我國自動控制專家——吳澄院士
來源:科普中國
發(fā)布時間:2023-11-21
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導語:秉承尊重歷史、以史為鑒、弘揚傳承的理念,中國自動化學會于2015年特別打造“口述歷史”系列訪談欄目,走訪學會和自動化學科發(fā)展息息相關的老一輩科學家,探尋心靈深處的記憶,記錄心路歷程的點滴,為當代自動化領域科技工作者了解歷史、傳承老一輩科學家的寶貴科學思想和精神財富提供有益借鑒。



本期學會采訪的是吳澄院士。吳澄,我國自動控制專家,中國工程院院士,清華大學自動化系教授,中國自動化學會特聘顧問。自1986年起參與并領導了國家高技術研究與開發(fā)計劃(863計劃)自動化領域及計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)主題的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃和組織實施工作,曾任CIMS主題專家組組長、自動化領域首席科學家。同時,主持多學科科技人員聯(lián)合攻關,共同完成了中國第一個計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)實驗工程,解決了中國企業(yè)綜合信息化的總體關鍵技術,獲國家教委科技進步一等獎,國家科技進步二等獎。

作為國家早期制造業(yè)信息化的學科帶頭人,他在推動我國“以信息化帶動工業(yè)化”、“兩化融合”的進程中作出了重要貢獻,對中國工業(yè)整體的發(fā)展起到了很好的指引作用,大大提升了工業(yè)生產(chǎn)的質量和效率,促進了我國經(jīng)濟發(fā)展。


圖1:吳澄院士接受學會秘書處采訪


*(第一排 吳澄院士 第二排 左至右分別 趙驥、*呂愛英、張楠、王壇、叩穎)


一、留學海外,心系國家工業(yè)發(fā)展

1940年,吳澄出生于浙江桐鄉(xiāng)。當時國家正處在戰(zhàn)火紛飛的年代,貧窮是吳澄童年時代接受的第一課。崇尚讀書、勤于農(nóng)耕是桐鄉(xiāng)人一直的雅好與風尚,培養(yǎng)出了茅盾、豐子愷等一代名家,受桐鄉(xiāng)傳統(tǒng)讀書文化的影響,盡管家境貧寒,僅靠微薄收入維持生計,但吳澄的父親卻仍舊堅持讓孩子們讀書,他堅信,只有用知識才能改變家族貧窮的命運。


也正是在清貧生活的鞭策下,“奮斗”成了吳澄一生的座右銘。1954年,14歲的吳澄初中畢業(yè),為減輕家中負擔,他一心想要報考中專,但由于年齡未滿15周歲,不讓報名。


此時的吳澄,只能選擇繼續(xù)讀高中——嘉興一中。造化弄人,誰曾想這萬般無奈的選擇竟從此改變了他的人生。每每想到此,吳澄院士總是會感慨,如果當年如愿上的中專,便再無與清華結緣、與自動控制結緣的機會了。這個經(jīng)歷,讓他感悟到不能以學歷看人,學會了尊重別人。


1957年,17歲的吳澄以優(yōu)異的成績進入清華大學電機系工業(yè)自動化專業(yè)學習。清華大學,對于全國的學子來說,無疑不是聲望和榮譽的象征。踏進清華校門,成為“清華人”的吳澄,始終沒有迷失自己,仍舊以“追求卓越”的清華精神來勉勵自己珍惜時間,用心做好每一件事,“用知識去報效祖國”,是他的理想。正是這樣腳踏實地、埋頭苦學的吳澄,在研究生畢業(yè)后留校工作,開啟了他一生的講臺生涯。


機會總是傾向于有準備的人。1981年,系統(tǒng)工程研究比較熱門。此時,國家正處于改革開放初期,為培養(yǎng)更多人才,國家公費派遣了大量人才出國深造。2月,英語較好的吳澄就以博士后的身份赴美國凱斯西儲大學系統(tǒng)工程控制工程系進修。在美留學期間,吳澄參觀了IBM微電子的整個生產(chǎn)環(huán)境,也參觀了國外汽車廠的自動化生產(chǎn)線,這讓他震撼的同時,更多的是深感中國的科技與國外的差距,切身的感受到了國家和民族的發(fā)展任重道遠。他也知道,自己出國是為國家而學,正處于落后的國家更需要自己所學到的技術。于是,吳澄回到了清華園里,投身到國家自動化行業(yè)的建設中。


二、大膽創(chuàng)新,開啟企業(yè)信息化之路

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè),是決定國家發(fā)展水平的最基本因素之一,而智能制造簡單來說就是人工智能技術與制造技術、管理技術緊密結合起來的一個新學科。20世紀80年代,我國制造業(yè)無論是工藝裝備、管理水平還是質量水平方面都比較落后。回國后在清華大學擔任自動化系副主任的吳澄,思想和觀念發(fā)生了很大的變化,他深感到自動化系要積極地參與國家的經(jīng)濟建設。通過對中國工業(yè)自動化問題的探討,多位專家共識到當時最先進的一種生產(chǎn)技術和管理手段——計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)在國內(nèi)還是一片空白。


1986年,王大珩、王淦昌、楊嘉墀、陳芳允四位著名的科學家鑒于美國提出的星球大戰(zhàn)計劃,提出要追趕世界高新技術、跟蹤學習世界科技前沿技術的建議,提出了 “國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)”,拉開了我國歷史上規(guī)模最大的發(fā)展高科技和高科技產(chǎn)業(yè)的序幕。


正當吳澄在為發(fā)展中國的計算機集成制造系統(tǒng)四處奔走時,時任“863計劃”自動化領域首席科學家蔣新松正在考慮將此項目列入“863計劃”之中。很快,吳澄便被選定為“863計劃”自動化領域專家委員會委員,并擔任計算機集成制造系統(tǒng)實驗工程負責人。


所謂計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS),簡單來說,就是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的一種哲理、一種指導思想、一種以信息技術和系統(tǒng)技術為基礎的生產(chǎn)技術和管理手段。從純學術研究邁向具體應用,吳澄也面臨了諸多壓力,但是他內(nèi)心十分堅定,并認為作為工科生就要投身到社會中做工程,實現(xiàn)工業(yè)強國夢。


自1986年立項開始,CIMS的技術宗旨就是提高我國企業(yè)的競爭能力和創(chuàng)新能力,他和同事提出核心標準就是“企業(yè)說好才是真好”,作為一門應用性強的技術,提出并倡導“效益驅動、總體規(guī)劃、分步實施、重點突破”的方針,這“十六字方針”對當下的智能制造技術發(fā)展仍舊有效。將信息系統(tǒng)應用到企業(yè),以改善制造、改善管理、改善整個產(chǎn)品提升的過程。在這個思路的驅動下,CIMS受到了社會和廣大企業(yè)的高度贊揚。


1992年,在清華大學等11家單位的通力合作下,通過五年的艱苦努力,建在清華大學的我國計算機集成制造系統(tǒng)技術研究中心通過了國家科委的驗收。1993年,該中心獲得了國家科委頒發(fā)的科技進步一等獎,同年又被評為“全國電子信息類十大科技成果”第一名,1994年獲得美國制造工程師協(xié)會的“大學領先獎”。


為了落實“企業(yè)說好才是真好”,從1993年起,專家組選擇成都飛機公司、北京第一機床廠、沈陽鼓風機廠、上海第二紡機廠和四家企業(yè)作為計算機集成制造系統(tǒng)的首批試點企業(yè)。通過全方位的剖解和分析,吳澄帶領團隊對企業(yè)進行詳細了解,量身定做計算機集成系統(tǒng)工程方案,經(jīng)過幾年努力,這些企業(yè)都取得了顯著的效益。


成都飛機公司在如今仍舊十分感謝CIMS工程。該公司從1989年8月起就將CIMS工程作為企業(yè)信息化主線,實施產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成、引進了大型數(shù)控機床加工車間、生產(chǎn)資源管理系統(tǒng)等。計算機集成制造系統(tǒng)使飛機復雜結構件的加工效率提高了幾十倍,飛機零部件的質量得到明顯改善,縮短了生產(chǎn)準備時間,實現(xiàn)了企業(yè)的均衡生產(chǎn)。信息化的成功,促使成都飛機公司成為我國重要飛機型號的制造企業(yè)。


1995,北京第一機床廠被美國制造工程師協(xié)會授予美國計算機集成制造系統(tǒng)應用“工業(yè)領先獎”。這是自設立該獎項以來,第一個美國本土以外的工廠獲得的殊榮。


而后,吳澄領銜的CIMS專家組陸續(xù)在機械、電子、航空、航天、輕工、紡織、石油、化工、冶金、兵器等多個行業(yè)的幾百家企業(yè)實施了CIMS工程,大多數(shù)企業(yè)都取得了不同程度的經(jīng)濟和社會效益,這也為當時我國的經(jīng)濟發(fā)展起到帶頭作用,并給企業(yè)的技術改進及現(xiàn)代管理制度的建立起到了顯著的示范引導作用,成功走出了一條符合國情的企業(yè)信息化之路。


1995年吳澄當選為中國工程院院士。

回想起這一路的經(jīng)歷,吳老感嘆道:“863計劃給了大家施展的平臺,大家激情澎湃,真是激情燃燒的歲月,對于科技特別是自動化來說,與企業(yè)結合是非常重要的,僅僅局限于理論研究是不夠的,要理論與實際充分結合,用實際去不斷更新和提升理論基礎?!?/p>


三、老驥伏櫪,心系智能制造發(fā)展

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體,是立國之本、興國之器、強國之基。十八世紀中葉開啟工業(yè)文明以來,世界強國的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明,沒有強大的制造業(yè),就沒有國家和民族的強盛。打造具有國際競爭力的制造業(yè),是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。


我國歷來重視智能制造的發(fā)展。2015年,國務院印發(fā)《中國制造2025》,部署全面推進實施制造強國戰(zhàn)略。吳澄參與了相關的咨詢研究工作。這是我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領,智能制造成為我國制造業(yè)未來發(fā)展的主攻方向。黨的十九大提出推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合。


國家對智能制造的高度重視,吳澄院士認為,當前一是信息環(huán)境變了,二是制造的內(nèi)涵擴展了。當前提及的制造,不再單純只是產(chǎn)品設計、加工制造和物流管理,而是涉及到設計、裝配、制造、管理、物流、供應鏈等整全生命周期,究其根本是要服務于企業(yè)的高質量發(fā)展。


談及未來智能制造發(fā)展前景,吳澄院士是十分看好的。他提到,實體經(jīng)濟是國家發(fā)展的根本。從計算機集成制造系統(tǒng),到“兩化深度融合”,再到現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與實體經(jīng)濟深度融合,其根本都是推動制造業(yè)高質量發(fā)展。對于智能制造,國家有需要、企業(yè)有需求,因此更要持續(xù)、深入地推進智能制造發(fā)展。“自動化是一門交叉學科,具有很強的理論性,理論一旦脫離實際只能空談。所以,自動化學科在發(fā)展的過程中,與化工行業(yè)進行交叉,演變成了過程自動化,與機械行業(yè)交叉,又衍生了制造自動化等等。而將來要發(fā)展實體經(jīng)濟,也必須將自動化技術、系統(tǒng)技術、信息技術,應用到各個領域中。”


未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可能是智能制造發(fā)展的一個方向,生產(chǎn)全要素的柔性互聯(lián),將工業(yè)要素組配,優(yōu)化社會生產(chǎn),優(yōu)化服務過程。實現(xiàn)靈活定制、柔性配置、按需生產(chǎn)。


四、教書育人,推動學科發(fā)展

赴美深造、參與“863計劃”等經(jīng)歷都讓吳澄深刻明白知識和人才的重要性,這也是他投身教學科研的原因,希望可以為國家發(fā)展壯大培育更多優(yōu)秀人才。1966 年,吳澄清華大學研究生畢業(yè)后就留校任教,直到現(xiàn)在。在他的教導下,很多學生都已經(jīng)成長為各行各業(yè)的精英。


在談到自動化學科發(fā)展時,吳澄院士仍舊很感慨“863計劃”將自動化列為一個領域,“這個機會是空前絕后的,正因為自動化是一門交叉學科,所以它更具有開放性和包容性,更能夠與時俱進采用新的技術和方法,讓系統(tǒng)更優(yōu)化更可靠?!边@對自動化學科來說,也是一次難得的發(fā)展機遇。


從“863計劃”的首席科學家卸任后,吳澄投身到了自動化學科的建設中。 2001年,在吳澄等人的努力下,教育部首次設立教育部高等學校自動化專業(yè)教學指導委員會(以下稱自動化教指委),吳澄任主任委員。自動化教指委先后制定了專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、專業(yè)規(guī)范、專業(yè)本科教學國家標準等等,為我國的自動化專業(yè)建設和發(fā)展作出了突出的貢獻。


吳澄認為中國要發(fā)展,經(jīng)濟要發(fā)展,科技要發(fā)展,特別是經(jīng)濟發(fā)展,離不開自動化。自動化的發(fā)展符合了我們國家快速發(fā)展、跨越發(fā)展的道路,今后將具有頑強的生命力。國家經(jīng)濟增長迅速,中間離不開大量的科技工作者的貢獻,當然也包括了自動化科技工作者的貢獻。自動化學科是一門交叉學科,現(xiàn)代人才培養(yǎng)尤其是自動化學科的人才培養(yǎng)要注重交叉學科培養(yǎng),注重產(chǎn)教融合發(fā)展,促進教育鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的銜接。


五、滿懷熱忱,期冀學會再創(chuàng)輝煌

吳澄院士歷任學會常務理事、特聘顧問,與學會有著緊密的聯(lián)系和深厚的感情,同時也見證了學會多年來的蓬勃發(fā)展和不斷壯大。在訪談中,吳澄院士對學會的發(fā)展給予了高度的肯定和評價,表示學會凝聚力強,發(fā)展迅速,密切聯(lián)系產(chǎn)學研各界,積極開展各項活動,一直致力于服務廣大自動化領域的科技工作者。


圖2:吳澄院士寄語學會


2021年是中國自動化學會成立六十周年,談及未來學會的發(fā)展,吳澄院士更是深表信心,認為自動化的發(fā)展符合了國家快速發(fā)展、跨越發(fā)展的歷史機遇,相信未來學會的發(fā)展也具有很強的生命力,同時也希望學會能緊跟科技前沿,加強與企業(yè)合作,服務科技成果落地實施,為中國自動化未來的發(fā)展貢獻力量。


采訪最后,吳澄院士表達了自己對后輩人才的希冀,他希望廣大科技工作者要具備理科思維,勇于創(chuàng)新,敢于冒險;要進行工科實踐,注重效用;要引領市場需求。實體經(jīng)濟是高質量發(fā)展的關鍵,智能制造是發(fā)展實體經(jīng)濟的重點,是未來制造業(yè)發(fā)展的核心內(nèi)容和主要方向,期望未來有更多的人才投入到實體經(jīng)濟的建設中。


編后語:吳澄先生年逾八旬,但依然精神矍鑠,身體健朗,在一個多小時的訪談中,“國家”是吳老多次提及的一個詞語,在多年的求學、科研、教學生涯中,吳老始終不忘“報效祖國”的初衷,并克服種種困難,為國家經(jīng)濟建設和發(fā)展貢獻了自己的力量。雖然我們不曾體會老一輩科學家們篳路藍縷的艱苦環(huán)境,但他們所秉持的無私奉獻的拼搏精神、努力鉆研、求實創(chuàng)新的科研精神,都值得我們每一個人學習并傳承。


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