能系统的需求确认等,在国内外知名期刊、会议发表论文50余篇。
最终用户意图驱动的IoT系统自然语言编程
目前,随着物联网(IoT)技术的发展,IoT系统越来越为受到关注,其场景朝着多样化发展,用户期待更多的个性化服务。在这种趋势下,旨在实现用户个性化服务需求的最终用户编程成为研究热点。现在的方法主要让用户使用“触发-动作”规则编程(Trigger-Action Programming, TAP)以实现用户个性化服务需求。但是,TAP规则描述的是具体设备的调度逻辑,是一种解决方案,而不是用户的需求。实际调研中发现,用户期望使用他们的表达习惯表达需求,而不是使用TAP规则。因此,我们提出从自然语言用户意图出发生成TAP规则,以实现自然语言编程。以智能家居为例,面向不断变化的交互环境,定义用户意图描述语言,并对设备建模,在此基础上定义TAP规则的生成方法。
石琳
北京航空航天大学教授
CCF高级会员,CCF软件工程专委会委员、CCF系统软件专委会委员、CCF开源发展委员会委员,中国科学院大学博士,南京大学学士,美国南加州大学访问学者,现任北京航空航天大学软件学院教授。主要研究智能软件工程,包括智能需求工程、经验软件工程、开源社区挖掘、开源软件安全等。曾在人工智能、软件工程领域的高水平国际会议IJCAI,ICSE,FSE,ASE等发表论文50余篇,获得ACM SIGSOFT 杰出论文奖(ASE21),连续两年获得需求工程顶级会议最佳论文奖(RE20,RE21)。主持参与多项国家自然科学科学基金项目、国防科技创新项目、国家重点研发项目等,两次获得CCF-华为胡杨林基金支持。同时担任多个国际知名会议期刊包括ICSE、ASE、FSE、Automated Software Engineering期刊、Requirements Engineering期刊、软件学报等审稿人。
当需求工程遇上人工智能:应用与挑战
近年来,人工智能技术取得了飞速发展,特别是以ChatGPT为代表的人工智能大模型在软件开发任务上取得了革命性的进展,成为了开启软件工程3.0时代的金钥匙。与软件开发任务不同,需求工程一直以来是以“人”为核心的、确保软件开发“Do the Right Thing”的重要活动。智能时代下,当需求工程遇上人工智能技术,将会碰撞出怎样的火花,又将带来哪些挑战和机遇?本报告将分享人工智能技术在需求工程任务中应用的最新进展,包括需求智能挖掘、需求智能分析、需求智能跟踪等智能化需求工程研究与实践,并总结面临的痛点挑战和未来发展方向。
金芝
CCF会士、CCF常务理事、CCF系统软件专委会主任
北京大学高可信软件技术教育部重点实验室副主任
人机物融合场景下软件系统的可靠性需求分析
人机物融合泛在场景下,软件系统在关键领域中的应用日益广泛,其运行环境日益增强的开放性使得软件系统可靠性问题凸显其重要性。本报告首先分析了软件系统可靠性概念的延伸,讨论了软件系统可靠性关注点的概念框架。其次从软件自适应体系架构的视角,探讨软件可靠性需求分析方法。最后探讨特定场景下软件系统自适应性支撑下的软件系统可靠性设计策略。
李智
广西师范大学计算机科学与工程学院/软件学院副院长
人机物融合系统建模与精化应用案例分析
鉴于人机物融合系统所涉及的对象和整体结构的多样性及开放性,其行为具有很大的不确定性,因此为这类系统开发软件将面临较大风险和挑战,本报告通过案例分析介绍和展示如何通对该类系统的非功能需求建模及精化、并进一步将其转化成为软件可满足的功能需求。同时我们观察,精化分析可揭示软件AI模块所依赖的数据来源,同时188体育投注:上下文的因果机理分析,也有助于智能软件的安全性和可解释性等非功能需求分析、验证和推理等。最后我们通过案例分析过程来展示我们为此所开发的一系列支持工具集。
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