郑维敏


郑维敏,自动控制及系统工程专家。长期在清华大学从事教学和科研工作,创办了工业自动化专业和系统工程专业。坚持理论联系实际,在工业自动化、控制与决策等方面取得了重要成果。学术思想活跃,曾提出自适应模糊控制系统、柔性环境下的建模、优化及决策等新概念和原理。富于开拓精神,将系统工程与生物科学及水稻育种相结合,开拓了“作物遗传过程建模与控制”的新领域。

郑维敏 - 生平概况

郑维敏1923年1月14日生于山东省济南市,原籍浙江省鄞县。从小有强烈的爱国心,勤奋好学,品行端正,“七?七”事变后远离家庭到抗日的大后方求学。1942年毕业于重庆南开中学(南渝中学),同年考入昆明西南联大。1944年当日本侵略军进犯大西南时,深感“国家兴亡,匹夫有责”,为抗日救国毅然投笔从戎。1947年毕业于北平清华大学电机系并留校任助教。1948年获奖学金去英国茂伟(MV)电气制造公司实习,获得工程师资格。在英国学习期间,曾决定由英国去美国加省理工学院(CIT)进一步深造,中华人民共和国的成立使他感受到中国人民从此站起来了,渴望着能早日为新生的社会主义祖国服务,终于放弃了去美国学习的机会,于1951年10月回国继续他所喜爱的教育事业。起初在华北大学工学院电机系任副教授。1954年以后一直在清华大学工作,历任电机系、自动化系、经管学院副教授、教授。

郑维敏为我国的教育事业作出了突出贡献,在工业自动化及系统工程领域内既是创业的先锋,又是辛勤的园丁。1954年他负责筹建清华大学的工业企业电气化专业,并在全国率先开办了生产过程自动化专门化。在担任工业自动化教研室主任的30年间(1956~1985),先后建立了电力拖动、自动控制、生产过程自动化以及计算机控制等实验室。80年代初,为了跟踪国际上出现的新学科,又身体力行,创办了系统工程专业,建立了相应的研究室,成为我国首批博士点和博士后流动站的导师。郑维敏培养出的学生已是桃李满天下,仅从1982年到1990年,就带出12名博士生。是这段期间内清华大学带博士生最多的教授之一。他培养出的博士生在业务上都达到了较高的水平。其中有的获得过林家翘应用数学奖,有的被国外著名的大学或研究所邀请去讲学或做研究。郑维敏于1990年获北京市高等教育局“培养系统工程高级人才”奖。

郑维敏热爱祖国、热爱自己的事业。尽管1958年后曾受到不公正待遇,但他仍充满自信从不气馁,始终努力奋斗在教学和科研第一线,为国家和人民贡献他的聪明才智。1960年冬,由于众所周知的原因,苏联专家突然撤走,给我国的社会主义建设事业造成极大困难,郑维敏带领部分师生到“首钢300小型”连轧厂进行技术支援,和厂里的技术工人紧密合作,日夜奋战几个月终于使这座自动化的连轧厂顺利投产,80年代中,郑维敏曾任江西省及福建省省政府经济发展战略顾问。其时,他已年过花甲,与妻子唐敏一亲赴两省革命老区贫困县进行调查研究,用系统工程理论研究扶贫方法献计献策,帮助他们寻求脱贫致富之路。唐敏一,是一位知名的妇产科医生,去贫困县时曾讲课、看病。郑维敏能够一心扑在工作上,尤其是在晚年,仍能精力充沛,老当益壮,在事业上结出硕果,是和这位贤内助的鼓励、支持、关心照料分不开的。

郑维敏积极参加社会上的各种学术活动,曾任第一届,第二届国际系统科学及工程学术会议程序委员会主席。先后担任过“自动化学报”、“系统工程学报”、“仪器仪表学报”、“系统科学与数学”、“模糊数学”、“C—TAT”等的编委。

社会兼职有:北京市政协常委(第七届),国家自然科学基金会第一、二、三届信息科学部评议组成员,国家科委软科学研究工作指导委员会委员(1990— ),中国科学院技术科学部自动化分组成员,中国自动化学会第一,二届常务理事,中国系统工程学会常务理事(1980— )兼任国际学术交流委员会主任,中国仪器仪表学会理事(第三届),国际自动控制联合国(IFAC)发展中国家委员会委员(1982—1985),北京市系统工程学会副理事长(第一届),国家计委世界银行贷款项目“重点学科发展项目”专家组成员(1988—1989)。

郑维敏 - 科技应用成果

郑维敏在科研工作中十分注重理论联系实际,强调科学技术应尽快转化为生产力。他所从事的科研项目许多是来自生产实践的应用开发型课题,是直接为社会主义建设事业服务的。

1960年前后从事数控机床的研究工作。理论联系实际,运用无穷大放大倍数理论提高了数控铣床随动系统的动态快速性,从而提高了精度,又从实践中提高理论。提出了串联校正设计方法和串并联校正等价关系及其实现方法的一种新的调节系统的综合方法。从实用角度出发,突破了传统理论的框框,总结了一套有理论根据而又被一般技术人员易于解的稳定及动态校正理论及方法。这套方法曾被引用于首钢“300小型”轧钢厂的离子拖动系统,提高了轧钢性能。

70年代初参考国外文献,把一类控制器定名为顺序控制器,首次把顺序控制器分为三类:基本逻辑型、步进型、可编程序型,阐明了它们的结构及特点以及顺序控制的编程方法。同时进行了顺序控制器的研制用于北京内燃机总厂酸洗车间。参加研制的年轻人曾获全国第一次科学大会奖。这项工作曾推动了国内顺序控制器的开展。

80年代一直积极开展计算机分级分布控制系统研究开发,并密切联系生产,于86—87年负责研制出Mascot分级分布式控制机并用于北京有机化工厂精馏塔的控制,节约了能源。1990年开始又指导研究开发小组为上海跃龙化工厂研究开发稀土萃取过程的计算机控制系统,引入了模型预报控制与管理控制一体化。

1982年开始,在系统分析方面开展了第一项与美国的合作研究。由美国科学基金会(NSF)及上海环保局资助,与美国密执安大学陈干教授联合研究上海黄浦江污染治理的规划,郑维敏为中方负责人及主要研究者,在数据资料缺少的情况下,通过研究提出分散分期治理的方案,以减少投资及风险,给出了风险的新含意。即:规划不可能是完全准确的,由于不可避免的预计偏差,应有补救的后备办法,并且造成的损失应最小,按成本最小及风险最小开展了多目标动态规划的研究。为上海提出了一种规划方案与原方案相比,大大减少了投资,提高了可行性。

郑维敏 - 决策的理论成果

郑维敏广闻博学,不仅酷爱自然科学,也十分喜欢哲学。富有哲理的头脑使得他看问题敏锐而深刻。他学术思想活跃,在许多学术问题上有他自己的独特见解,这里介绍他的几项有代表性的理论成果。

70年代末开始研究模糊控制。导出了模糊控制器的表达式,首次提出多变量模糊控制器的结构和自适应模糊控制系统。在国内外发表,曾在多国仪器仪表国际会议上,代表中方做大会报告,题目自动化与知识工程。

80年代研究大电力系统弱联络线中的功率低频振荡问题,从机理上认为功率振荡问题要从原动机的控制着手,不能只着眼于发电机的励磁控制。打破了机电分离的习惯,以结构及灵敏度分析为理论依据,提出功率调节及电压调节的双环控制方案。通过博士生的计算分析及动态模拟实验得到了出乎许多专家意料的好结果。而国外的方案是增设联络线的数目以减小每条线路的振荡辐度,成本较高。

根据实践经验,1984年开始创导数据库必须与知识库相结合的概念,并开展了一系列的研究工作。首先研究了带知识库的决策支持系统。不赞同知识库、方法库、模型库的提法而认为它们都是知识库。知识库的研究重点是“软”优化、知识工程和人机交互。软优化就是在柔性环境下(客观世界是有弹性的、可塑的)的建模、推理、优化及决策。知识工程的研究重点是知识图,知识信息的利用,用自然语言表达的不确定性推理,多信息源集结等。在人机交互方面研究人所提供的零散信息和机器所提供的引导信息之间的交互,在交互过程中产生智能。

在上述研究体系的指导下,同博士生一块建立了不确定规划的保守及乐观解的算法及柔性决策方法,小样本建模理论及方法、模拟退火法的机制及算法,可能性证据理论等理论及方法。

在应用方面的研究有:机械工业经济管理决策支持系统EX-DASS,计划支持系统,气候预测支持系统,多水库优化调度等,关于决策支持系统曾在1988年第一届国际系统科学及工程会议上作大会报告,并曾在加拿大,美国讲学。

郑维敏 - 开拓新领域

80年代末90年代初,已近古稀之年的郑维敏壮心未已,为了使作物育种过程向科学化、工程化方向发展,以提高育种效率,同时丰富与发展生物系统工程的理论及方法、他提出并主持了“水稻良种培育遗传过程的系统分析与控制”课题。该课题被列为国家自然科学基金资助项目。鉴定委员会的专家们认为该项研究是系统工程与生物科学及水稻育种相互交叉的具有开拓性的应用基础研究。取得的主要成果包括:

对有效因子概念加以合理地扩展,使之能更全面地反映各种基因型作用,以此建立了有效因子模型及有效因子种类及数目辨识方法,该模型明显优于著名的Wright公式Tan的方法。

在有效因子模型的基础上,建立了全新的杂交育种过程的遗传分布模型。运用模型来研究育种过程是一种新的偿试。多代选择过程的仿真结果表明该模型与育种专家的一般经验是相符合的。

数量性状的遗传过程可归结为有效因子的分离与重组过程,最关键的是组合优化问题。基于大规模试验设计的思想提出了一种0—1规划的新算法,为探索作物遗传过程优化控制提出了一种算法。

在上述理论研究的基础上,针对作物遗传过程这样一类多目标,多层次,基于组合选择的随机过程,有创见地提出一套建模与控制的理论框架。

应用上述研究成果,结合育种专家的经验知识,实现了一套“水稻育种咨询计算系统”,它具备杂交组合选配,遗传模型建立,后代表现预测,选择过程仿真等功能,该系统由河北省稻作所使用。

该项研究对探索系统工程在生物系统中的应用,促进在育种学科中应用定量计算与经验推理相结合的分析模式,丰富和发展生物系统的控制理论和系统工程理论及方法都有着重要的科学意义。部分研究成果已在国内外十种学术期刊及五次国际性学术会议上发表。从研究的内容及取得的成果看,该研究在国内外拓宽了一个新的研究领域。其研究成果达到国际先进水平。

郑维敏 - 人物简历

1923年1月14日 生于山东济南市。
1942年 毕业于重庆南开中学(南渝中学),同年考入昆明西南联大。
1944年 为了抗日救国投笔从戎。
1947年 毕业于清华大学电机系,留校任助教。
1948—1951年 获奖学金去英国茂伟(MV)电气制造公司实习,获工程师资格。
1951—1954年 任华北大学工学院电机系副教授。
1954— 历任清华大学电机系、自动化系、经管学院副教授、教授、工业企业电气化教研室、工业自动化教研室、系统工程研究室主任。

郑维敏 - 主要论著

1 郑维敏.系统工程FORTRAN程序集.1986.清华出版社。
2 郑维敏.自动调节系统的一种综合方法,清华学报,1963。
3 郑维敏.交磁放大机随动系统的串联校正,自动化学报,1964。
4 郑维敏顺序控制器,低压电器,1979。
5 郑维敏.关于知识库,系统工程理论与实践,1984。
6 郑维敏.基于模糊集理论的模型参考自适应控制,信息与控制,1984。
7 郑维敏.离散事件的鲁状性及测度,系统工程学报,1985。
8 郑维敏.可能性支持函数在投资风险分析中的应用,管理工程学报,1987。
9 郑维敏.可能性证据理论和非统计不确定性决策分析,系统工程学报,1988
10 郑维敏.育种咨询系统中的水稻杂交后代性状预测,农业工程学报1989年第九期
11 郑维敏.应用极大似然法估计数量性状有效因子数目,生物数学学报,1990,Vol.5NO.3。
12 郑维敏.0——1规划的一种新算法——旋转正交法,系统工程学报,1990,Vol.5,No.1。

郑维敏 - 参考资料

http://book.bitrich.com/userinfo-1207064.html
http://m.cheeloo.com/html/8/8-1291.html
http://m.gmw.cn/CONTENT/2006-12/11/content_519386.htm

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