把机器当成会"生病"的人来治:一位82岁院士的人工自愈梦
1942年12月1日,高金吉出生在吉林省长春市。父亲是东北抗联的老战士,母亲是小学教员。童年时期,战争硝烟尚未散尽,但父母对他的教育却从未松懈——父亲常讲抗战故事,母亲则手把手教他读书写字。"
1966年,高金吉从北京化工学院化工机械专业毕业。同年,他被分配至辽宁省阜新市氟化学总厂工作,先后担任车间主任、厂副总工程师等职。1975年12月,他调任中国石油辽阳石油化纤公司副总工程师。
辽阳石化是中国石化工业的重要基地,大型旋转机械密集分布,一旦发生故障,后果不堪设想。
从"头痛医头"到"见微知著"
1980年,在国内还没有人研究设备诊断技术的时候,高金吉就开始探索"设备生病了怎么办"的课题。
当时的设备维修,普遍采用的是"坏了再修"的事后维修模式,或者按照固定周期进行的预防性维修。这种模式往往导致两种情况:要么是小病拖成大病,造成重大事故;要么是设备还好好儿的就被拆了重装,白白浪费了零部件的寿命。
高金吉敏锐地意识到:既然医生可以定期体检、早期发现疾病,为什么机器不能?他开始在国内率先开发应用设备监测诊断技术。
经过多年努力,他在国内建立了第一个石化行业设备故障诊断技术体系,研制出机泵群网络化监测诊断系统,成功应用于加氢裂化等大型装置。据统计,在15年间,他协助燕化等30个企业诊断排除机组故障204台次,避免了多起重大设备事故,首次在石化行业实施两年一大修,为企业创造巨大的经济效益。
一个人一台机器,一个民族一个梦想
1991年,高金吉开始研发因特网远程设备监测诊断平台,使设备故障诊断从现场走向网络,从局部走向全局。
此后,他创建了诊断与自愈工程研究中心、北京化工大学安全科学与监控工程中心,组建化工安全教育部工程研究中心,建立国家安全生产监督管理总局危险化学品生产过程故障预防及监控基础研究实验室。2001年,他被任命为北京化工大学学术委员会副主任、机电工程学院院长、名誉院长。
2006年,作为国务院吉化爆炸事故调查组专家组组长,高金吉赴吉林化工厂爆炸现场进行事故调查,为后续的安全整改提供了重要的技术支撑。
高金吉常说:"一个人是一台机器,一个国家也是一个机器。如果这台机器出了问题,怎么修?靠的是诊断和自愈。"
他把中医的理论引入现代工程——中医讲究"治未病",强调在疾病发作之前进行调理和预防。高金吉认为,设备也应该有类似的"自愈"机制,在故障发生之前,通过自我感知、自我分析、自我调节,达到"不生病"的状态。
"人工自愈":为机器植入"免疫系统"
在国际设备工程学术界,高金吉首次提出了"装备故障自愈工程"的学术理念。2003年,他开始系统研究装备故障自愈原理,2018年正式提出"人工自愈与故障自愈调控系统"。
什么是人工自愈?简单来说,就是借鉴中华传统医学"自主调理是治疗学的第一原理"的思想,将人和动物的自愈机制赋予机器,使机器能够储存、补充和调动自愈力,以维持机体健康状态。人工自愈技术包含自修复、代偿、自防护和自愈调控四大类技术。
高金吉团队的这一创新受到了国际同行的广泛关注。2005年,他被世界工程资产管理大会(WCEAM)聘为国际筹划指导委员会委员,并担任第三届世界工程资产管理及智能维修学术大会(WCEAM-IMS2008)主席。2016年,国际工程资产管理协会(ISEAM)授予他"世界工程资产管理先进领域终身成就奖"——这是该奖项首次颁给中国科学家。
八十而不止:从实验室到讲台
2016年,高金吉已获得世界工程资产管理终身成就奖;2020年,他主持的项目获中国石油和化工自动化行业科学技术进步奖特等奖、高等学校科学研究优秀成果奖科学技术进步奖二等奖;2023年,他获得中国专利优秀奖;同年,当选亚太人工智能学会AAIA会士。
2024年5月,在北京化工大学机电工程学院举行的"弘扬科学家精神——报国奋斗乃成功之本"专题报告会上,82岁的高金吉院士用四个主题分享了自己奋斗报国之路:志远自强应波折博学不穷、团队协力勇创新笃行不倦、国防需求为己任跨界攻关、科技攀峰助后学奉献余生。
他激励青年教师:"要把论文写在祖国的大地上,实实在在地为国家做实事,兢兢业业作贡献。"
从长春到北京化工大学,从辽阳石化的车间到国际学术舞台,高金吉用四十余年的时间,把一个工程师对设备的"诊断梦",发展成了"人工自愈"的科学理论体系,也让世界工程资产管理领域听到了中国声音。
一个人是一台机器,一个国家也是一个机器。如果这台机器出了问题,怎么修?靠的是诊断和自愈。
—— 高金吉高金吉
出生:1942年12月1日,吉林省长春市(籍贯辽宁本溪)
学历:1966 年北京化工学院化工机械专业 / 1993 年清华大学固体力学工学博士
身份:北京化工大学教授、博士生导师,中国工程院院士,机械与运载工程学部副主任
主要成就:国内率先开发应用设备监测诊断技术,建立石化行业设备故障诊断技术体系;创立"人工自愈"理论体系,国际首次提出"装备故障自愈工程"理念
荣誉:世界工程资产管理终身成就奖(2016)、中国石油和化工自动化行业科学技术进步奖特等奖(2020)、高等学校科学研究优秀成果奖二等奖(2020)、中国专利优秀奖(2023)、亚太人工智能学会AAIA会士(2023)、国家级有突出贡献中青年科技专家(1988)、国务院政府特殊津贴(1992)
当选院士:1999 年,中国工程院机械与运载工程学部
结语
高金吉的故事,是一个关于"把机器当人看"的故事。他看到设备就像医生看到病人——不是等它坏了再修,而是在它"生病"之前就进行干预,甚至让它自己产生"自愈"能力。这种理念,不仅改变了中国石化行业的设备管理模式,更在世界工程学术界开创了一个新的研究方向。
八十二岁的他,依然站在讲台上,把论文写在祖国的大地上。他说:"等我写够100首,就出一本诗集。"也许有一天,这位把机器治愈的科学家,也会把自己治愈的人生写成诗。