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柴天佑院士:人工智能将会如何影响未来企业的发展?

时间:2019-07-26 来源:熊猫流量小王子

“自动化发展”一直是经济领域备受关注的问题。2018年中国自动化大会上,海内外自动化领域、人工智能领域的诸多院士、专家,就我国自动化技术与产业发展等话题展开了交流和高峰对话。其中,八位院士共话“自动化发展未来”的圆桌论坛环节,反响热烈。来自自动化领域不同行业的八位资深专家,就“自动化未来发展方向”的命题各抒己见,为自动化领域研究人员及从业者提供了思想的赋能和指引。


其中,关于工业生产的自动化发展趋势,工业自动化领域的先行者、国家冶金自动化工程技术研究中心主任柴天佑院士认为:未来工业自动化发展要围绕“一体化系统”来开展研究。自动化是一个与时俱进的学科,它的发展一定要结合物联网、云计算等其他技术的发展。所以,自动化下一步的发展需把原来的控制系统变成一个智能自主的控制系统,把原先的管理、决策信息系统,变成一个智能决策系统。在此基础上,再把智能决策和控制变成一体化系统。然后围绕一体化系统来研究它的基础,包括算法、理论、技术,直到自动化可以真正实现动态系统的智能控制与决策。


柴天佑院士在2018中国自动化大会上发言


工业自动化领域的先行者,攻克难题建奇功

柴天佑1947年出生在甘肃兰州,1985年毕业于东北工学院(现东北大学),获得博士学位,是控制理论和控制工程专家,曾担任IFAC(国际自动控制联合会)制造与仪表技术协调委员会主席,现任东北大学博士生导师和国家冶金自动化工程技术研究中心(沈阳分中心)主任。他主持研制的智能解耦控制技术及系统,应用于我国20万千瓦国产机组钢球磨中储式制粉系统和进口30万千瓦发电机组的机炉协调系统等工业过程,取得了显著的应用成效和社会经济效益,为我国工业自动化的发展和进步起到了突出作用。


80年代中国正处在社会主义经济的起步阶段,国家经济支柱产业——工业生产水平严重落后于西方发达国家,成为制约我国经济发展的主要原因。当时的冶金、电力等行业的生产,用的都是人工控制法。在生产过程中,需人工手动及时解决机器生产过程中产生的压力、温度等问题,确保生产的正常运行。这种落后的工业生产方式造成了能源消耗高、产品质量差和企业效益低等问题。解决了这一难题,就等于突破了中国当时复杂工业控制的第一道关卡,大大提升我国的工业生产水平。


当时正在东北工学院读博的柴天佑,也看到了其中的利害,于是主动选择了“工业自动化”课题,作为自己研究的主攻方向。 经长期的刻苦研究,1985年,他首先在国际上提出了多变量自适应解耦控制的研究理论,提出通过自动化控制解决所有影响工业生产过程的不定性因素,把这些因素的相互作用降到最低,就能提高工业产量、产品质量和产品效益。


这一观点逻辑清晰也很有新意,很快得到了行业内一些专家学者们的认可。也因此,柴天佑拿到了东北大学的工学博士学位,并留校任教。而这为他今后进一步进行“工业自动化”的研究提供了契机。


在东北工学院任教期间,他带领课题组将自适应解耦控制方法与智能控制和计算机集散控制技术相结合,研制出了智能解耦控制技术及系统。这一技术应用到工业领域后,解决了试点企业能耗高、污染重的重大关键技术难题,并给企业带来了显著的经济效益,也让他在业内变得小有名气。1988年,国家委派工业人才出国学习时,41岁的柴天佑获得了赴澳大利亚国立大学研修工业自动化相关专业的机会。



那个时代,正处改革开放初期,很多人盲目崇尚国外,一些中国留学生毕业后选择留在了国外发展。国外导师十分赏识他的才华,并劝他留下。可柴天佑当时满脑子想的都是学成回国填补我国工业领域的空白,回绝了导师的要求。有人问他,为什么不留在工业自动化相对发达的国外发展?他却满怀信心地说:“中国的落后只是暂时的,我们很快会将工业自动化领域最先进的技术,应用到中国的企业当中去,让中国实现高水平的工业自动化。”


四十不惑的年纪,他已对世界工业发展状况看的十分透彻,也看到了中国经济的方兴未艾。他认为:中国的强大,必须走工业自动化道路,而自己的研究课题,正是当时中国所急需的。冥冥中,他认为自己应该在中国工业自动化发展中有所担当。回国后1992 年他牵头成立了东北大学自动化研究中心,带领团队开始了“综合生产指标优化”课题的研究,这个课题也是当时国家973重点基础研究计划之一,体现出当时国家对工业自动化的发展高度重视。


课题研究成果在后来实际生产应用中发挥了巨大的效力,为合作企业创造了超过5 亿元的经济价值。这个研究成果也因此成为了我国首个获得中国工业自动化自主知识产权的产品。而他也在业内引起了不小的轰动,很多工业企业都向他抛来了橄榄枝。


为了加大工业自动化推广的力度,接下来的6年里他带领研发团队结合各种工业企业,对“工业自动化”课题进行不断深入和衍生研究。他的智能解耦控制技术先后应用到了冶金、电力、环保、国防等各个领域,明显改善了一些工业行业生产的自动化水平,取得了明显的经济效益。20多年的不懈努力终于实现了将“工业自动化”的科研成果转化为专有技术,并推广到了更多的工业行业。他的研究中心,也被国家晋升为“国家级冶金自动化研究中心”。但他觉得国家工业自动化的普及程度远远不够。


柴天佑到各地考察指导工作


为将“自动化技术”转化为通用产品而南北奔波

长期以来,他负责的国家级冶金自动化研究中心的研究成果,都是以解决方案的方式应用到厂矿和企业中去。方案形成后,科研人员得立即跟进,从机器安装、运行到维修,都要负责。合作企业难以自行操控。而且一个方案很难同时适应多家企业。期间多次的研讨和调试过程,浪费了大量的人力、物力、财力等。他认为解决这一问题的办法是:把“工业自动化”的专有技术,变为企业拿来就能装、就能用的产品,就如同把相机变成人人都会用的“傻瓜”相机。为将“自动化技术”转化为一种通用的产品,年近半百的柴天佑带领他的团队,开始奔波于大江南北的工业企业中,不断进行摸索、安装、实验和总结.....  


他们研制出我国第一个选矿生产控制指挥中心,实现了选矿生产综合自动化,并取得了巨大的经济效益;他远赴大西南参观指导我国最大的风洞的自动控制系统工程;在河北科技大学担任兼职教授期间,他积极协助该校获批“检测技术与自动化装置”、“控制理论与控制工程”两个学科硕士学位授权点,帮学校组织主办了“控制科学与工程学科发展研讨会”,并指导该校“检测技术与自动化装置”学科博士学位授权点的申报。他指导建设的“河北省生产过程自动化工程技术研究中心”承担了国家 863项目、国家自然科学基金和省重大项目等 20 多项,取得了一批重要研究和应用成果,科研成果转化成效显著,取得了良好的经济和社会效益。他还担任国家863计划先进制造与自动化领域专家委员会副主任,高屋建瓴地规划科研项目,严谨缜密地进行科研实践,主持完成了30余项国家重大科研项目并取得创新性成果。


 IFAC 理论委员会副主席Goodwin教授曾评价柴天佑:柴天佑教授在多变量随机自适应控制领域的工作是极优秀的。


创新型学科人才,才能适应现在社会的行业需求

对于工业自动化的未来,柴天佑认为,中国的社会经济与国家安全进入了快速发展阶段,人们对工业自动化提出了更高的要求。现在,国家实施的智能制造、互联网+、大数据、新一代人工智能等重大发展战略对自动化发展提出了新的要求。


移动互联网、云计算、大数据应用以及人工智能技术的迅猛发展,促进了工程技术人员、研究人员将以自动化、计算机、通讯为主的计算资源和以研究对象为主的物理资源深度融合、协同。目前正在研究的自动化系统必须在适应性、自治力、效率、功能、安全性等诸多方面远超现在的系统。


当下一些社会的关键基础设施,如:工业系统、交通系统、能源系统、水资源系统、通讯系统等都在朝网络化、智能化方向迈进。这致使控制系统也朝向智能自主控制系统的方向发展,管理与决策系统向智能优化决策系统和智能优化决策和控制一体化系统方向迈进。


同样,自动化的发展离不开人才的培养。对于如何升级和发展“自动化人才培养体系”,柴天佑认为,目前自动化学科教育和人才培养,存在着学科式培养的弊端——以论文为导向,与实践脱节。随着社会的发展,必须培养出创新型学科人才,才能适应现在社会的行业需求。这要求学校围绕科学发展的趋势,加强对学生的实践能力和系统设计能力的培养。有创新意识、创新精神和创新能力的新型工业化人才,才是当下行业最为紧缺的人才。

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