杨智明

基本信息 科学研究 教育教学 论文期刊 新建主栏目 基本信息 名称 杨智明，男。哈尔滨工业大学电子与信息工程学院教授，博士生导师。 研究方向：机器学习理论与应用，复杂系统故障诊断与容错控制。 承担项目：主持部委级“十四五”重大基础研究项目、国家自然科学基金、部委级“十二五”预先研究项目、预研基金，以及部委级项目十余项；作为主要参与人，承担部委级“十三五”预先研究项目及以及一批省部级重点项目，获部委级技术发明三等奖。 荣誉称号 名称 科研奖励： 2012年12月，部委技术发明三等奖。 教学奖励： 2007年12月 被评为电气学院优秀班主任一等奖 主讲本科必修课程“数字信号处理”，2008年，协助申报并完成教育部双语教学建设项目和省教改项目； 2013年1月--2014年12月，主持黑龙江省教育科学规划课题“面向实践的数字信号处理课程教学方法研究”。 2013年获电气学院青年教师基本功大赛一等奖。 2022年获国家优秀教材二等奖。 工作经历 标题 哈尔滨工业大学 起讫时间 2024.01至今 职位/职称 教授 工作单位 电子与信息工程学院 简单介绍 标题 哈尔滨工业大学 起讫时间 2020.07至今 职位/职称 博士生导师 工作单位 电子与信息工程学院 简单介绍 标题 哈尔滨工业大学 起讫时间 2018.11至2023年12月 职位/职称 副教授 工作单位 电子与信息工程学院 简单介绍 标题 哈尔滨工业大学 起讫时间 2013.12-2018.11 职位/职称 副教授 工作单位 电气工程及自动化学院 简单介绍 标题 哈尔滨工业大学 起讫时间 2011.09-2016.03 职位/职称 博士后 工作单位 电子与通信工程学院 简单介绍 教育经历 名称 1998.9-2002.7 哈尔滨工业大学自动化测试与控制系 本科 2002.9-2004.7 哈尔滨工业大学自动化测试与控制系 硕士 2005.3-2009.7 哈尔滨工业大学自动化测试与控制系 博士 主要任职 名称 （1）中国电子学会 会员 （2）美国电气和电子工程师协会 会员 （3）SCI 期刊IEEE Trans. on CAD、Journal of Circuits, Systems and Computers、Sensors等知名期刊审稿人。 科研项目 项目名称 M3D集成电路层间通孔的测试与故障诊断技术研究 项目来源 国家自然科学基金面上项目 开始时间 2021年1月 结束时间 2024年12月 项目经费 57万元 担任角色 参与 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 面向NBTI退化效应的集成电路故障预测方法研究 项目来源 国家自然科学基金项目 开始时间 2013-01-01 结束时间 2015-12-01 项目经费 25万 担任角色 负责 项目类别 横向项目 项目状态 完成 简单介绍 研究工作简介 名称 长期从事电子系统可测性设计技术、测试与故障诊断方法的研究，在集成电路失效机理分析、可测性设计理论与方法、电子系统故障诊断理论与方法、测试资源优化方法等方面开展了一系列研究工作。按照测试和诊断层次，研究工作主要划分为如下两个内容。 研究内容1：电子系统系统级测试和故障诊断方法 研究适合于复杂电子系统的系统级测试和故障诊断方法，设计智能内建自测试单元，构建层次化故障诊断体系结构，将机器学习方法应用于电子系统故障诊断中，提出一系列基于模型和数据的故障诊断方法，逐步实现了面向复杂运行环境的电子系统状态感知、测试数据智能建模、故障检测、故障定位等基础算法。 （1）电子系统自动测试理论研究。针对电子系统失效机理不清晰问题，提出面向极限条件的电气边界特性测试方法，研究模拟、数字、混合、射频等类型电路在极限电气/环境应力条件下关键特性参数的变化趋势和失效模式； （2）测试信息智能获取与建模方法。针对电子系统测试信息难以获取的问题，提出基于混合诊断模型的测试性建模方法，设计智能内建自测试单元，并构建层次化测试体系结构，实现电子系统状态的智能感知； （3）数据驱动故障特征识别与诊断方法。针对电子系统早期故障状态下，故障特征存在的不确定性且不完备性特点，提出数据相关核优化方法，实现电子系统故障检测模型的构建，并利用基于概率推理的贝叶斯网络，实现故障定位和故障隔离。 研究内容2：集成电路故障预测及容错控制方法 研究集成电路退化效应物理机制，关键参数退化模型构建，故障预测方法和容错策略等内容，构建了一套完整的集成电路故障预测及容错控制方法的设计、仿真和验证平台，为进行集成电路可靠性设计提供依据。 （1）退化机理分析及退化模型建立方法。研究集成电路典型退化效应的物理机制，构建底层器件关键敏感参数在多退化效应共同作用下的失效物理模型；从电路层面，研究面向不同环境应力、拓扑结构及工作负载情况下，电路的退化特点，构建电路全寿命周期退化模型，进而建立电路各阶段最大退化程度预测模型，为电路可靠性设计提供依据。 （2）面向退化效应的集成电路故障预测与容错控制方法。结合退化效应的实际特点，设计在线故障预测单元，对电路关键特性参数退化程度进行实时监测和预警；针对传统的容错控制方法造成的电路性能下降和面积/功率损耗问题，从电路状态控制、性能余量调整、容错计算结构设计等多个角度，提出面向退化效应的集成电路容错控制方法，逐步实现对退化效应的感知、预测和容错，确保电路生命周期可靠性。 团队成员 名称 已毕业学生： 1. 涂志军。2011年获工学硕士学位，硕士课题：模拟电路故障仿真与诊断平台研制。现就职于上海航天805研究所。 2. 赵辛雨。2012年获工学硕士学位，硕士课题：基于PCI总线的MIL-STD-1553B模块研制。现就职于中国航空综合技术研究所标准化中心。 3. 姜红兰。2013年获工学硕士学位，硕士课题：某测发控系统故障诊断及仿真技术研究。现于加拿大阿尔伯塔大学攻读博士学位。 4. 刘思廷。2014年获工学硕士学位，硕士课题：考虑偏差因素的集成电路软错误分析方法研究。现于加拿大阿尔伯塔大学攻读博士学位。 5. 庞文青。2014年获工学硕士学位，硕士课题：基于图模型的电子系统故障诊断方法及应用研究。现就职于中国航空研究院六一三研究所。 6. 王硕。 2015年获工学硕士学位，硕士课题：基于多数据相关核函数的模拟电路故障诊断方法研究。现于哈尔滨工业大学攻读博士学位。 7. 张成城。2016年获工学硕士学位，硕士课题：基于线性规划的集成电路低功耗设计和抗退化方法研究。现就职于国家电网浙江省电力公司。 9. 颜秉泽。2017年获工学硕士学位，硕士课题：基于自适应电源调整的FPGA抗退化方法研究。现于本校攻读博士学位。 10. 关玥。2017年获工学硕士学位，硕士课题：考虑元件参数退化的模拟电路性能退化分析。现就职于北京航天自动控制研究所。 11. 郭嘉（协助指导，导师彭喜元教授）。博士课题：回声状态网络分类方法及其应用研究。现就职于北京航天科技集团501研究所。 讲授课程 名称 课程1：大学三年级专业基础课程《数字信号处理》，课堂教学40学时，实验教学10学时。 简介：随着超大规模集成电路和计算机技术的迅猛发展，数字信号处理在理论和应用方面不断地发展和完善，在越来越多的应用领域中迅速取代传统的模拟信号处理方法，并且还开辟出许多新的应用领域。基于高速数字计算机和超大规模数字集成电路的新算法、新实现技术、高速器件、多维处理和新的应用成为数字信号处理学科发展方向和研究热点。由于DSP应用非常广泛，例如通信、医疗电子、地震预测、消费类电子产品等，各个领域都需要大量高素质的DSP研究开发人才，因此数字信号处理课程得到学术界和大专院校的高度重视，并达到高度发展和逐步完善的水平。哈尔滨工业大学自动化测试与控制研究所自上世纪90年代开始为大学三年级同学开设数字信号处理课程，是国内最早开设该课程的高校之一。经过近20年的努力，目前该课程在理论与实践教学、实验室建设、双语教学、师资队伍建设方面取得一系列成果： （1）2008年本科《数字信号处理》双语课程获教育部双语教学示范课程建设项目资助； （2）2009年评为黑龙江省高等教育学会高等教育科学研究“十一五”重点课题； （3）2010年实验教学项目“基于TMS320VC5509的数字信号处理实验教学系统设计及教学方法研究”获黑龙江省新世纪高等教育教学改革工程项目资助。 （4）2012年，教学方法研究项目“面向实践的数字信号处理课程教学方法研究”获得黑龙江省教育科学规划课题项目资助。 课程2：大学本科创新研修课《基于软件无线电架构的通信信号处理》，学时：24。 简介：目前，随着计算机技术、超大规模集成电路技术的发展，无线通信技术和产品发展迅猛，已经广泛应用于航空航天、轨道交通、移动互联等军用民用领域。与此同时，无线通信技术带动了仪器科学和测试测量领域的发展，各种新型无线标准的提出和应用，要求与之对应的测量仪器能够提供更加丰富的测量功能，以及更加灵活架构。为了适应技术的变革，作为大学工科仪器类专业的本科生，掌握无线通信信号处理方法，开发基本的无线通信系统，已经成为适应行业需求、提升自身能力的必备条件之一。目前，各工科院校仪器类专业均开设射频微波、通信信号处理等课程，但是由于通信类课程理论复杂，概念抽象，使得学生难以理解理论的含义，学习效果不佳。 软件无线电是一种新型无线电体系结构，作为一种设计方法已被广泛用于通信和无线电工程领域。它可以通过运行不同的软件算法，实时配置系统通信功能，从而提供不同的无线通信业务，灵活地实现原型设计向实际应用的过渡。因此，本课程采用软件无线电架构，完成无线通信信号处理技术课程的讲解，涉及通信信号处理方法、无线通信原型系统仿真、硬件实物平台搭建等内容；同时，将人工智能技术应用于软件无线电平台中，研究频谱智能感知、频谱资源动态分配等通信领域中的新技术和新方法。基于软件无线电教学平台的通信信号处理技术适应了当前的技术发展趋势，学生通过本课程的学习，能够掌握通信基本原理，可重构的模块化设计，模拟通信收发机制和信道模型，整体通信链路快速搭建等技能。 招生信息 名称 硕士招生: 每年招收2-3名工学硕士。 要求：具有一定的电路设计能力，掌握FPGA逻辑设计方法，电路仿真工具HSPICE，编程语言：MATLAB，C。 博士招生: 每年招收1-2名工学博士。 机器学习理论与应用，电子系统测试、诊断、预测相关方向硕士研究生，请与我联系。 教学成果 成果名称 通信原理课程实验 基于RTL-SDR模块的QPSK信号解调程序 软件无线电实验.zip 成果名称 数字信号处理课件 本科生数字信号处理课件 数字信号处理课件.rar 论文期刊 论文标题 MAG: A Novel Approach for Effective Anomaly Detection in Spacecraft Telemetry Data 作者 Bing Yu , Yang Yu , Jiakai Xu , Gang Xiang , Zhiming Yang（通信作者） 发表时间 2023年10月 期刊名称 IEEE Transactions on Industrial Informatics 期卷 简单介绍 该文提出一种基于图神经网络的异常检测方法， 利用注意力机制确定多维参数间短时关联关系， 并利用长短时记忆网络提取数据中时间特性， 最终构建图神经网络完成复杂异常模式的检测；所发表期刊为 IEEE Transactions系列期刊， 中科院Top期刊， JCR一区期刊，IF：12.3。 论文标题 An ILD Void Detection Method for Monolithic 3D ICs Based on Switched Capacitors 作者 Ziwen Xiao, Zhiming Yang（通信作者）, Yang Yu 发表时间 2023年8月 期刊名称 IEEE Transactions on Computer- Aided Design of Integrated Circuits and Systems 期卷 简单介绍 该文针对三维集成电路在生产过程中， 由于空洞缺陷难以检测造成的电路可靠性低的问题， 提出了一种基于开关电容电路的层间绝缘体缺陷检测技术，通过测量层间绝缘体上逻辑门的等效电容，间接的评估器件生产过程中空洞缺陷的严重程度， 从而提高三维集成电路生产的良品率；所发表的期刊为IEEE Transactions系列期刊，中科院Top期刊，中科院二区期刊，IF：2 .9。 论文标题 A Statistical Feature-based Anomaly Detection Method for PFC Using Canonical Correlation Analysis 作者 Cuiyu Liu, Zhiming Yang（通信作者）, Gang Xiang , Yang Yu 发表时间 2022年11月 期刊名称 IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 期卷 简单介绍 该文针对电源系统内部缓变的退化行为， 提取微弱性能变化的统计特征参量， 建立基于典型相关分析的电源系统退化参量正常包络模型， 从而实现电源系统的异常检测；所发表的期刊为IEEE Tra nsactions系列期刊，中科院Top期刊，JCR一区期刊，IF：5 .6。 论文标题 ESR Estimation for Aluminum Electrolytic Capacitor of Power Electronic Converter Based on Compressed Sensing and Wavelet Transform 作者 Chuanfeng Li, Yang Yu, Zhiming Yang, Qingxin Liu, Xiyuan Peng 发表时间 2022年2月 期刊名称 IEEE Transactions. on Industrial Electronics 期卷 简单介绍 该文提出了一种电源中电解电容等效串联电阻估计方法。该方法基于压缩感知理论和小波分解方法，利用采集到的电源电压和电流输出纹波中的高频成分对电容等效串联电阻进行估计，有效减小电源健康管理的在数据采集、传输和存储方面的成本。所发表的期刊为IEEE Transactions系列期刊，中科院Top期刊，中科院一区期刊，IF：8.162 论文标题 NBTI and Leakage Reduction Using an Integer Linear Programming Approach 作者 Zhiming Yang*, Yang Yu, Guan Yue, Chengcheng Zhang, Xiyuan Peng 发表时间 2017年11月 期刊名称 Journal of Circuits, Systems and Computers 期卷 简单介绍 SCI期刊收录文章。该文构建超大规模集成电路在工作过程中，其性能退化/静态功耗与电路工作负载之间的函数关系，并利用线性规划方法获取电路在待机时刻最佳输入向量，以期在保证电路性能的前提下，最大化的降低VLSI电路的功率消耗。 论文标题 NBTI-aware adaptive minimum leakage vector selection using a linear programming approach 作者 Zhiming Yang*, Yang Yu, Chengcheng Zhang, Xiyuan Peng. 发表时间 2016年3月 期刊名称 Integration the VLSI Journal 期卷 简单介绍 SCI期刊收录文章。本文提出了一种自适应的最小漏电功率向量选择方法，该方法将VLSI电路的全寿命周期划分为一系列等间隔的时间序列，在每一个时间序列内，根据电路退化情况去自适应的改变最小漏电功率向量。该方法可以有效降低VLSI电路的功率消耗。 论文标题 NBTI and Power Reduction Using a Workload-Aware Supply Voltage Assignment Approach. , 作者 Yang Yu, Jie Liang, Zhiming Yang*, Xiyuan Peng. 发表时间 2018年1月 期刊名称 Journal of Electronic Testing 期卷 简单介绍 SCI期刊收录文章。本文提出了一种考虑电路实际工作负载特性的供电电源调整方法，用来降低电路的功率消耗和退化效应。 论文标题 基于输入向量控制和供电电源调整的NBTI效应和功率消耗联合优化方法 作者 Peng Sun, Zhiming Yang*, Yang Yu, Junbao Li, Xiyuan Peng. 发表时间 2017年9月 期刊名称 Algorithms 期卷 简单介绍 论文标题 基于概率电压传递特性的NBTI退化效应下逻辑电路瞬态错误率分析方法 作者 Zhiming Yang*, Junbao Li, Yang Yu, Xiyuan Peng. 发表时间 2015年10月 期刊名称 Algorithms 期卷 简单介绍 论文标题 基于偏置经验特征映射的电路故障诊断方法研究 作者 杨智明，俞洋，乔立岩，王钢 发表时间 期刊名称 仪器仪表学报 期卷 Vol. 34, No. 7, pp. 1595-1602 简单介绍 论文标题 Semi-supervised kernel learning based optical image recognition 作者 Junbao Li, Zhiming Yang, Yang Yu, Zhen Sun. 发表时间 期刊名称 Optics Communications, 期卷 Vol. 285, No. 18, pp. 3697-3703 简单介绍 SCI期刊收录文章