“您是第一位在系统、机器人和自动化方面最高水平的国际会议上做特邀报告的中国学者……，您的研究课题充分证明您取得了国际领先的研究成果……”——IEEE/RSJInternationalConferenceonIntelligentRoboticsandSystems大会总主席、大会顾问委员会主席以及IEEE机器人和自动化学会主席这样评价东北大学柴天佑院士。
在柴天佑院士与他的研究团队20多年的精心打造下，东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室人才济济，硕果累累。实验室拥有中国工程院院士2人，国家自然科学基金委创新研究群体4个，20余名国家特聘专家、杰青、长江以及10余名青年千人、优青等中青年骨干组成的流程工业综合自动化系统理论与技术创新团队。研究成果获得国家自然科学二等奖、国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、国际科技合作奖共11项，省部级特等奖和一等奖20余项……，成为中国工业自动化领域的“排头尖兵”之一。
追求卓越，服务国民经济主战场
1992年，刚刚结束赴澳大利亚国立大学访学研究的中国首批高级访问学者、东北大学教师柴天佑深刻地认识到，我国流程工业要从制造大国走向制造强国，必须要解决综合自动化问题。而如何采用综合自动化技术改造传统产业，提高工业企业的竞争力，也正是当时世界发达国家关注的焦点。
不久，在学校的支持下，柴天佑组建了东北大学自动化研究中心。当他把东北大学自动化研究中心的牌匾挂在高大的建筑馆前时，研究中心只有3个研究人员和10万元固定资产。艰苦的科研环境没有令柴天佑退缩，他带领科研人员研制了智能解耦控制技术及系统，成功应用于复杂工业过程，开始了用自动化技术改造传统产业的初创工作。
1993年，东北电管局投资300万元在当时东北最大的火力发电厂之一——清河发电厂实施重大技术改造项目。柴天佑带领团队一举中标改造项目中10台100MW发电机组集散控制系统设计工作。时间紧任务重，团队仅用一年时间就实现了电力系统发电机组的各项控制功能，而且使用了光缆等新材料，避免了大量信号电缆的敷设，年创经济效益1300多万元。该项目不仅成为中国发电机组的控制采用计算机集散控制系统的成功范例，而且为自动化中心的发展奠定了坚实的基础。
“科技攻关，没有捷径，关键是有没有战胜困难的信念和勇气。”这是柴天佑教育工作人员和学生的一句口头禅。研究中心在柴天佑的带领下载歌而行，走上了用先进的科研引领社会经济发展的快车道。
2004年，与酒泉钢铁（集团）有限责任公司签署合同，为酒钢选矿厂进行自动化工程改造。大漠戈壁，环境艰苦，项目难度更大，没有任何经验可以借鉴。课题组经过3年的不懈努力，使选矿厂实现了对生产各个环节的优化控制，操作人员减少50%，消耗减少20%，全厂节电725.40万千瓦时/年，成为我国选矿行业自动化水平最高的企业，创造上亿元的经济效益。信息、有色与选矿等相关领域的李伯虎、孙传尧等6位院士一致认为此项目“整体技术水平国际先进。该系统是采用综合自动化技术改造与提升传统产业，用信息化带动工业化、走新型工业化道路的成功范例，具有广阔的推广应用前景。”
凭借在流程工业领域的良好声誉，实验室将研究成果应用到了国内外数十个典型企业。如越南氧化铝生产过程自动化系统，项目总额3000多万元，以及巴布亚新几内亚瑞木镍钴项目中规模最大的冶炼厂区全流程自动化工程。在巴布亚新几内亚，实验室的年轻人经历了在异国他乡的艰苦历程。该项目工艺新、工序多、流程长、规模大，科研难度非常高。岳恒、李健、刘长鑫、卢绍文等一批年轻人克服恶劣环境和特殊气候的不利影响，冒着疟疾、霍乱等流行病随时“侵袭”的危险完成了科研攻关。项目组研发的镍钴冶炼全流程自动化系统，使得浸出率和回收率指标显著提升。“在这个项目中，不仅要展示我们的实力，更要在国际自动控制领域树立起中国的一面旗帜。”岳恒感慨地说。
怀着对科技脚踏实地的执着毅力和对国家利益至高无上的责任心，柴天佑带领团队有力支撑共建“一带一路”，将“中国制造”推向了最优化的快车道。通过长期科研一线作战，自动化研究中心羽翼日丰，锻炼了一支具备设计、研发、安装与调试大型自动化工程项目能力的研究队伍。1996年，获批国家冶金自动化工程技术研究中心；2004年，获批流程工业综合自动化教育部重点实验室；2011年，筹建流程工业综合自动化国家重点实验室，并于2013年8月顺利通过国家科技部组织的专家验收。
在柴天佑的带领下，自动化研究中心由小到大，从最初的3个人发展成为拥有70多人的一流研究团队。其中，中国工程院院士2人，20余名国家特聘专家、杰青、长江以及10余名青年千人、优青等中青年骨干以及国家自然科学基金委创新研究群体4个。
2017年，流程工业综合自动化国家重点实验室在信息领域32个国家重点实验室评估中获得“优秀”，成为中国流程工业自动化领域的“排头尖兵”之一。
坚持原始创新，立足国际科技前沿
20世纪80年代，柴天佑率先在国际上提出了多变量自适应解耦控制的研究理论，被誉为“来自中国的控制领域第一人”。他既是中国自动化学科发展的灵魂人物，也是国际自动控制领域的一面旗帜。
作为实验室的带头人，柴天佑带领团队确立了一个明确的目标定位——面向流程工业高效化与绿色化的重大需求，以难以建立数学模型的复杂工业系统为背景，以实现智能优化制造为目标，开展基础研究与前沿高技术研究。
于是，实验室瞄准国际前沿，把探索自动化科学问题与服务国家重大需求结合起来，从实际中提炼要解决的原始科学问题，把基础研究与应用研究相结合，创造性地开展流程工业综合自动化的理论、方法、技术与应用研究，在成功完成一大批国家重大项目和企业重大自动化工程项目的同时，不断开展系统深入的研究攻关，突破多项关键核心技术，取得了系统性的创新研究成果，形成了自主知识产权，有力推动了我国自动化学科的发展，使我国在相关领域跻身国际先进水平，为我国由“制造大国”向“制造强国”发展提供了科学技术支撑。
在两期国家973计划项目的资助下，实验室提出了复杂生产制造全流程一体化控制的新方向，经过10余年科技攻关，项目团队在国际上率先提出并建立了生产全流程多目标动态优化决策与控制一体化理论与方法，并成功应用于工业界。相关成果于2018年获教育部自然科学一等奖，2019年荣获国家自然科学二等奖。项目成果的研究方向被写入国际自控联合会（IFAC）引领未来自动化发展方向白皮书《Systems&ControlfortheFutureofHumanity》，作为未来国际自动化发展方向之一。
实验室还研发了以节能降耗、提高产品质量和生产效率为目标的数据驱动的耗能设备智能运行反馈控制技术及装置，并广泛应用于电熔镁、选矿和氧化铝行业，显著降低了能耗物耗指标、提高了产品质量与产量。2013年，研究成果荣获国家技术发明二等奖。
多年来，复杂生产制造全流程一体化控制系统理论与技术、复杂工业过程智能运行优化控制理论与技术、复杂工业过程混合智能建模方法与技术、复杂工业系统多目标动态优化决策方法等一系列标志性研究成果的开发和应用，在国际上产生了重要影响。
近5年，实验室在国际顶级期刊IEEE汇刊和IFAC会刊共发表论文300余篇，其中5篇论文获国际顶级控制理论和控制技术期刊最佳论文奖，10余篇论文获IEEE和IFAC系列性国际会议最佳论文奖。柴天佑应邀在美国、英国、加拿大、日本等国举行的IFAC、IEEE国际会议上作大会特邀报告30余次，引起了国内外广泛关注与高度评价。东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室的原始理论创新，在国际控制领域贡献了中国智慧。
打造人才高地，探索高水平工科人才培养创新模式
一个个“唯一”、一项项“首次”……实验室辉煌成就的密码是什么？这就是拥有一支具有国际先进水平的研究团队，它具有强大的团队合作能力和协作精神。
实验室打破以往单打独斗的科研工作模式，以学科带头人为核心，以创新团队建设为重点，将团队成员分为学术研究和前沿高技术研究两类，分类进行管理与考核；倡导有序竞争与团队合作，在共同完成重大科研任务目标的过程中，促进团队成员的成长和发展，实现集体和个人的双赢。
实验室还积极为青年人才的成长创造条件、搭建平台，邀请引智基地的海外学术专家和海外知名教授为青年教师授课、与实验室的青年教师成立科研小组，建立一对一的培养模式，从研究方向、科研工作、论文发表等方面全方位指导和帮助青年教师。此外，一批青年教师和博士生先后被派赴英国曼彻斯特大学、美国麻省理工学院、密歇根大学、卡耐基梅隆大学等世界知名高校学习深造。
目前，实验室形成了院士领军、青年人才支撑的“基础研究—技术攻关—应用验证”全链条创新团队，形成了一个国家重点实验室内拥有4个国家创新群体的人才景观。
一直以来，以柴天佑为首的团队教师始终在思考，如何培养具有创新能力的卓越工程师，为中国的创新发展提供人才支撑。
“要在工程科学技术领域有所作为、取得重大成果，必须培养以工程为背景的基础研究与应用研究相结合的学风，勇于实践自觉提高自身知识生产力和以工程实际为背景进行学术研究的能力。”在柴天佑看来，人才培养不能千篇一律，应该各具特色，只有抓住学生的特点充分挖掘其在某一方面的潜力，才能培养出国家需要的卓越人才。他经常教育学生要“在战争中学习战争”，这成为每一位在实验室学习过的学生的座右铭。
为了培养引领未来技术发展的创新型工程科技人才，在学校的支持下，柴天佑院士于2016年领衔创办了工业人工智能研究生创新实验班。组建了由院士、长江学者、国家杰青青年基金获得者等组成的研究生培养团队。将科学研究与教学深度融合，课堂教学与科研实践活动相结合，从课程体系、授课内容、授课方式、研究过程管理以及学生的学习能力和创新思维方式的培养等方面进行创新，研发配合新的课程体系的教学实验系统，开展创新型自动化工程科技人才培养模式的研究和实践。
“作为一名教师，不仅要做好教书育人的本职，更要有推进教育事业发展的使命感和责任感，要把教育发展作为自己毕生的事业并用最大的热情和勇气为之奋斗，这是每一名教育工作者的神圣使命。”柴天佑说。
至今，实验室共培养中国工程院院士2人，杰青与长江学者16人；培养的多名毕业研究生成为美、英、澳、墨等国的大学教授，多人成长为国内高校学术带头人，有的在国内研究院所或知名高技术公司（华为、阿里、百度、大疆、金山、中兴、京东、网易等）从事科研和技术研发工作。实验室培养的研究生具有很强的创新能力，他们结合工程实际，在国际顶级期刊发表论文130余篇，并在2019年第11届国际小型无人飞行器竞赛中勇夺中国首个室外组冠军。
拓展开放交流，奏响智能制造国际强音
实验室依托教育部国际合作联合实验室、辽宁省“一带一路”联合实验室、国家留学基金委创新人才国际合作培养项目和2个学科创新引智基地（111计划）开展广泛而深入的国际交流与合作。其中“一体化过程控制学科创新引智基地”于2019年的十年建设验收成绩优秀，获得111计划2.0支持。引智基地的FrankLewis教授获2019年国际科技合作奖。
近年来，实验室与国际合作单位联合承担科技部战略性国际科技创新合作重点专项等项目30余项。实验室成员应邀在IFAC和IEEE等系列国际会议作大会特邀报告近百次；国际合作成果荣获国际科技合作奖和中国政府友谊奖。2019年起，实验室还创办了“工业人工智能国际会议（IAI）”，旨在推动深入国际交流和领域发展。实验室研究成果获得国际权威专家的高度评价，国际控制领域最高学术组织IEEE控制系统协会三任主席F.Bullo教授、M.E.Valcher教授和R.Tempo教授来访后均在业界顶级期刊IEEEControlSystemsMagazine上撰文赞扬实验室：“实验室声誉很高,是一个真正独一无二且令人敬佩的研究中心。”“柴教授取得的成就在国际自动化领域不可比拟……”
把握发展机遇，开辟工业人工智能新天地
当前，世界主要发达国家将面向工业领域的人工智能研发作为人工智能研究主要方向之一。随着数据积聚、高效算法、计算能力、网络设施等不断演进和高速革新，人工智能正加快与经济社会各领域渗透发展，人工智能与工业自动化的深度融合必将助力工业人工智能新领域的蓬勃发展，成为下一代智能制造新技术的基础和新一轮工业革命和产业变革的核心驱动力。
柴天佑认为，人工智能作为一门新的交叉技术科学，是21世纪科技发展的一大主流方向。面对新形势新需求，实验室应结合学科发展基础及优势，牢牢把握工业人工智能发展的重大历史机遇，紧扣发展、研判大势、主动谋划，开展多学科联动交叉合作研究，提升在工业人工智能领域科学研究原始创新能力、高层次人才培养能力、重大科技成果产出能力和国际学术影响力。
为此，他领衔创办了工业人工智能国际会议，并且在东北大学发起创建了工业人工智能研究院。实验室还与国家工程技术中心，以及华为、北京东土科技、北京三联虹普、辽宁罕王集团选矿厂、浙江达峰集团等多领域高技术公司建立联合研发与实验基地，开展工业人工智能与工业互联网创新发展研究。
此外，柴天佑牵头负责的中国工程院重大咨询项目“工业互联网创新发展战略研究”，致力于工业人工智能技术和工业互联网发展战略研究，将为我国在该领域的未来发展指明方向。
未来，实验室将进一步聚焦人工智能国际发展前沿，以未来新一代工业自动化、智能化为研究对象，潜心工业人工智能基础理论和基本方法源头创新，力争率先建成世界一流的工业人工智能学科知识创新高地；致力于工业人工智能关键核心技术突破和颠覆性创新，不断提升服务国家重大战略和区域发展振兴的能力和水平；积极推进工业人工智能技术工程化和产业化，加速成果转移转化；统筹推进相关领域科教融合，培养一批工业人工智能学科一流人才；协调推进多元开放合作，打造成为具有全球影响力的工业人工智能学术交流与国际合作平台，促进多学科交叉融合、协同创新，为我国工业人工智能领域的战略发展贡献智慧和力量。
撰稿：张 蕾
本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第23期
（转载请注明来源）
