您的位置:首页

详情

数学应用的探索者——浙江大学数学科学学院教授刘祥官

2020-05-20

 

“及时当勉励,岁月不待人”。在多年的数学应用研究岁月里,浙江大学数学科学学院刘祥官教授始终以此作为座右铭,他不忘初心,兢兢业业,紧随老师华罗庚教授,在应用数学世界里不断探索、开拓,攻关克难,在数学助力生产、推动社会经济发展等方面作出了重要贡献。
 
1 崭露头角,数学运用
40多年前,刘祥官前往攀钢公司支援攀枝花钒钛基地建设。当时钒和钛是国家战略物资,广泛应用于火箭、飞机、卫星、舰船、坦克、高铁等高端装备制造,世界上仅有美国、苏联、英国三个国家掌握了钒钛的冶炼技术,而我国的提钒工艺尚处于初级生产阶段。在这样的背景下,刘祥官教授开始了提钒工艺技术的完善提高研究。
那个时代,条件有限、技术资料缺乏,一切的研究都要从克服眼前的困难开始,1979年,攀钢加强提钒攻关组力量,专攻应用数学研究的刘祥官和夫人李吉鸾就是其中的一员。
他们得到了攀钢提钒车间提供给他们的原始生产记录,开始对一张张原始记录进行数据预处理和优化分析,终于写出了《运用数学方法探索雾化提钒的生产规律》的技术分析建议报告。1980年1月11日,生产攻关试验正式开始,刘祥官夫妇培训工人按照数学分析得到的优化参数进行操作,却发现存在提钒优化规律不稳定的问题。此时,他们得到老师华罗庚教授的指导,意识到“规律不稳定意味着还存在未知数”。
于是,刘祥官重新开始,继续研究,终于发现了生产中出现的“小子样”,这一数据成为了他找到新工艺参数的关键,使得攀钢雾化提钒工艺的优化取得突破性进展。
1988年,“攀钢提钒工艺参数的系统优化——完善提高提钒工艺技术”获得了国家科技进步奖一等奖。该工艺是在铁水含钒仅0.32%0.38%的条件下,要求达到钒氧化率的国际先进水平90%以上。其技术难度比含钒0.5%0.6%条件下显然要困难得多,成功解决了8年攻关未克的提高钒氧化率的难题。
同时,该提钒工艺技术是我国的自主研发工艺,与国外的转炉提钒工艺、摇包提钒工艺并列为当时世界上3种不同的提钒工艺。
 
2 不忘初心,深耕数学应用领域
1994年,刘祥官教授进入浙江大学数学科学学院工作,并与杭钢合作,成功完成了高炉炼铁过程优化及计算机智能控制的课题研究。
在多学科交叉的浙江大学系统优化技术研究所里,刘祥官教授总是忘记疲惫,沉浸在数学的应用研究之中。在他的带领下,研究所始终坚持面向钢铁工业的技术开发难题,完成了多项数学技术转化为生产力的重要成果,更是因此获得众多殊荣,其中,“高炉冶炼过程计算机优化控制系统”获浙江省科学技术奖一等奖;“莱钢750 m3高炉智能控制专家系统”获山东省科学技术奖二等奖;“高炉炼铁优化专家系统在济钢350 m3高炉的应用研究”获冶金科学技术奖二等奖;“杭钢1号高炉炼铁优化操作计算机系统”获浙江省科技进步奖二等奖。同时,以数学模型为技术核心的两项工艺技术发明获得了国家发明专利(智能控制高炉冶炼的系统,专利号:ZL02137569.0;一种利用智能控制系统控制高炉冶炼的方法,专利号:ZL02137568.2),两套大型软件系统获得了软件著作权登记。2002年,刘祥官教授出版了探讨钢铁工业智能制造的专著《高炉冶炼过程优化与智能控制系统》,在炼铁界产生广泛影响。
2005年6月,以浙江大学为技术依托单位的“高炉炼铁智能控制专家系统”列入了国家级科技成果重点推广计划项目。这些成果的出现加快了数学技术转化为生产力的步伐。浙江大学的系统优化技术成果推广到邯钢2 000 m3高炉、包钢2 500 m3高炉等大型高炉上,成为国家高技术产业化示范工程。其中,一条贯穿于生产工艺改进与完善提高的主线就是通过数学技术实现工艺流程的系统优化,给企业带来巨大的经济效益。
 
3 人工智能,数学应用的未来
数学技术为工艺挖潜提供了一条高技术的可行途径。即使是现在备受社会各界关注的人工智能,它的发展也离不开数学技术。众所周知,人工智能是研究使用计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,而人工智能学科也必须借用数学工具,数学不仅在数理逻辑、模糊数学等范围发挥作用,数学进入人工智能学科,它们将互相促进而更快地发展。
数学技术引领生产工艺的系统优化是传统产业信息化改造中更深刻和更高层次上的计算机技术和自动控制技术的应用,特别是在复杂的流程工业中,涉及智能控制的应用方面,数学技术成果的产业化成为企业创造效益的催化剂。
在刘祥官教授看来,算法是人工智能的技术核心。创新一个好算法,就可以把眼睛看不到的东西算出来,经验觉察不到的精细效益计算出来。他坚信,中国在大数据与人工智能的技术应用领域,一定会在国际竞争中占有一席之地。
光阴在漫长的时间长河中悄然而逝,但刘祥官教授却在数学的海洋里找到了一座又一座数学宝藏。翻看刘祥官教授的简历,每一次寻宝,都留下了一串串辉煌的足迹,故事已经开始,但尚未结束,退休以后的他,仍然坚持从事科研工作,继续为应用数学的发展添砖加瓦。他以写在钢铁工业第一线的成果论文证明:新中国培养出了自己的杰出应用数学家。