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柴天佑-中國(guó)工程院院士

柴天佑，IEEE Fellow，IFAC Fellow。1985 年于東北工學(xué)院獲工學(xué)博士學(xué)位，并留校任教。1988 年被晉升為教授，1990 年成為博士生導(dǎo)師。東北大學(xué)自動(dòng)化研究中心主任。國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973 計(jì)劃） 項(xiàng)目首席科學(xué)家。曾任國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)（IFAC）技術(shù)局成員及 IFAC 制造與儀表技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)主席（1996—1999）。2003 年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。

長(zhǎng)期以來(lái)從事智能解耦控制、自適應(yīng)控制、過(guò)程工業(yè)綜合自動(dòng)化等領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)和工程技術(shù)的研究，先后主持與完成國(guó)家 973 重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)重點(diǎn)基金、863 高技術(shù)計(jì)劃、國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃、國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項(xiàng)以及企業(yè)重大自動(dòng)化工程等 30 多項(xiàng)科研項(xiàng)目，取得多項(xiàng)系統(tǒng)性創(chuàng)新成果。提出了多變量自適應(yīng)解耦控制理論與方法，與智能控制、計(jì)算機(jī)集散控制技術(shù)相結(jié)合，主持研制出智能解耦控制技術(shù)及系統(tǒng)；提出了以綜合生產(chǎn)指標(biāo)為目標(biāo)的全流程混合智能優(yōu)化控制方法， 主持研制了混合智能優(yōu)化控制技術(shù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于鋼鐵、選礦、有色、電力等行業(yè)，取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng) 3 項(xiàng)，省部級(jí)特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng) 10 項(xiàng)；2007 年獲 IEEE 系統(tǒng)控制協(xié)會(huì)頒發(fā)的控制研究杰出工業(yè)成就獎(jiǎng)，2002 年獲何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)，2003 年獲遼寧省科技功勛獎(jiǎng)。發(fā)表論文被 SCI 收錄

80 余篇，EI 收錄 200 余篇，ISTP 收錄 80 余篇。出版專(zhuān)著 2 部。應(yīng)邀在IFAC、IEEE 的國(guó)際會(huì)議上作大會(huì)特邀報(bào)告 20 余次。創(chuàng)建了東北大學(xué)自動(dòng)化研究中心，并使之成為國(guó)家工程技術(shù)研究中心。培養(yǎng)建設(shè)了一支年輕的研究隊(duì)伍，共有 10 余名博士后出站，70 余名博士生獲得博士學(xué)位，200 余名碩士生獲得碩士學(xué)位。獲得全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)录叭珖?guó)先進(jìn)工作者。

做一個(gè)“最勤奮的人”

從東北大學(xué)北門(mén)步入校園，沿著知行路直行約500米，道路西側(cè)一座具有濃郁俄式風(fēng)格的建筑映入眼簾。潔白的大理石門(mén)廊， 暗灰的五層主體建筑， 相互映襯， 相得益彰，莊重典雅，高端大氣。中國(guó)智造的超強(qiáng)大腦——流程工業(yè)綜合自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，就坐落在這座樓館之內(nèi)。

創(chuàng)建和領(lǐng)導(dǎo)這個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的， 就是中國(guó)工程院院士柴天佑教授。在 30 多年時(shí)間里，他將一個(gè)名不見(jiàn)經(jīng)傳的小小研究室，“變”為一個(gè)在國(guó)內(nèi)外自動(dòng)控制理論和應(yīng)用領(lǐng)域頗具影響力的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

柴天佑在辦公室（一）

歲月無(wú)言，柴天佑的經(jīng)歷默默地向人們證明了一個(gè)“有志者事竟成”的古訓(xùn)。

柴天佑從小就對(duì)知識(shí)有著濃厚的興趣，當(dāng)一個(gè)科學(xué)家是他兒時(shí)的夢(mèng)。小學(xué)和初中，他是伴隨著鮮花和榮譽(yù)長(zhǎng)大的。1963 年，他以?xún)?yōu)異的成績(jī)考入了遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)，這在當(dāng)時(shí)，相當(dāng)于拿到了進(jìn)入高等學(xué)府的“入門(mén)證”?？墒?， 就在他修完高中學(xué)業(yè)，準(zhǔn)備躊躇滿志地去實(shí)現(xiàn)他的科學(xué)夢(mèng)的時(shí)候，他卻被歷史的旋渦卷進(jìn)一個(gè)區(qū)屬小廠當(dāng)了工人。

在工廠，簡(jiǎn)單的勞動(dòng)并沒(méi)有消磨掉他求知的渴望。他一面學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)， 一面熱衷于廠里的技術(shù)革新。一位與柴天佑一起工作過(guò)的老工人說(shuō)：“柴天佑這小伙子在我們廠子里車(chē)、鉗、鉚、電、焊都干過(guò)，他干活肯吃苦，肯動(dòng)腦子，干啥像啥，是廠里的技改能手?！庇捎诩夹g(shù)上內(nèi)行，他歷任車(chē)間技術(shù)副主任、車(chē)間主任、技術(shù)副廠長(zhǎng)、廠長(zhǎng)，并被評(píng)為“沈陽(yáng)市技改積極分子”“沈陽(yáng)市先進(jìn)科技工作者”。

1977 年，高考制度恢復(fù)。已近而立之年的柴天佑按捺不住內(nèi)心的喜悅和激動(dòng)，不顧許多人的勸阻，毅然放棄了廠長(zhǎng)職務(wù)和進(jìn)一步升遷的機(jī)遇，一舉即中，考入了東北電力學(xué)院。

像魚(yú)兒投入了海洋，工廠的實(shí)踐，大學(xué)夢(mèng)的破而重圓，使柴天佑對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)更加深刻，對(duì)學(xué)術(shù)的追求也日益癡迷。他克服了年齡大等不利因素，以驚人的毅力和速度，完成了學(xué)習(xí)上的飛躍；他僅用兩年半時(shí)間就修完了大學(xué)四年的課程，并于 1980 年考入東北工學(xué)院自控系，師從我國(guó)著名控制專(zhuān)家郎世俊教授攻讀碩士學(xué)位，兩年之后，他又以?xún)?yōu)異的成績(jī)提前一年畢業(yè)，在郎教授門(mén)下攻讀博士學(xué)位，選擇了“多變量自適應(yīng)控制”作為自己的研究方向。多變量自適應(yīng)控制是世界上公認(rèn)的研究難題之一，1986 年美國(guó)自動(dòng)控制“高峰會(huì)議” 確定了 7 個(gè)挑戰(zhàn)性課題，其中之首就是“多變量自適應(yīng)控制”，這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，這是一次艱難的攀登，為了突破這一科學(xué)難題，柴天佑不僅在必修課方面取得了優(yōu)異的成績(jī)，而且選修和自學(xué)了多門(mén)相關(guān)課程，并參閱了國(guó)內(nèi)外數(shù)百篇有關(guān)文獻(xiàn)。對(duì)多種控制方法進(jìn)行了理論論證，做了大量計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)， 從中尋找規(guī)律。有時(shí)，為了一個(gè)數(shù)據(jù)，為了研究一種新算法，他幾十次甚至上百次地計(jì)算、試驗(yàn)。他幾乎放棄了所有的節(jié)假日，從那時(shí)起，人們就公認(rèn)他是一位最勤奮的人。

一分耕耘，一分收獲。經(jīng)過(guò)幾年不懈的努力，柴天佑提出了多變量自適應(yīng)控制的新算法，建立了算法的統(tǒng)一格式，給出了算法的穩(wěn)定性和收斂性分析。其博士學(xué)位論文“多變量自校正控制器的研究”受到答辯委員會(huì)的高度評(píng)價(jià)， 被認(rèn)為是一篇極優(yōu)秀的博士論文。

1985 年，燈火輝煌的遼寧體育館，在慶祝東北工學(xué)院建院 35 周年的萬(wàn)人大會(huì)上，當(dāng)柴天佑無(wú)比激動(dòng)地從校長(zhǎng)手中接過(guò)博士學(xué)位證書(shū)時(shí)，全場(chǎng)掌聲雷動(dòng)。

“讓實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)理論研究成果”

畢業(yè)后，柴天佑留校任教。懷著為科學(xué)事業(yè)獻(xiàn)身的崇高精神，他腳踏實(shí)地，埋頭苦干，一步一個(gè)腳印，不斷向更高的目標(biāo)攀登。三尺講壇上，他施教育人；實(shí)驗(yàn)室中，他潛心科研。

培養(yǎng)一流的人才，要有一流的科研環(huán)境，而打造科研環(huán)境必須要有大量的資金投入等。靠國(guó)家撥款，要在短時(shí)間內(nèi)趕上和超過(guò)國(guó)外大學(xué)的水平是不可能的，只有創(chuàng)造條件，探索一種適合中國(guó)特點(diǎn)的科研機(jī)制，走出一條自我發(fā)展的道路，才能適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要求，掌握競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。

經(jīng)過(guò)深思熟慮，柴天佑決心帶領(lǐng)研究室的科研人員創(chuàng)建自動(dòng)化研究中心， 在學(xué)校與社會(huì)之間架設(shè)一道橋梁，將基礎(chǔ)研究成果與應(yīng)用研究實(shí)際結(jié)合起來(lái)， 走高技術(shù)研究道路，為國(guó)家的現(xiàn)代化建設(shè)作出直接的貢獻(xiàn)。同時(shí)，將所獲得的經(jīng)濟(jì)效益再用于科研環(huán)境的提升，使研究中心的發(fā)展形成良性循環(huán)。

1992 年 5 月，當(dāng)柴天佑把東北工學(xué)院自動(dòng)化研究中心的牌匾掛在高大的建筑學(xué)館前的時(shí)候，無(wú)疑是寫(xiě)就了一篇新的更加雄渾的創(chuàng)業(yè)宣言，它向人們宣告：這個(gè)藏在大樓深院無(wú)人識(shí)的小小研究室，就要成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)賽場(chǎng)上的重要一員了。

中心成立不久， 東北最大的火力發(fā)電廠—— 清河發(fā)電廠的“1~4 號(hào) 10 萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)組弱電控制系統(tǒng)”技術(shù)改造項(xiàng)目向社會(huì)招標(biāo)。消息傳來(lái)，柴天佑感到機(jī)會(huì)來(lái)了。

在由 15 名專(zhuān)家組成的招標(biāo)答辯會(huì)上，柴天佑創(chuàng)造性地提出利用集散控制方法，采用光纜通信并結(jié)合智能控制技術(shù)，以解決過(guò)去采用弱電進(jìn)行控制容易出現(xiàn)故障、造成停電的技術(shù)難題，并進(jìn)行了有理有據(jù)的論證，終于依靠自身的實(shí)力，戰(zhàn)勝了各路競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，一舉中標(biāo)。1993 年 5 月 14 日，清河發(fā)電廠 1~4號(hào)機(jī)組計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)一次并網(wǎng)發(fā)電成功，正式投入使用。有關(guān)權(quán)威人士評(píng)價(jià)說(shuō)：“這項(xiàng)工程又填補(bǔ)了我國(guó)采用計(jì)算機(jī)集散控制技術(shù)控制大型火力發(fā)電機(jī)組的一項(xiàng)空白?！?005 年，柴天佑院士結(jié)合豎爐、磨機(jī)等企業(yè)常用耗能設(shè)備的特點(diǎn)，圍繞運(yùn)行反饋控制結(jié)構(gòu)，在國(guó)際上首次提出了運(yùn)行反饋控制、控制器驅(qū)動(dòng)模型和虛擬未建模動(dòng)態(tài)的新概念，并組織丁進(jìn)良、吳永建、岳恒等骨干力量開(kāi)始進(jìn)行深入研究。2007 年，柴天佑院士憑借在控制領(lǐng)域取得的突破性成果，在新加坡召開(kāi)的 IEEE Multi-conference on Systems and Control 國(guó)際會(huì)議上獲得首屆國(guó)際控制研究杰出工業(yè)成就獎(jiǎng)，并應(yīng)邀作一小時(shí)大會(huì)報(bào)告。

柴天佑

理論成果只有應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐才能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。柴天佑院士將科研人員分成不同的小組，分頭開(kāi)始針對(duì)電熔鎂爐、磨機(jī)、豎爐、回轉(zhuǎn)窯等耗能設(shè)備展開(kāi)研究。2005 年，研究中心科研人員進(jìn)駐大石橋遼寧群益集團(tuán)營(yíng)聯(lián)鎂質(zhì)耐火材料有限公司，開(kāi)始了在電熔鎂生產(chǎn)線上的實(shí)驗(yàn)研究。2006 年在試驗(yàn)爐上取得成功后，節(jié)能效果明顯。嘗到甜頭的電熔鎂企業(yè)老板又在 5 臺(tái)爐子上安裝了運(yùn)行反饋控制系統(tǒng)，五臺(tái)爐子很快投產(chǎn)，節(jié)能增效的效果更加明顯。

柴天佑團(tuán)隊(duì)在零失誤的情況下，完成了電熔鎂爐專(zhuān)用智能運(yùn)行反饋控制技術(shù)的研究與實(shí)踐工作，發(fā)明了針對(duì)電熔鎂爐單獨(dú)運(yùn)行的特點(diǎn)的嵌入式控制系統(tǒng)，研制了電熔鎂爐智能運(yùn)行反饋控制軟件，為企業(yè)打造出一個(gè)超強(qiáng)大腦，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的全流程控制，在自動(dòng)控制領(lǐng)域樹(shù)起了東北大學(xué)的品牌。

柴天佑在辦公室（二）

奏響智能制造國(guó)際強(qiáng)音

2011 年 12 月 5 日，流程工業(yè)綜合自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正式揭牌，昭示著一個(gè)新航程的開(kāi)啟。實(shí)驗(yàn)室立足面向國(guó)家流程工業(yè)發(fā)展的重大需求，解決實(shí)現(xiàn)流程工業(yè)綠色化與綜合自動(dòng)化的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)成果，為我國(guó)流程工業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色化與綜合自動(dòng)化，為由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)提供科學(xué)技術(shù)支撐。

站在新的起點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室針對(duì)流程工業(yè)綠色化與自動(dòng)化的重大需求和控制技術(shù)的前沿問(wèn)題，開(kāi)始向更高的目標(biāo)闊步前行。

鄭州鋁廠 70 萬(wàn)噸拜耳法氧化鋁生產(chǎn)線研究的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、排山樓金礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、山西鋁廠熟料窯控制系統(tǒng)、長(zhǎng)春污水處理廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、20 萬(wàn)千瓦國(guó)產(chǎn)機(jī)組鋼球磨中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)、元寶山發(fā)電廠進(jìn)口 30 萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)組、撫順?shù)搹S的煉鋼—精煉—連鑄—連軋四位一體合金鋼棒材新流程生產(chǎn)線、越南氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)、巴布亞新幾內(nèi)亞的開(kāi)發(fā)施工項(xiàng)目…… 實(shí)驗(yàn)室在柴天佑院士的帶領(lǐng)下不斷挑戰(zhàn)新項(xiàng)目，取得新成果，在冶金、電力、環(huán)保等行業(yè)建立了一批用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的成功范例。

多年來(lái)，東北大學(xué)流程工業(yè)綜合自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在柴天佑的帶領(lǐng)下，面向國(guó)家流程工業(yè)高效化與綠色化的重大需求，開(kāi)展基礎(chǔ)研究與前沿高技術(shù)研究，在大型全流程生產(chǎn)線成功建立節(jié)能降耗效果顯著的綜合自動(dòng)化示范系統(tǒng)，為工業(yè)化和信息化深度融合樹(shù)立了典型示范。

實(shí)驗(yàn)室依托教育部國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、遼寧省“一帶一路”聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家留學(xué)基金委創(chuàng)新人才國(guó)際合作培養(yǎng)項(xiàng)目和 2 個(gè)學(xué)科創(chuàng)新引智基地

（111 計(jì)劃）開(kāi)展廣泛而深入的國(guó)際交流與合作。引智基地的 Frank Lewis 教授獲 2019 年國(guó)際科技合作獎(jiǎng)。

近年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室與國(guó)際合作單位聯(lián)合承擔(dān)科技部戰(zhàn)略性國(guó)際科技創(chuàng)新合作重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)等項(xiàng)目 30 余項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)室成員應(yīng)邀在 IFAC 和 IEEE 等系列國(guó)際會(huì)議作大會(huì)特邀報(bào)告近百次；國(guó)際合作成果榮獲國(guó)際科技合作獎(jiǎng)和中國(guó)政府友誼獎(jiǎng)。

2019 年起，實(shí)驗(yàn)室還創(chuàng)辦了“工業(yè)人工智能?chē)?guó)際會(huì)議（IAI）”，旨在推動(dòng)深入國(guó)際交流和領(lǐng)域發(fā)展。

實(shí)驗(yàn)室研究成果獲得國(guó)際權(quán)威專(zhuān)家的高度評(píng)價(jià)。國(guó)際控制領(lǐng)域最高學(xué)術(shù)組織 IEEE 控制系統(tǒng)協(xié)會(huì)三任主席 F. Bullo 教授、M. E. Valcher 教授和 R. Tempo 教授來(lái)訪后均在業(yè)界頂級(jí)期刊 IEEE Control Systems Magazine 上撰文贊揚(yáng)實(shí)驗(yàn)室：“實(shí)驗(yàn)室聲譽(yù)很高，是一個(gè)真正獨(dú)一無(wú)二且令人敬佩的研究中心。”“柴教授取得的成就在國(guó)際自動(dòng)化領(lǐng)域不可比擬?！?/p>

（文：張蕾）