中国网北京1月19日讯:“用中国核心智慧引领智能数字制造新时代”——专访中国虚拟仪器之父应怀桥
应桥，北京东方振动与噪声技术研究所名誉所长，浙江绍兴人，教授，研究员。较早提出“虚拟仪器数字化制造”的中国学者，提出并实现了“用软件制造仪器”和“软硬件结合”的思想，以取代传统的以硬件为主的模拟仪器。曾获“全国优秀科技工作者”、“2009科学中国年度人物”等荣誉称号。面对陡峭的科技高峰，淮桥始终奋斗在打造世界一流“虚拟仪器”的科研阵地上。他的理想是，生命不息，奋斗不止，让INV系统走进每一个实验室，让DASP软件运行在每一个实验平台上。他坚持科研创新几十年，在创立之初就提出了“勤奋、创新、坚持、自强、和谐”的校训。崇尚“高、大、深、快、善、实”的玻尔学院精神和“坚持真理、自由讨论、相互尊重、实事求是”的科学精神，极大地增强了学院的文化凝聚力。科研路上多少跋涉，应怀乔从未抱怨过。当智能数字制造技术攀上科学之巅，他依然没有停下脚步，而是把目光投向了更远的地方。他看好数字制造的发展前景，要全力推动智能数字制造技术达到世界范围的产业化水平。
中国虚拟仪器之父应怀桥
献身民族复兴勇攀科学高峰
“作为一名与共和国同行、在新中国受训的科学家，我有幸参与并见证了中国科技跟随、奔跑乃至引领世界发达国家的伟大征程。”应乔在接受采访时表示，自己多年来一直勇敢攀登科学高峰。虽然他的身体经历了“5中风4心梗”的极限人生挑战，但他无怨无悔，很庆幸能够和东方所的同事们一起努力，始终战斗在中国高科技领域的最前沿。
1941年，应怀巧出生在历史文化名城浙江绍兴。他的小学就读于蔡元培任校长的学校。丰厚的人文底蕴和家国情怀，使他从小就树立了“为中华之崛起而读书”的远大志向。18岁在浙江大学工程物理系学习理论物理。因为国家发展的需要，他被调到数学力学系专门研究应用力学的流体力学。5年后，毕业后分配到中国铁道科学研究院，致力于高速列车风洞的研究，到清华大学工程力学系实习，研究风洞试验与分析技术。
1965年参加中国罗布泊核试验基地原子弹氢弹核爆防护工程研究，学习原子弹爆炸试验技术，接触振动噪声和频谱分析。此后学习了数字计算机和信号处理分析，专业涉及振动和频谱分析。记得在参与核爆防护工程项目——地下铁路核爆振动噪声与动力学测试分析时，遇到了一个很大的难题，就是当地铁道床的沉降残余位移无法通过硬件获得时，虚拟仪器的大胆设想——“用数字算法和软件代替硬件”应运而生。此后，我们尝试用加速度数字积分代替硬件模拟积分，用离散傅里叶变换DFT代替硬件频谱分析，成为中国数字化制造和虚拟仪器的早期萌芽，也是中国AI概念的早期萌芽。
但当时只有计算尺和手摇电脑，研究结果与预期相差甚远。1970年，在中科院计算所用109B计算机和BCY语言完成计算后，才取得初步成功。三年后，中国铁建从日本工业展引进ECC555小型机，开始尝试用数字计算机的软件数字积分和数字频谱DFT分析代替传统的硬件模拟积分和硬件滤波来解决问题。
一九七五年，邓小平同志提出了两个“十年”核试验总结，即十次核试验成功和十次核爆炸。应怀桥参加了总结组，提出有一种计算位移和频谱结果的方法。领导批准使用555计算机进行地铁核试验计算，在数字积分、DFT频谱分析、传递函数计算等方面取得成功。1978年1月，在昆明召开的中国理论与应用力学学会岩土爆破会议上发表了相关论文。
1979年11月，国防科委在浙江杭州召开了核试验防护工程学术交流会第7911次会议。会上，应怀乔总结并提出了用算法和软件代替硬件制造仪器的概念性思路。这是虚拟仪器概念的正式提出。特别是所谓的虚拟仪器不是传统的仪器，而是集数据采集与信号调理、信号处理技术和PC技术于一体的基于软件的制造仪器。因为当时是机要会议，所以不能公开，但是得到了力学所所长郑哲民院士的表扬，说应怀桥同志的报告做得很好。同时受到清华大学副校长张伟院士、同济大学校长李国豪院士的表扬。虚拟仪器的概念比美国NI公司提出的“软件即仪器”的概念早了7年。同年出版了《振动测试与分析》一书，书中有计算机计算用算法和软件代替仪器振动参数转换的成功例子。
1980年，应怀巧被调到地震研究室。经过三年的研究，他陷入了没有磁带机和信号分析仪的困境。他决心建立中国东方研究所，在中国研究虚拟仪器。
“它在艰苦的工作中经历了无数的困难和曲折。但在1985年，《最大熵方法新倒谱研究——倒谱》一文发表在《力学杂志》和ASME辛辛那提国际会议上。1986年发表《快速傅里叶变换窗函数最大信息量修正研究》，发表在《固体力学杂志》和格拉斯哥国际信号处理会议上。特别是多年以后，应怀桥还记得中国第一台虚拟仪器在杭州钱塘江大桥火箭激振模态试验中的成功应用，还能记得当时那种埋头苦干的创作味道。”多年后，他回忆说，对于铁路桥梁，尤其是像钱塘江大桥这样的大型双层公铁两用桥梁，随着其使用寿命的增加和列车提速的要求，如何检测其性能参数已成为一项日益紧迫的任务。当时我们采用的一种先进方法是实桥模态分析。通过模态试验和分析，可以得到桥梁各阶模态的频率、阻尼、振型、模态质量和模态刚度。
杭州钱塘江大桥试验于1988年9月16日晚至9月17日凌晨进行。天气晴朗，风速越小，越有利于测试。火箭发射前10分钟，道路交通完全停止。火车花了10个小时发射火箭穿过缺口。发射了14枚小型火箭，每枚火箭产生一个1吨大小的方波，持续时间为100毫秒。
测试过程中，火箭发射必须与最后一趟列车间隔5分钟以上，才能充分衰减列车通过造成的余震。本次试验也是国内首次用小火箭激励铁路公路双层桥进行模态试验分析，并取得圆满成功。试验成功的消息被浙江电视台和中央电视台的新闻联播播出，开创了用小火箭模拟桥梁等大型土木结构模态试验的新方法，也是中国虚拟仪器在大型工程中的首次成功。
“虚拟仪器”节省了大量昂贵笨重的硬件材料、人力、物力、设备、厂房和能源，易于生产和携带。后来广泛应用于中国国防军工、航空航天空等多个部门。先后参与了火箭、神舟飞船、港珠澳大桥、高铁、地铁、大型建筑和设备等数百项国家重大工程的试验，为推动技术变革、促进新产业形成提供了基础。
引领智能数字制造时代新潮流。
回顾中国虚拟仪器之父应怀桥和东方所的科学跋涉，可以发现，自上世纪中叶以来，中国科学家一直在努力与国际前沿保持同步甚至领先。
1956年，美国人在达特茅斯提出了人工智能AI的设想；1965年，应怀桥在北京提出用数字积分代替硬件仪器的模拟积分，用DFT计算代替频谱分析仪的概念，是中国智能数字制造的萌芽，经过10多年的努力终于成功。1978年1月，在昆明中国理论与应用力学学会召开的岩土爆破学术会议上，发表了《地下结构爆破振动加速度的测量与分析》一文。这篇论文发表在《岩土爆破论文集》上，提出并证明了SMI是用软件制作成功的。1979年11月，应怀乔在杭州国防科委召开的全国防护工程学术会议上发表了一篇论文《频谱分析在防爆结构动态分析中的应用》，提出了用软件计算代替硬件仪器的概念，这是一种软件制造仪器的虚拟仪器。1979年11月，应怀桥主编的《振动测试与分析》一书由中国铁道出版社出版。在参数变换部分，提出了数字化制造应该用数字积分和DFT频谱分析代替传统的硬件仪器。
20世纪80-90年代，应怀桥主编的《波形与频谱分析及随机数据处理》一书由中国铁道出版社出版，该书发表了波形积分、瞬态波形DFT频谱分析等智能数字化制造内容和实例。《微机智能自动化动静态测试分析技术研究》一文在第八届全国振动技术交流会上发表，探讨了智能数字化制造的关键意义和“PC卡”的前景。在北京召开的第十二届全国振动与噪声高技术会议上，应怀桥发表了题为《科技展望——“大振动”与“计算机中航时代”的论文，并对智能数字化制造问题进行了探讨。
1993年，中国虚拟仪器走出国门，赴加拿大多伦多参加北京新技术展览会。是展会的第一个展位，获得了主办方的一致好评和好评。后来获得了两次北京市科学技术奖。
2007年，在北京召开的第二届全国虚拟仪器大会上，COINV东方研究所被会议纪要评为中国虚拟仪器之父。同时，大会将美国NI公司命名为全球虚拟仪器的创始人，引起了与会者的热烈反响。
回想10年前，当很多人对云智慧还相当朦胧的时候，应怀桥和东方所团队就不断用研究成果向学术界和全社会做“云智慧科普”。
10年来，一场关于云智慧的变革浪潮席卷全球，倾注了东方应怀桥和同事们的智慧和热情。
1.2009年，中国COINV创始人应怀乔在桂林第三届全国虚拟仪器大会上提出了“云智能仪器、云智能测试、人脑工程时代”的概念。
2.2012年，中国COINV创始人应怀乔在北京第十五届国际科博会上提出了云智慧时代的创新理念，从SMI到所有软件制造中小企业。
3.2012年，美国和英国的AI算法研究在卷积神经网络CNN和深度学习DL算法上取得突破。
4.2012年，美国通用公司GE提出了工业互联网的概念。
5.2013年，德国提出了工业4.0的概念。
6.2014年，美国工业互联网国际联盟IIC成立。
7.2015年，国务院发布《中国制造2025》。
8.在2015年十二届全国人大三次会议上，李克强总理提出，人工智能技术将为互联网和移动互联网领域的创新应用提供核心基础。
9.2015年7月，2015中国人工智能大会在北京召开，发布了《中国人工智能白皮书》。
10.2016年，中国工业互联网产业联盟在北京成立。
1.2016年4月，中国人工智能学会联合20多个一级学会发起在北京召开的2016全球人工智能大会暨人工智能60周年纪念大会。
12.2016年，谷歌AlphaGO与韩国围棋世界冠军李世石“世纪人机大战”。
3.2017年7月8日，国务院发布新一代人工智能发展规划。
14.2017年，中国改革报刊发应怀乔的文章《人工智能和软件制造一切会带来什么》，解读第四次工业革命的两个关键词。
15.2021年2月，企业家日报、人民日报市场新闻网、人民政协网刊发《应怀桥:打造数字中国战略新引擎，引领世界数字治理新未来》一文。第四次工业革命以来，出现了中国式“智能数字制造”、“云智能数字时代、智能数字社会”等重要新概念。
面对新时代的机遇，中国也做出了一系列“大动作”。2015年，国务院发布了《中国制造2025国家行动计划》。2017年7月8日，国务院发布新一代人工智能发展规划。2015中国人工智能大会在北京召开，发布了《中国人工智能白皮书》。此外，随着2016年中国工业互联网产业联盟在北京成立，2016年4月由中国人工智能学会发起，20多个一级学会联合在北京举办2016全球人工智能大会，让人工智能进一步深入人心。
56年的持续创新。2021年10月20日，应怀桥和东方所团队完成并发表了《中国智能数字制造原创持续发展56周年暨智能数字时代的IDT展望》一文，这是一篇推动智能数字时代的新文章。
加强全球数字治理监管，为民族复兴种下创新基因。
作为一个老人，应怀乔仍然和他的团队在高科技的最前沿孜孜不倦地工作，关注着每一个新发展、新成果、新趋势。
在最近和他的团队完成的一篇论文中，他写道:“人类社会在第一次蒸汽机工业革命之后，进入了工业化时代；第二次工业革命后，进入电气化时代；第三次工业革命后，进入信息时代。智能数字制造的第四次工业革命、IDM、AI革命正在到来。在IDM和AI的驱动下，人类社会将逐步进入数字经济和云智慧的智能数字时代高级阶段。”
数字制造IDM和人工智能AI革命正在推动第四次工业革命的到来。它们是未来科技发展的主要方向，是“四大革命”的主要引擎。由于种种原因，中国错过了第一次和第二次工业革命，现在正在补课追赶世界先进水平，成为制造业强国。好在中国正好赶上了第三次工业革命的末期和“四大革命”的萌芽期。幸运的是，中国是中、美、德、英“四大革命”的发起者和领导者之一。
当前，人类社会正在进入以数字生产力为标志的新的发展阶段，国内外涌现出数字化、云计算、云智能、人工智能AI、新基础设施、云智能数字时代等新概念。我们认为，智能数字制造IDM的概念发展经历了软件制造仪器SMI、虚拟仪器VI、云智能仪器CII、软件制造所有中小企业、智能数字制造IDM、云智能数字时代的发展历程，是一个“中国式的科学概念”，简明全面地包含了人工智能AI、软件制造所有中小企业、智能制造、数字制造、虚拟仪器VI、工业互联网等新名词、新概念的内在含义。
智能制造IDM是第四次工业革命的“核心引擎”，是一个与人工智能AI最为相似的中国式科学名词。云智能数字化时代是人类社会未来发展的高级阶段，是人类社会未来发展的重要方向。可见，云智能的智能数字制造正在改变我们的生产能力和生活方式，推动数字经济、数字社会、智能数字时代的到来。未来，智能机器人将取代人类的多种体力和脑力劳动，逐步应用于工业、医疗、农业、教育、交通商业、金融、军事学、法律、政府管理等领域和岗位，将人类从大量繁琐重复的劳动中解放出来。
不难看出，数字生产力将颠覆性地改变人类社会的传统生产力，从土地、人力、机械、能源、资本等。到云智能、数字算法、新概念、新方法、智能软件的创造力。当实体经济与数字经济深度融合，智能数字制造软件制造一切、定义一切、管理一切的时代正在到来。
因此，智能数字制造IDM是实现高水平科学技术、实现自力更生、推动CIDT在全球智能数字时代发展的重要引擎。在云智慧的数字时代，谁创造和掌握了新的概念和方法、算法和软件，谁就能引领人类的进步和世界的发展。
展望未来，诱人的机遇背后，人类也面临着复杂的挑战。目前，数字化治理和监管工作迫在眉睫。结合东方所的自主创新成果和经验，怀乔建议建立“数字联合国”。众所周知，计算机病毒对人类的影响很大，不良的“弹窗广告”应该尽快被禁止。它是破坏人类正常工作的严重信息污染，是摧毁人类生产力的恶性肿瘤之一。大量的垃圾广告和游戏广告让广大青少年学生深受其害，很多学生家长呼吁:救救孩子吧！急需研发破解弹窗广告和垃圾广告源头的技术，能够采取类似破解垃圾电话的有效措施，必将受到网民的热烈欢迎。
与此同时，随着计算机病毒和黑客事件的不断发展，脸书和推特网站禁止“特殊账户”事件，表明“数字王国”和网络需要法律和行为准则，需要胸怀天下，睿智善良，建立不以营利为目的的国家反病毒软件开发机构和团队。迫切需要建立国家级和世界级的数字监测和治理机构。
古往今来，创新始终是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，是中华民族最深厚的民族禀赋。多年来，应怀桥一直呼吁尽快设立国家创新节，这也是引导、培养和激励我们的年轻人从心底建立创新之心和好奇心，以创新为内在禀赋的捷径。通过设立国家创新节，倡导创新，形成社会动力和惯性，我们掌握了社会发展引擎的方向盘。应桥建议，将中国传统二十四节气之一的臭节设立为国家创新节，但目前世界上还没有创新节，这也是推动中国在自主创新道路上稳步而深远发展，向建设科技强国迈进的关键一招。
应桥认为，在下一个世纪世界前所未有的变革中，有两大法宝，一是数字化“智能数字制造IDM”，二是创新。把握住这两个引擎，中国人民必将早日实现中华民族伟大复兴的中国梦，中国必将在世纪不发生大的变化的情况下赢得更多的主导地位和话语权。
