研究和讨论专业的发展战略,其目的是在分析国内外经济和社会发展大环境的基础上,深入回答要不要办自动化专业、自动化专业如何定位以及如何办好自动化专业等问题。教育部自动化专业教学指导分委员会从成立之时起就十分重视这件事,来自不同院校的教授们,包括已经退休的多位资深教授,以很大的热情参与了这项工作。研究过程中搜集了方方面面的材料,从国家中长期发展规划到行业的发展规划,向毕业生的就业单位调查自动化人才的使用和未来的需求,经过反复研讨,多次易稿,形成了研究报告,这是几年辛勤工作的结晶。希望此研究报告对自动化专业和学科的发展提供参考。下面是我对有关问题的一些认识,提出来和大家讨论,以便自动化专业办得更好。
要不要办自动化专业
对于第一个问题,似乎自教育部设立自动化专业教学指导分委员会以后问题就应该解决了。但实际上并非这么简单,有些学校的问题照样存在。现在,出现了很多加后缀的自动化或控制专业,如XXX与自动化专业,XXX及控制专业,这是好事,说明自动化是相当一些专业发展的方向之一。但是,有人提出疑问说:"已经有各种各样的自动化了,那么这个没有XXX的自动化是不是可以不用办了?"有人还认为"美国都没有,中国为什么要有?"我觉得,要不要办自动化专业仍然需要明确。
对于自动化专业到底是按学科办专业还是按应用背景办专业?我认为不要只允许一种模式,不妨两者都试试。
我认为按学科办专业比较好,就像机械专业按照应用背景可分为冶金机械、石油化工机械等,但他们都属于机械学科一样。要不要办机械专业似乎不是问题。自动化也可以分为化工自动化、冶金自动化、机械自动化,按学科办专业是一种办法。不说它是唯一最好的,但应该允许这样办。我们不能把所有的专业都按应用对象开设,这背离了当前通识教育所要求的学生知识面更广、更适应社会需要。学校应该培养学生具有广泛的基础知识和专业技能,而不是局限在某一个应用背景下。
我觉得,按学科办自动化专业更符合当前教学改革的精神。当然,我们并不排斥自动化要有特点,要与应用结合(后面会着重谈到)。学校按学科办专业同样会有各自的特色,这是发展的必然结果,因为自动化包含的范围很宽。所以,我不反对按应用背景办专业,可以加后缀。但并不是说加了后缀,自动化专业就不要了、分解了、不用存在了。
除了自动化专业,我觉得很难再找到一个专业,它的基础能覆盖这么广泛,从哲学方法论层面到数学层面、技术层面、工程层面。自动化专业培养了不少领导人才,我认为这个专业对他们的成才是有用的。他们在学生阶段的培养中建立了方法论、系统论的一整套观点,是非常有用的。因此,一定要为自动化专业安上行业的帽子是不必要的。凡是提出这种问题的人往往都是想把原来的专业进行翻新,把自动化引进,作为专业翻新的一个重要内容。这当然可以,我们也赞成。但不能专业翻新后就否定根源。
另外,关于专业名称,美国没有,我们就不能有吗?美国没有力学系,而中国有。中国的国情和美国不一样。美国设置工科专业大概在100年以前,由于产业革命的需要有了分工,所以产生了机械、材料、电气工程等。美国保持大的学科相对稳定,不换名词,但理工学科的内容更新却紧紧结合时代。所以,美国的教授并不在乎是否有一个自动化专业,只要拿到项目,有了经费,就可以招生,可以培养博士生,就可以做任何新的、交叉工作,所以不一定要在某个专业上有一个"正名"的东西。而在中国,不"正名"就办不成事情。如果没有专业,就不能招生,没有硕士点、博士点,没有学生资源,将来在学科规划里就得被取消。资源就是在这样的格局下被分配的。其实,同样的工作只是在不同的国情下的叫法不一样而已。所以,我们不一定要以美国有没有这个专业作为标准,而应该根据我国的国情来做适合我国需要的事情。国外自动化的含义是设备和工业工程的控制,而我国的自动化是把控制、优化(包括管理中的优化)等很多内容融合在一起,是一个更大的范围。比起国外,我们在这点上做得有道理也有特色。
因此,由于国情不同,不要把所有的事情都以美国作为样板,该学习的地方应该学,但是不能学习表面。我们赞成尝试各种办法,更好地为国家经济发展和社会进步服务,但不能简单地追求"国际接轨"。不要因一些片面的理解而使整个专业走弯路,从而造成损失。
自动化专业的定位
第二个问题是自动化专业如何定位?前些年,自动化专业碰到的问题也与它的定位有关。我觉得,自动化主要属于工学,培养工学学士、工学硕士、工学博士,总体来说,应该办成一个工科专业,而不是理科专业。这一点似乎没有疑问,但指挥棒(评价体系)却把工科的自动化专业引向办成理科性质的控制数学专业方向,这是我们当前所面临的一个问题。对于教育部直属院校的自动化专业,仅工程应用是不够的,应该是 "理论的应用、应用的理论"。工程离不开应用,理论需要应用,应用以后再提升到理论。自动化专业的基础是系统科学和数学。也就是说,如果以控制为主,就是控制理论的应用,进而发展应用的控制理论;如果以系统为主,就是系统理论的应用、进而发展应用的系统理论;如果做智能技术,就是智能理论的应用和应用的智能理论。对于工科,不能单纯做脱离应用的理论。现在,也有不少理论离开应用、离开现实的东西进行研究,但这不应该是工科自动化专业的主流定位。
多数学校对于联系实际、联系国家需要的态度是明确的。因为,从历史的角度看,自动化理论的发展离不开实践,它是实践产生的应用科学。但是,仍有一些学校并不明确这一点。如评杰出青年基金、新世纪人才等,多以(或实际上以)SCI文章作为主要评价指标。人们在相当一段时间,只看重文章中所谓的理论,而不管这种理论是否有应用价值,并满足于做表面的"理论"文章。曾有一个博士生发表了两三篇SCI文章,应该是不错的,有人建议应该将其评为优秀博士论文。但是,他的双足步行机器人协调控制方面只研究算法,只做了仿真,而没有在已有的实验平台上做实验。其原因是害怕实践。这种研究能真正解决实际问题吗?仿真是基于数学模型的,如果模型做得对,它可以代表本质;但如果简化了模型,尽管能做得很漂亮,但可能不反映实际问题。对于很多实际问题,不仅学生怕,有些老师也怕。这样下去,对于专业的人才培养是非常不利的。所以,我们学位分委员会讨论后没有同意将其推荐为优秀博士论文。如果以那样的标准衡量一篇优秀博士论文,那么大家的精力、创造性都会被引导到这样一种做学问的方向上去。有些学校在评价一个青年教师时,一看有SCI文章就认为是一流的。而真正解决了很多实际问题、工程问题,即使有创新,却总被置于二流位置。可见,评价体系存在很大的问题。
自动化专业里面可以有分工,大家不一定做得都一样,但对多数学校来说还是要定位在工科,不要工、理不清,而且不能自称是工科,却一点都做不了工科的事情。所以,我觉得讨论自动化专业的定位是值得的。
如何办好自动化专业
当前,我国的自动化专业办学的内外环境已经比较完备,从本科、研究生的教育到博士后流动的人才培养体系已经比较完整。在国家自然科学基金、科学院的信息学部、工程院的信息电子学部,都把自动化专业归类为信息科学与技术这一大类,这是合适的。但自动化专业并没有像上世纪80年代那样红火。在国家"863计划"中,是放在先进性制造及自动化这个领域中,这也有道理。在国家的中长期计划中,自动化专业没有明确的归属,不像信息、通信那样明确,但许多地方都涉及自动化。从宏观角度看,国家当前非常需要自动化及相应的专业人才,因为我国正处在经济快速发展的阶段。但问题是如果没有归属,拿不到项目或重大项目,专业就很难快速发展。信息化是热点,自动化也应该是热点之一,但现实不完全是这样。我们应该正视这个问题,需要把信息化、工业化和自动化的关系理清楚。"发展战略"部分地回答了这个问题。
在改革中,我们已经扩大了自动化专业的范围,不再局限于原来狭义的自动控制,还包括了复杂产品设计过程、管理过程、决策过程的自动化。这为学科发挥更大作用创造了一个更广阔的空间。
我认为,除了自动化专业内容的扩展以外,办出自动化专业的特点是办好自动化专业的基础。
一方面,要明确自动化学科的特长。它区别于计算机应用、信息技术应用到底体现在什么地方?如果和别人做的一样,那就没必要去做。自动化专业的特长或者说学生的特长体现在它能紧紧抓住应用,而且能够从应用中提炼出重大的系统问题、控制问题或者优化问题,具有分析复杂问题、解决复杂问题的能力。自动化专业表面上看和计算机系相近,但实际上是有不同的。比如计算机网格,自动化专业做得更多的是紧密结合各种应用,更多地考虑应用服务的模型、优化及总体系统集成。办好自动化专业应该发挥自动化专业的长处,实现学科交叉和专业内容的不断更新。
另一方面,要深入实践,扎扎实实地做事情。学校很难拿到重大项目,一般多是由相关的研究所申请,再把"硬骨头"交给学校。高校只能用很少的经费进行攻关。不少教师努力申请自然科学基金,结果这条路非常拥挤,命中率越来越低。我们要老老实实地做好现实的工作。高校也有不少从小项目做起,直到承担重大项目的成功例子,关键是要有特色。所以,不要一开始就胃口很大,应该静下来,做出自己的特点,做出让别人承认的研究成果。
当前,国家强调要大力发展先进制造业,而中国要想成为制造业强国,装备制造业会有许多新的问题。我前几天曾去一家民营企业,创业者是机械专业毕业的,他们非常重视自动化。他们认为进一步提高产品技术含量的关键是自动化技术、智能技术。公司十分重视自动化人才的引进,且工资待遇比其他专业高。要为企业解决实际问题是辛苦的,这比从别人论文中找问题、做仿真更辛苦、更困难,当然回报也要好得多。因为,这才是真才实学。我认为,在国家发展的这个大好时期,自动化学科一定能够办出特色,并能够在国家发展中发挥更大的作用。(摘自《自动化学科专业发展战略研究报告》序)