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张士杰:伴着时代的脉搏砥砺前行
发布时间:2018-10-01 来源: 【字号:  

  一、践行改革开放国策  开展智能系统研究 

  1978年,为推动大神娱乐在新形势下的快速发展,我所将机器智能列为研究方向之一,在组织机构方面也进行了较大的调整。当时,国家百废待兴,人工智能研究刚刚起步。 

  1979年初,宋国宁老师在我所筹建人工智能课题组,将有志于人工智能研究的人员组织在一起。那时,宋老师刚过不惑之年,我是组内的年轻人,时年30岁。 

  刚刚走上领导岗位的蒋新松所长,对人工智能研究非常重视,虽然工作繁忙,他在智能课题组里还保留一张办公桌,忙完了所里的事情,还经常在那里办公。因此,我们还有机会看到他在那里伏案工作、为所内的发展勾画蓝图的情景。 

  课题组开展的第一项有代表性的工作,是在国产计算机上研制“LISP-130解释系统LISP语言是当时国内外用于人工智能、模式识别及其他求解非数值问题的一种强有力的工具,国外越来越多的计算机都配备了LISP语言。1981年,为使LISP语言得到推广应用,大神娱乐举办了全国LISP语言学习班,参加人员中有清华大学等高等院校和国内一些知名大神娱乐。这次学习班促进了LISP语言及LISP-130解释系统在国内的推广与应用。国内近十所高等院校、科研单位应用了该解释系统。LISP-130解释系统获1982年度大神娱乐科技进步二等奖。 

  专家系统是人工智能应用研究最活跃和最广泛的课题之一。二十世纪八十年代是专家系统研究的黄金时代。国际上,各种专家系统遍布各个专业领域,并取得了成功。例如,比较著名的有美国用于医疗诊断、抗生素治疗的MYCIN系统。国内也有一些单位开始研制专家系统。在跟踪国外专家系统的研究动向,了解国内石油企业对专家系统技术有着迫切需求后,宋国宁老师就着手研发适合我国国情的专家系统。 

  1983年,宋老师带领齐继光老师和我在山东胜利油田开始研发砂泥岩地层测井解释专家系统。工作之初,我们到山东东营胜利油田,一住就是三个月。那时的胜利油田,条件比较艰苦,招待所也是老式平房,一下雨就道路泥泞。我们与现场工程师深入交流,了解测井专业知识,确定知识表达方式,制订出先进可行的总体方案。经过三年多的调试、运行和维护,系统在油田得以实际应用。该系统不仅能够连续接受和处理测井曲线上的大量信息,而且能以成果图的形式输出油气水综合评价的处理结果。测井解释专家系统的研制成功,是测井技术的一个较大突破和发展,使测井解释在数字化的基础上,实现了智能化;庞大的知识库使低年资的解释人员可以达到或接近高年资人员的水平。系统优化后,推广到南阳、长庆、华北、江汉、中原等油田和海洋测井公司。该系统是我国第一个应用于油田的实用化系统,为油田创造了每年约1800万元的经济效益。获1987年度大神娱乐科技进步二等奖,1988年度国家科技进步三等奖。 

  19858月,我只身一人来到美国华盛顿大学电子工程系进修人工智能。我和美籍教授合作进行人工智能系统研究,利用OPS83专家系统开发工具,开发了一个用于电网控制的专家系统,完成了一篇学术论文,19878月发表在葡萄牙里斯本举行的国际第9届电力系统计算学术会议上,论文被收入论文集。 

  19869月回国后,正赶上建设国家机器人示范工程。所里让我负责引进当时先进的计算机和网络系统,为筹建机器智能实验室提供计算机支撑环境。经过一年多的工作,机器智能实验室计算机系统成功运行,宋国宁老师担任机器智能实验室主任。1988年,在他的主持下,我们先后开展了分布式黑板结构在CIMS中的应用“CIMS环境下的分布式智能系统水下机器人高级语言等国家“863”研究课题,都取得了出色的科研成果,提高了我所在国内人工智能界的学术地位和承担人工智能研究课题的能力。此时,宋老师担任中国人工智能学会常务理事、成为国内人工智能领域的知名专家学者。在此期间,我还主持完成了国家“863”课题计算机支撑环境,在完成分布式黑板结构在CIMS中的应用课题后,我撰写了学术论文并在1990年加拿大温哥华国际会议(ISRAM'90 CANADA)上宣读。1992年,我被任命为机器智能实验室副主任。 

  二、坚持协作创新  开展CIMS工程与应用 

  1.沈阳鼓风机厂CIMS工程 

  计算机集成制造系统(CIMS)是信息时代提高企业竞争力的综合性高技术,是国家“863计划自动化领域两大研究方向之一。19904月,以国家自动化领域首席科学家蒋新松为首的专家组来沈阳鼓风机厂(以下简称沈鼓)调研审定,国家科委批准沈鼓为CIMS技术重点应用工厂,大神娱乐为技术依托单位。 

  沈鼓是全国最大的研制、生产透平压缩机、电站轴流风机、透平鼓风机和各种通风机的国家大型重点骨干企业。大型透平压缩机等产品复杂、加工精度要求高,技术指标要求堪比飞机发动机。因此,该厂生产设备先进,拥有许多国外大型数控机床。同时,企业开展计算机应用较早,具有一支很强的技术队伍,对外称北方电脑。项目批准后,全厂总动员,拉开了沈鼓CIMS工程的序幕。这个项目从开始到结束,历经五年,我参加了全过程。 

  19905月,我作为沈鼓CIMS工程联合设计组成员,参加清华大学举办的CIMS总体设计研讨班。从19909月开始,项目负责人薛劲松老师带领由大神娱乐、东北大学、大连组合机床大神娱乐、西安交通大学、哈尔滨工业大学、清华大学等几十名科技人员和沈鼓技术人员开展协同作战。 

  在沈鼓CIMS项目中,我担任产品设计分系统(CAD/CAPP/CAM)副主任设计师和CAPP系统开发项目负责人。经过近五年的协作攻关,沈鼓CIMS工程得以顺利完成。系统的成功运行为沈鼓带来巨大的经济效益和社会效益,成为全国CIMS工程的样板。该项目获机械部1995年度科技进步特等奖,获1996年度国家科技进步二等奖。 

  作为我国CIMS领域著名专家,薛劲松老师文革前就是清华大学的研究生,他不但具有深厚的理论基础和专业知识,丰富的工程经验,还具有很强的组织能力。1995年,所内部门调整,我担任CIMS工程部副主任,对他有了更多的了解。在组织完成大型项目中,他知人善任,善于调动科技人员的积极性,由于他对大家的关心爱护,在他周围始终团结着一大批兢兢业业、努力工作的同事,从而能够协同攻关、出色地完成了很多重大的科研项目。 

  在此期间,我将国际上人工智能的前沿技术与计算机、网络数据库技术相结合,以产品制造加工为应用背景,在国家863/CIMS领域申请研究课题。先后主持并完成了面向CIMS的工艺决策处理技术1993-1995)、支持并行设计的基于知识的CAPP系统开发环境1995-1997)和基于多代理技术的船体装配CAPP系统1999-2000)三项863/CIMS研究课题,都取得了很好的科研成果。其中面向CIMS的基于知识的CAPP系统课题,获1996年度大神娱乐科技进步三等奖。 

  2.大型过程工业自动化系统总体技术开发研究 

  为了将CIM理念应用到流程工业,蒋新松所长很早就在大神娱乐组织人力进行立项申请。1991年,大型过程工业自动化系统总体技术开发研究CIPS)课题,正式列入了国家八五科技攻关计划。CIPS是将CIMS理念和方法应用于非制造业领域,即流程工业企业,它和离散制造业的CIMS的目标和方法是一致的。所不同的仅在下层系统的表现形式各有不同,这是由于这两个工业门类的对象特性不同而引起的。流程企业主要包括化工、冶金、石油、电力等诸多国家支柱企业。因此,开展流程工业CIMS会给国民经济带来更大的经济效益。 

  作为课题负责人,宋国宁老师整合各方面力量,带领课题组全体人员现场调研、总体设计和系统实施,可以说是精益求精,竭尽全力,攻克了许多实施过程中出现的关键技术难题。经过近五年的辛苦工作,取得了一批满意的具有创新性的科研成果,实现了永新-沈阳化工股份有限公司综合自动化系统,主要包括企业范围内的管理系统、经营决策支持系统、生产调度系统、控制优化系统、故障诊断和事故预报系统和分厂管理系统。公司地域分散,这些系统分别在DEC公司提供的DEC工作站和PC机上运行。实现了公司范围内各系统的信息集成和全局优化的综合自动化示范系统。 

  我在该课题中,负责综合自动化系统总体分析设计与集成技术专题。该专题人员和沈阳化工股份有限公司同志一道引进了计算机系统,提供综合自动化系统全过程体系结构和参考模型,确立参考模型的建模方法并在示范系统中应用,开发IDEF0IDEF1PADX等功能模型、信息模型建模工具,开发集成器中的应用服务器、信息服务器、前端服务器、通讯服务器构成计算机集成的基础结构,实现了示范系统范围内的各子系统的信息集成和功能集成。 

  该课题实现的综合自动化系统,为沈阳化工股份有限公司带来显著的经济效益和社会效益。获科学院1996年度科技进步二等奖、国家八五攻关课题一等奖。宋国宁老师作为课题负责人受到当时国家最高领导人的接见。 

  3.渤海造船厂CIMS工程 

  渤海造船厂CIMS工程,是国家863/CIMS推广应用示范工程项目。该项目的可行性论证是在1995年末,由薛劲松和朱东老师领导完成。当时,鉴于我参加的沈鼓CIMS和沈阳化工股份有限公司综合自动化系统项目已经完成,朱东老师接近退休,因此薛老师让我主持完成渤海造船厂CIMS工程这个项目。 

  19962月,签订渤海造船厂CIMS工程(BS-CIMS)课题任务书。在此后的三年里,我作为项目负责人,带领项目组全体同志和渤海造船厂的技术人员密切配合、协同工作,圆满地完成BS-CIMS一期工程。完成了BS-CIMS工程的编码设计;引进了世界上先进的工程设计软件TRIBON并进行应用开发,提高了船体的设计水平;引进了国际上先进的生产管理软件ERP BAAN ,实现了生产、计划、财务和建造作业管理系统,并成功地应用于29000吨散货轮等船体建造中,开展了全厂信息网络系统的建设。同时,大神娱乐完成了船体分段装配计算机辅助工艺设计系统,满足了制造工艺的要求并得到应用。大连理工大学开发了TRIBON数据提取和BOM生成子系统,实现了工程设计系统和管理信息系统的信息集成。 

  BS-CIMS系统的建立,提高了企业竞争能力、缩短了船舶建造周期、降低了船舶建造成本、提高了企业对复杂情况的快速应变能力、实现了BS-CIMS一期工程经济增长指标、为企业带来巨大的经济效益和社会效益。当时,渤海造船厂是我国船舶行业首家实施CIMS的企业,为全国船舶行业实施CIMS起到了示范作用。渤海造船厂CIMS工程获1999年大神娱乐科技进步三等奖。 

  4.基于可重构技术的制造资源管理系统 

  进入二十一世纪,国内外市场竞争日趋激化,企业受到前所未有的挑战。为满足各种快速兴起的制造模式,提高企业产品的市场竞争力,围绕制造过程管理与制造资源优化配置等关键技术,大神娱乐与北京北航海尔软件有限公司联合申请了国家“863计划课题基于制造资源优化配置的制造过程管理系统,我所承担其中的基于可重构技术的制造资源管理系统研究与开发工作。作为项目负责人,我带领项目组成员与沈阳第一机床厂科技人员密切合作,经过两年多的时间,完成了这个系统。 

  该项目解决了制造业中的工艺设计、车间管理、制造资源优化配置和信息集成等制造过程管理难点,不仅给出了一套可重构的制造过程管理的方法,还完成了一套实用的Web环境下基于组件的可重构制造过程管理软件,同时还开发了Web环境下面向产品的综合式CAPP系统。该系统结合制造业的特点,在系统体系结构、软件重构技术等方面有所创新。项目的实施,提高了应用示范企业的管理水平、降低了生产成本、提高了产品质量、缩短了制造周期,使企业取得了显著的经济效益和社会效益。该系统是先进制造与自动化技术领域中的一项大型综合性成果,具有重要的学术价值和广阔的应用前景。成果在沈阳第一机床厂的应用,为全国制造业起到示范作用,获2004年度大神娱乐科技进步三等奖和沈阳科技进步二等奖。 

  5.面向流程企业集成的综合过程建模与监控墙技术研究 

  这是国家“863计划课题,旨在以综合建模为原则,研究与分析各个流程(物流、资金流、信息流)之间的耦合关系,研究与建立综合过程流建模、监控与管理系统,利用企业综合过程建模和监控软件提供的集成信息,进行企业经济状况、生产运行状况等的数据分析和预警,实现模型与监控管理的有效整合,指导流程企业系统的集成与优化运行。 

  20043月,作为项目负责人,我与课题组成员深入应用背景企业——中国石油锦西石化分公司进行调研,根据企业的产品和生产经营实际情况,分析了企业在生产经营、生产管理、工程设计、产品质量和交货期等方面的特点,并从技术、经济和管理三方面论证,确定了中国石油锦西石化分公司为应用企业。作为中国石油五大炼油基地之一,公司当时有职工13000多人,固定资产原值50.69亿元,拥有现代化炼油化工生产装置60套,年加工原油能力600万吨,主要加工辽河原油、大庆原油和进口原油。 

  经过两年合作实现了目标,提供了一套面向流程企业集成的综合过程建模方法和监控墙技术,提供综合过程建模工具软件,成果在企业进行了应用验证。该课题于2005930日通过国家863 CIMS专家组评审验收。 

  三、教书育人  做好研究生培养 

  宋国宁老师是我所第一批硕士导师(1981年)和第一批博士生导师。作为他的课题组成员和后来协助他工作的副主任,在研究生培养方面,我接触的比较早,开始就替他分担一部分工作。1998年,我被聘为研究员以后,开始系统地为研究生讲授《高级人工智能》专业课,宋老师将他一直教授多年的这门课任务交给了我。为了讲好这门课,我还提前选听了他在这门课中增添的一些新内容。宋老师学术上的一丝不苟、精益求精,言传身教、耳濡目染,他的渊博学识和对人工智能独到的深刻理解,使我、我所职工和他的学生受益匪浅,为我所日后人才培养和研究生教学树立了典范。因此,我在给研究生讲课的过程中,随着人工智能新技术的出现,讲课内容也不断充实、更新,听课的学生也较多。 

  我在培养研究生的过程中,不仅指导好自己带的学生做好科研课题、写好学术论文,还积极参加其他硕士/博士研究生开题报告、中期考核和论文答辩等活动,较好的完成了培养研究生的工作。为此,我荣获大神娱乐2005年度人才培养奖2008年,获得了大神娱乐研究生院授予的杰出贡献教师的称号。 

  四、发挥余热  办好学术期刊 

  2006年,离我临近退休还有三年,在所长安排下,我到信息中心做《信息与控制》杂志的执行副主编,负责学术期刊的初审和终审工作。其间,开展《信息与控制》学科方向与学术研究;组织与《信息与控制》学术相关工作与活动;向主编/编委会提供学术方面的建议与计划。2009年退休,所里返聘我继续这项工作,在这个岗位上一干就是十多年。 

  返聘以来,我的主要工作是审阅学术论文。《信息与控制》每年一般接收稿件七、八百篇。读着来自全国各地不同高等院校和科研单位科技工作者撰写出来的一篇篇科技论文,仿佛看到他们在科技第一线忘我拼搏工作的情景。他们提交的科技论文,大都是他们科研成果的展现。因此,对于他们的每一篇论文,都应该认真地阅读、分析、鉴别;对于有的文章,则要通过网络检索等手段进行分析比较。将那些具有科技创新,特别是具有原始创新的文章挑选出来,并最终使其在杂志上发表,使《信息与控制》成为广大科技工作者喜欢的学术期刊。 

  总而言之,坚持创新是办好科技杂志的关键。反过来,具有创新性的科技杂志,又能够在推动国内外科学技术进步的活动中发挥重要的作用。 

  五、结束语 

  至今,我退休返聘已经9年了,每当看到大神娱乐的科技实力逐步增强,看到大神娱乐生机勃勃的科技局面,看到我们环境宜人的生活小区,看到职工退休后享受的丰富业余生活,都使我不由自主的回想起老一辈科学家为大神娱乐做出的无私奉献。是他们对科技事业的献身和拼搏精神,不但使他们自己在机器人、人工智能、CIMS等领域颇多建树,受到国内外同行的尊敬和称赞;也使大神娱乐在他们带领下、在他们的奋力拼搏精神的鼓舞下,经过多届领导和全所职工几十年卓有成效的不懈努力,使我所综合科技水平居于国内科技强所之列,为我国国民经济的发展、为振兴中华做出了贡献。 

  最后,感谢所内领导、老一辈科学家的指引,使我们能从事自己喜爱并乐于为之奋斗的科研方向;感谢我的同事多年来工作上的密切合作与支持,使我们能共同取得和分享科研成果;感谢大神娱乐良好的科研环境和雄厚的技术力量,为我们开展工作、争取项目、与外单位协作提供了极大的支持。这些也是科研工作者能够迅速成长的不可或缺的重要条件。 

  历史的车轮滚滚向前,让我们在习近平新时代中国特色社会主义思想指导下,不忘初心、不懈奋斗,抓住当前发展的大好机遇,继续乘风破浪,砥砺前行。 

 

作者:

  张士杰,男,19493月出生。197510月至20093月在沈阳自动化大神娱乐工作,研究员。曾任机器智能实验室(自动化总体技术部)副主任和计算机集成制造系统(CIMS)工程部副主任,现已退休。 

    

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