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(dǎo)語:秉承尊重歷史、以史為鑒、弘揚(yáng)傳承的理念,中國自動化學(xué)會于2015年特別打造“口述歷史”系列訪談欄目,走訪學(xué)會和自動化學(xué)科發(fā)展息息相關(guān)的老一輩科學(xué)家,探尋心靈深處的記憶,記錄心路歷程的點滴,為當(dāng)代自動化領(lǐng)域科技工作者了解歷史、傳承老一輩科學(xué)家的寶貴科學(xué)思想和精神財富提供有益借鑒。



本期學(xué)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(xué)自動化系教授,中國自動化學(xué)會特聘顧問。自1986年起參與并領(lǐng)導(dǎo)了國家高技術(shù)研究與開發(fā)計劃(863計劃)自動化領(lǐng)域及計算機(jī)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(lǐng)域首席科學(xué)家。同時,主持多學(xué)科科技人員聯(lián)合攻關(guān),共同完成了中國第一個計算機(jī)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(guān)鍵技術(shù),獲國家教委科技進(jìn)步一等獎,國家科技進(jìn)步二等獎。

作為國家早期制造業(yè)信息化的學(xué)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(jìn)程中作出了重要貢獻(xiàn),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(zhì)量和效率,促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展。


圖1:吳澄院士接受學(xué)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(xué)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(dāng)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(fēng)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(yùn)。


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(fù)擔(dān),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(dāng)年如愿上的中專,便再無與清華結(jié)緣、與自動控制結(jié)緣的機(jī)會了。這個經(jīng)歷,讓他感悟到不能以學(xué)歷看人,學(xué)會了尊重別人。


1957年,17歲的吳澄以優(yōu)異的成績進(jìn)入清華大學(xué)電機(jī)系工業(yè)自動化專業(yè)學(xué)習(xí)。清華大學(xué),對于全國的學(xué)子來說,無疑不是聲望和榮譽(yù)的象征。踏進(jìn)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(xué)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(jī)會總是傾向于有準(zhǔn)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(xué)系統(tǒng)工程控制工程系進(jìn)修。在美留學(xué)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(yuǎn)。他也知道,自己出國是為國家而學(xué),正處于落后的國家更需要自己所學(xué)到的技術(shù)。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(shè)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(jì)的基礎(chǔ)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(shù)與制造技術(shù)、管理技術(shù)緊密結(jié)合起來的一個新學(xué)科。20世紀(jì)80年代,我國制造業(yè)無論是工藝裝備、管理水平還是質(zhì)量水平方面都比較落后?;貒笤谇迦A大學(xué)擔(dān)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(jì)建設(shè)。通過對中國工業(yè)自動化問題的探討,多位專家共識到當(dāng)時最先進(jìn)的一種生產(chǎn)技術(shù)和管理手段——計算機(jī)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(xué)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(shù)、跟蹤學(xué)習(xí)世界科技前沿技術(shù)的建議,提出了 “國家高技術(shù)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(dāng)吳澄在為發(fā)展中國的計算機(jī)集成制造系統(tǒng)四處奔走時,時任“863計劃”自動化領(lǐng)域首席科學(xué)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(lǐng)域?qū)<椅瘑T會委員,并擔(dān)任計算機(jī)集成制造系統(tǒng)實驗工程負(fù)責(zé)人。


所謂計算機(jī)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(dǎo)思想、一種以信息技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)技術(shù)和管理手段。從純學(xué)術(shù)研究邁向具體應(yīng)用,吳澄也面臨了諸多壓力,但是他內(nèi)心十分堅定,并認(rèn)為作為工科生就要投身到社會中做工程,實現(xiàn)工業(yè)強(qiáng)國夢。


自1986年立項開始,CIMS的技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)就是“企業(yè)說好才是真好”,作為一門應(yīng)用性強(qiáng)的技術(shù),提出并倡導(dǎo)“效益驅(qū)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(dāng)下的智能制造技術(shù)發(fā)展仍舊有效。將信息系統(tǒng)應(yīng)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(qū)動下,CIMS受到了社會和廣大企業(yè)的高度贊揚(yáng)。


1992年,在清華大學(xué)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(xué)的我國計算機(jī)集成制造系統(tǒng)技術(shù)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(jìn)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(xué)領(lǐng)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(jī)公司、北京第一機(jī)床廠、沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠、上海第二紡機(jī)廠和四家企業(yè)作為計算機(jī)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(lǐng)團(tuán)隊對企業(yè)進(jìn)行詳細(xì)了解,量身定做計算機(jī)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(jī)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(jìn)了大型數(shù)控機(jī)床加工車間、生產(chǎn)資源管理系統(tǒng)等。計算機(jī)集成制造系統(tǒng)使飛機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的加工效率提高了幾十倍,飛機(jī)零部件的質(zhì)量得到明顯改善,縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)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(jī)公司成為我國重要飛機(jī)型號的制造企業(yè)。


1995,北京第一機(jī)床廠被美國制造工程師協(xié)會授予美國計算機(jī)集成制造系統(tǒng)應(yīng)用“工業(yè)領(lǐng)先獎”。這是自設(shè)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(lǐng)銜的CIMS專家組陸續(xù)在機(jī)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(jì)和社會效益,這也為當(dāng)時我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到帶頭作用,并給企業(yè)的技術(shù)改進(jìn)及現(xiàn)代管理制度的建立起到了顯著的示范引導(dǎo)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(dāng)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(jié)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(jié)合,用實際去不斷更新和提升理論基礎(chǔ)?!?/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(jì)的主體,是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。十八世紀(jì)中葉開啟工業(yè)文明以來,世界強(qiáng)國的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明,沒有強(qiáng)大的制造業(yè),就沒有國家和民族的強(qiáng)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(shè)世界強(qiáng)國的必由之路。


我國歷來重視智能制造的發(fā)展。2015年,國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》,部署全面推進(jìn)實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略。吳澄參與了相關(guān)的咨詢研究工作。這是我國實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng),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(jì)深度融合。


國家對智能制造的高度重視,吳澄院士認(rèn)為,當(dāng)前一是信息環(huán)境變了,二是制造的內(nèi)涵擴(kuò)展了。當(dāng)前提及的制造,不再單純只是產(chǎn)品設(shè)計、加工制造和物流管理,而是涉及到設(shè)計、裝配、制造、管理、物流、供應(yīng)鏈等整全生命周期,究其根本是要服務(wù)于企業(yè)的高質(zhì)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(jì)是國家發(fā)展的根本。從計算機(jī)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(jì)深度融合,其根本都是推動制造業(yè)高質(zhì)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(jìn)智能制造發(fā)展?!白詣踊且婚T交叉學(xué)科,具有很強(qiáng)的理論性,理論一旦脫離實際只能空談。所以,自動化學(xué)科在發(fā)展的過程中,與化工行業(yè)進(jìn)行交叉,演變成了過程自動化,與機(jī)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(jì),也必須將自動化技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、信息技術(shù),應(yīng)用到各個領(lǐng)域中?!?/p>


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(wù)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(xué)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(xué)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(xué)研究生畢業(yè)后就留校任教,直到現(xiàn)在。在他的教導(dǎo)下,很多學(xué)生都已經(jīng)成長為各行各業(yè)的精英。


在談到自動化學(xué)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(lǐng)域,“這個機(jī)會是空前絕后的,正因為自動化是一門交叉學(xué)科,所以它更具有開放性和包容性,更能夠與時俱進(jìn)采用新的技術(shù)和方法,讓系統(tǒng)更優(yōu)化更可靠?!边@對自動化學(xué)科來說,也是一次難得的發(fā)展機(jī)遇。


從“863計劃”的首席科學(xué)家卸任后,吳澄投身到了自動化學(xué)科的建設(shè)中。 2001年,在吳澄等人的努力下,教育部首次設(shè)立教育部高等學(xué)校自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)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(xué)國家標(biāo)準(zhǔn)等等,為我國的自動化專業(yè)建設(shè)和發(fā)展作出了突出的貢獻(xiàn)。


吳澄認(rèn)為中國要發(fā)展,經(jīng)濟(jì)要發(fā)展,科技要發(fā)展,特別是經(jīng)濟(jì)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(qiáng)的生命力。國家經(jīng)濟(jì)增長迅速,中間離不開大量的科技工作者的貢獻(xiàn),當(dāng)然也包括了自動化科技工作者的貢獻(xiàn)。自動化學(xué)科是一門交叉學(xué)科,現(xiàn)代人才培養(yǎng)尤其是自動化學(xué)科的人才培養(yǎng)要注重交叉學(xué)科培養(yǎng),注重產(chǎn)教融合發(fā)展,促進(jìn)教育鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的銜接。


五、滿懷熱忱,期冀學(xué)會再創(chuàng)輝煌

吳澄院士歷任學(xué)會常務(wù)理事、特聘顧問,與學(xué)會有著緊密的聯(lián)系和深厚的感情,同時也見證了學(xué)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(xué)會的發(fā)展給予了高度的肯定和評價,表示學(xué)會凝聚力強(qiáng),發(fā)展迅速,密切聯(lián)系產(chǎn)學(xué)研各界,積極開展各項活動,一直致力于服務(wù)廣大自動化領(lǐng)域的科技工作者。


圖2:吳澄院士寄語學(xué)會


2021年是中國自動化學(xué)會成立六十周年,談及未來學(xué)會的發(fā)展,吳澄院士更是深表信心,認(rèn)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(jī)遇,相信未來學(xué)會的發(fā)展也具有很強(qiáng)的生命力,同時也希望學(xué)會能緊跟科技前沿,加強(qiáng)與企業(yè)合作,服務(wù)科技成果落地實施,為中國自動化未來的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。


采訪最后,吳澄院士表達(dá)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(jìn)行工科實踐,注重效用;要引領(lǐng)市場需求。實體經(jīng)濟(jì)是高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵,智能制造是發(fā)展實體經(jīng)濟(jì)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(jì)的建設(shè)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(xué)、科研、教學(xué)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(jì)建設(shè)和發(fā)展貢獻(xiàn)了自己的力量。雖然我們不曾體會老一輩科學(xué)家們篳路藍(lán)縷的艱苦環(huán)境,但他們所秉持的無私奉獻(xiàn)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(xué)習(xí)并傳承。


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