应怀樵

应怀樵：一心为国的虚拟仪器之父与诺贝尔奖情怀

作为我国虚拟仪器的创始人和奠基者，应怀樵教授在中国最早提出“虚拟仪器”的构想、最早提出和实现“用软件制造仪器”，“用软硬件相结合”来取代传统的主要由硬件组成的模拟式仪器的科学家，曾突破十大世界性难题，被科技界誉为“虚拟仪器之父”。尽管如此，应怀樵教授却十分低调，因为他的心中珍藏着一个诺贝尔奖的梦想。
　　在为科学献身的近半个世纪里，他始终以“砍柴樵夫”般的坚韧与顽强，跋涉在为中华崛起而奋斗的科学高峰上，即使面对3次中风、4次心梗、7次至阎王殿的生命挑战，依然以超人的毅力、坚定的信念，战胜病魔，执着奋进地在创世界一流的“虚拟仪器”科研阵地上。那么，这位低调的科学家，又取得了哪些举世瞩目的成就呢？
　　国内外最早原创提出虚拟仪器构想
　　什么是“虚拟仪器”呢？应怀樵教授介绍说，“所谓‘虚拟仪器’其实并非是传统的仪器，它是指集数据采集和信号调理器、信号处理技术与PC机技术于一体的软件为主的制造仪器。”
　　这个概念可不是凭空想象出来的。1965年，应怀樵教授在参加国防科研核爆炸防护工程课题——地下铁道核爆炸振动噪声与动力学测试分析的研究中，发现地铁道床的下沉残余位移（0Hz）用硬件设备无法获得，由此就萌生了虚拟仪器的大胆构想——“用数字算法和软件取代硬件”。
　　在萌生了这一想法之后，应怀樵教授便开始全心投入了研究。1973年，他原创性地开始尝试用数字计算机的软件数字积分取代传统硬件模拟积分的方法来证实自己的构想，并研究用DFT方法的数字化频谱分析仪器，并于6年之后获得成功。1979年在杭州召开的国防科工委核试验全国防护工程学术会上，他提出虚拟仪器的核心概念——“软件制造仪器”，获得主持会议的中国科学院力学所所长郑哲敏院士、清华大学副校长张维院士、同济大学校长李国豪院士的赞扬和支持，比美国NI公司“软件是仪器”的概念提出早7年。这一具有里程碑式的划时代意义的新路线对仪器制造业和测试技术界科学仪器、分析仪器、高端仪器及各种电子测量仪器会产生巨大影响，还能实现一些硬件实现不了的功能（如超低频和0Hz的积分器），对科学研究和国民经济有着深远的影响。
　　1985年，应怀樵提出了“把实验室拎着走”的目标，并研制成功中国第一台虚拟仪器，成功地应用于杭州钱塘江大桥的火箭激励模态试验。1993年，随北京新技术展览会到加拿大展出，获得表扬名单第一名，1995年用于“长三捆”火箭全箭模态试验获得成功，1996年用于神舟号载人飞船移动发射平台模态试验获得成功，2004年用于航天员超重训练设备臂架系统模态分析获得成功。实践证明，这是功能最完善、技术水平最高，且完全具有民族自主知识产权的一套虚拟仪器系统，代表了我国在虚拟仪器研发方面的最高水平。
　　应怀樵教授表示，他一开始就非常看好虚拟仪器技术的发展前景。因此，在1985年10月，他用仅存的300元钱，以寄发资料表格的形式，联系了一批志同道合的研究员，借鉴丹麦玻尔研究所和英国南安普顿大学振动和噪声研究所的模式，成立了北京东方振动和噪声技术研究所。顺利开发了出适合便携机和笔记本使用的小型数采卡和大容量数据采集分析（LCAS）软件，研制成功INV303/306/3018系列（台式和笔记本式）大容量智能数据采集和信号处理系统，以及DASP“达世普”虚拟仪器库系统。
　　和传统实验仪器相比，虚拟仪器拥有哪些优点呢？应怀樵教授认为，主要有5点：1.体积小，携带方便。传统的专门仪器可由相应的软件模块所替代。2.功能强大，应用面广，扩展升级方便。一个软件模块代替一种仪器，开发新仪器时只需研发出相应的软件模块，对软件版本进行升级即可完成仪器的更新换代。3.配合笔记本电脑、数采仪和调理放大、传感器，可同时实现测试、分析、显示、记录和存储等过程。4.独创了变时基、变频基、高精度频率计“一入三出”振动全息测量和虚拟扩展通道技术、模态自动化分析等几十项实用技术。5.追踪国际新发展，如模态分析模块包括ERA、SSI、PolyLSCF、EFDD及东方所发明的PZM、PPM等最新方法；声学分析模块可进行声功率、声阵列、声品质分析。2009年11月，应怀樵在桂林全国第三届虚拟仪器大会上又提出“云”智慧仪器的新概念。2010年东方所的云智慧仪器实验成功。2011年研制出“云”智慧仪器的初期产品INV3062、INV3060S的新产品。2012年5月24日，北京东方振动和噪声技术研究所名誉所长应怀樵在第十五届北京国际科博会“2012中国战略性新兴产业发展论坛”上，作题为《云智慧时代的第三次工业革命正在走来——“从软件制造仪器”到“软件制造一切”》的主题演讲。毫无疑问，应怀樵及其团队的科技创新为虚拟仪器领域带来了一场全新的技术革命。
　　十大世界难题突破　让虚拟仪器走进每个实验室
　　实践证明，“软件制造仪器”节省大量昂贵和笨重的硬件材料和人力物力、设备、厂房及能源，便于生产、携带，通过网络传输还能实现“云智慧”科学仪器。目前，已广泛用于国防军工、航天航空等许多部门，参与完成火箭、神舟飞船、大桥高层建筑和大型机械设备等上百项国家重大工程项目的测试，实现了许多常规仪器和硬件无法实现的功能。据不完全统计，东方所已有2000多家用户，累计经济效益超过1亿元，为国家节省外汇约数亿美元。其经济价值按我国2007年仪器产值估算，若按软件取代硬件一半计算，将会产生1000多亿元/年的巨大价值。
　　在20世纪90年代，应怀樵教授研发的虚拟仪器技术已受到国内外的广泛关注，并在市场上初露锋芒。“让INV系统走进每一个实验室，让DASP软件运行在每个试验台上”——这是应怀樵的理想，也是他的团队的奋斗目标。正如诺奖的创立者曾经践行的，科学精神与产业之路的生命熔铸将带给人类更加美好的未来！或许，这正是以不竭的生命激情与创新意志跋涉于科学与产业化之路的“中国虚拟仪器之父”应怀樵教授所真正钟情的。未来的产业化之路还有多远？我们暂时还无法预测，但是，从应怀樵及其团队的身上，我们可以看到，希望就在前方。截至目前，应怀樵开发研制的虚拟仪器产品累计销往科研院所2000余套，初步打开了产业化应用的局面。 　近日，他们根据自身所取得的科研突破，推出了全新的DASP　V10具有重大实用新技术的新型软件及相关新产品，如包含多种国际上最新最先进方法（最先进的PolyLSCF方法）的模态分析软件包，以及具有国际先进水平的模态自动化分析方法（一键求模态）和独创的国际领先的高精度频率幅值相位分析，以及超低频信号快速高精度测试软件包及双核24位数采仪、INV-CPCI总线式及INV6260N网络式数采仪等科研产品。 (责任编辑：论文发表网)转贴于八度论文发表网: http://www.8dulw.com(论文网__代写代发论文_论文发表_毕业论文_免费论文范文网_论文格式_广东论文网_广州论文网)