文/肖延胜 王永梅
奋力开拓科研路 辛勤不懈育桃李
——记国家“青年千人计划”入选者、清华大学工业工程系李彦夫教授
文/肖延胜 王永梅
李彦夫,博士,博士生导师,任清华大学工业工程系教授,长期致力于系统可靠性评估与优化方法的研究,以及将其应用于可再生能源系统、核能和计算机软件系统,并取得了多项原创性的学术成果。
李彦夫教授
2001-2005年,李彦夫就读于武汉大学,获学士学位。2005年,他开始就读于新加坡国立大学,毕业后获博士学位。2009年8月- 2010年10月,他先后任新加坡国立大学工业与系统工程系研究工程师、美国田纳西大学工业与系统工程系博士后。2011年1月-2016年9月,他任教于法国巴黎中央理工-高等电力学院工业工程实验室。现任清华大学工业工程系教授。
在新加坡学习期间,李彦夫就对科研充满了强烈的兴趣。新加坡国立大学浓厚的学习氛围深深地感染了他。在这里,他博采众长,刻苦攻读,掌握了前沿的科研知识,为他以后从事科研奠定了基础。
在美国田纳西大学做博士后研究期间,李彦夫接触到了关于计算机体系方面的可靠性研究,这为他以后的科研指明了方向。2011年以后,他加入巴黎中央理工-高等电力学院,在可靠性研究领域努力探索,在实际的科研工作中逐渐成为具有一定国际影响力的青年学者。
李彦夫带领的科研团队承担了欧盟第七框架计划、法国电力公司、法国阿尔斯通公司、法国外交部和法国国家科研中心的多个科研项目,他们以系统可靠性评估与优化方法为核心,在关键性基础设施、可再生能源与智能电网和计算机软件等领域进行了深入的研究,取得了多项创新性的学术成果。
在关键性基础设施可靠性评估方向上,他在国际上率先提出了多状态-物理可靠性模型理论框架。与博士研究生提出了建立在零部件模型基础上的分段确定马尔可夫过程,统一模拟系统级别的老化过程。此外,他还提出了一套系统模糊可靠性计算方法,在法国电力公司的核电站热移除系统方面得到了有效的应用。
此外,他在国际上首次提出了一个较为完整的分布式发电系统的多状态可靠性模型,对混合不确定性在可靠性模型中的传播和可再生分布式发电接入电网的基于风险的优化问题进行了研究,并开发了微电网的多元代理人系统模型,以及在不确定环境下的储能器件的优化方法和基于人工神经网络的区间预测模型并应用到分布式能源系统的可靠性评估。他还代表巴黎中央理工参与了欧盟第七框架计划研究者交换项目研究网络灵活的风险评估和决策科学,将研究成果与欧洲各合作大学进行了交流。
在计算机软件系统研究方向上,他在著名学者IEEE Fellow、香港城市大学讲习教授谢旻老师指导下,系统性地改进了案例式推理方法并应用到软件成本评估,使评估的准确度大幅提高。
此外,李彦夫与合作者率先研究了开源软件所特有的调式机制,建立了基于排队论的开源软件调试仿真模型,研究出了一套符合实际的评估开源软件可靠性的方法。
2014年,李彦夫被遴选为IEEE高级会员。他具有多年英语教学经验,承担了多门工程师学生和国际研究生的相关课程。2015年12月,由于突出的科研成果,他通过了外审及答辩获得法国研究指导资格。2016年1月,他通过外审获得了法国教育部公立大学正教授资格。但是,心系祖国的李彦夫想为祖国的科研事业贡献力量。
2016年,李彦夫作为2016年国家“青年千人计划”人才回国,进入清华大学,希望通过产学研结合,推动我国工业的进步。因为他清楚地知道,我国的工业发展中存在着重速度、轻质量、重规模、轻效益的现象,他有足够的发展空间和科研空间,在系统可靠性和基于此的系统设计和维护方面取得一定的科研成果。围绕高铁、核电站等关键性基础设施开展研究,使科研成果理论应用于实践,争取赢得更多的自主知识产权,是他努力的重点。
多年的科研积淀都为他如今回国开展科研打下坚实的基础。长期以来,中国工业发展中重速度、轻质量,重规模、轻效益的现象比较突出。李彦夫说:“现在国内很多工业产品的质量和可靠性都有待改进。世界级的研究课题在中国,做大学问还是要在中国,我当然应该回来。”2015年5月,我国发布了实施制造强国战略的第一个十年行动纲领《中国制造2025》,希望推动传统制造业的转型升级和健康稳定发展,同时在应对新技术革命的发展中,实现高端化的跨越发展。在他看来,开展可靠性研究,对提升国家的工业水平是非常关键的。对他来说,这也是一个非常好的机会。
如今,工业系统日趋复杂化和智能化,加之高可靠性也是未来高端工程与产品的发展趋势,都给可靠性评估带来了极大挑战。他说,自己回国研究的重点将围绕例如高铁、核电站等关键性基础设施展开。“像核电站、高铁等这类关键性基础设施,一般都是国民经济的关键部分,一旦出现故障和老化,往往会造成重大经济损失和人员伤亡。因而,它们的可靠性和安全性一直都是国内外专家研究的重点。”如何在预算约束范围内,最大程度地提高关键性基础设施的可靠度和安全度,是中国经济社会发展中亟需解决的问题。
李彦夫在学科建设方面也有规划,他将瞄准国际学术前沿,组建高水平研究队伍,建立关键性基础设施、智能电网和信息物理系统可靠性的理论研究与实践的平台;通过基础理论突破、实验应用原型开发和参与国际标准制定活动,做好中国可靠性研究的排头兵;发挥自身科研与工业紧密结合的特点,积极投身到核电、高铁等重大工程项目的可靠性研究中;加强科研成果的理论突破与应用化研究结合,争取赢得更多的自主知识产权。
为祖国科研事业培养出优秀的学生,是李彦夫的教学目标。“我培养学生的要求是,比我好”。在教学过程中,他非常尊重学生的选择,经常倾听学生的心声,与学生互相交流探讨,以促进科研教学的发展,同时也对学生严格要求与管理,力求让每个学生在读期间都有丰硕的科研成果。
他说,现在学生的想法比较多,首先我会尊重他们的选择。我会给他们一些研究方向让他们去选,当中会给出一段时间让他们做出自己的判断。这期间,学生可以随时找他,自由交流、提问,他则教学生如何查阅文献。当学生们在学术水平较高的杂志和权威的数据库里查阅文献之后,会选择自己比较感兴趣的一个方向开展研究。而后,他又会像涓涓细流般对学生循循善诱,传授自己的经验,教学生做文献综述,“文献综述是近5到10年发表在一流杂志上的文章,体现最新的进展以及在某个方向的不足之处”。一旦确定研究方向以后,他会不断地激励和鞭策学生在自己的方向上做出成果。
李彦夫说,这就好比站在巨人的肩膀上,学生们开始探索未知的领域。“不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海。这句话告诉我们,下功夫一定要专一,力求在一个方向上做到世界一流。”他要求学生如此,而他自己也是这样做的。
同样是比喻,他把自己老师的身份称之为“陪练”,教学的过程被戏称为“过招”。“他们(学生)必须得先过我这一关”。每个星期,他带的每一个学生,至少会用一个小时时间向他作一个报告,他一旦发现什么问题,就会马上给大家指出来。“和师傅过招一段时间后,只有把师傅打败了,才可以出师。”
科研的终极目的是为人类服务。因此,李彦夫比较强调产学研相结合。他认为,学习的知识和成果,要在工业中得到实际的应用,才能更好地为国家社会做贡献。为此,他很重视培养学生的实践能力,希望学生学有所用。