● 蕭德云
方崇智先生（1919-2012），清華大學自動化系教授，自動控制工程學家，我國過程控制學科的開拓者和奠基人之一，中國自動控制科學界一位學術博大精深、思想樸實穩(wěn)重的專家學者。他長期致力于自動控制理論、過程控制系統(tǒng)與技術的科研和教學，創(chuàng)建了我國最早的過程控制專業(yè)，建立了過程控制教學和科研體系，取得了許多重要的科研成果，培養(yǎng)了大批高級專門人才，為我國自動控制學界和過程控制事業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻。
方崇智先生，1919年11月25日出生于安徽安慶，籍貫安徽懷寧縣。他自幼聰穎，生性靈活，苦讀詩書，好學不倦，記憶力超人。1934年，15歲考入江蘇省立揚州中學高中部，1937年高中畢業(yè)，因戰(zhàn)亂于一年之后，1938年考取南京中央大學，因抗日戰(zhàn)爭的緣故，歷經艱辛，輾轉到重慶中央大學機械系學習，攻讀機械工程專業(yè)。1942年以優(yōu)異成績畢業(yè)于重慶中央大學，獲得機械工程專業(yè)工學學士學位。大學畢業(yè)后，在抗戰(zhàn)前期國民政府資源委員會和航空委員會合作創(chuàng)辦的第一國營大型機械制造廠——昆明中央機器廠先后擔任實習員、技術員，從事動力機械、通用機械和機器工具機具的設計和試制工作，為昆明中央機器廠完成了許多實際的戰(zhàn)時急需工作。
1945年經當時的國民政府教育部遴選，方崇智先生考取了1946年赴英公費留學生。1945年經印度加爾各答赴英，初到英國，先在英國著名的機床制造公司NewallEng. Co.當實習員，1946年初考入倫敦大學瑪麗皇后學院攻讀博士學位，這期間同時以英國供應部科學工程研究所助理研究員的身份在倫敦大學研究部工作。攻讀博士學位期間，得到英國科學與工業(yè)研究局（Department of Scientific and Industrial Research）研究基金的資助，在傳熱學/機械工程學方面取得了創(chuàng)新性研究成果：理論上分析了假設熱流線下單個液滴的傳熱過程機理，實驗上論證了瞬態(tài)熱傳導可以不考慮累積液體增加的阻力，同時揭示了液滴促進表面的液滴大小分布規(guī)律，并在冷卻表面冷凝熱維持不變的情況下，準確估計出液滴傳熱過程的傳熱參數。在瑪麗皇后學院副院長、工程學位考試委員會主席、工程教育大師Giffen E.教授的悉心指導下，不到四年就出色完成了博士學位論文“The Mechanism of Dropwise Condensation of Steam（蒸汽珠狀凝結機理）”，于1949年獲得機械工程專業(yè)哲學博士學位。
方崇智先生學成之時，正值新中國成立前夕，在當時倫敦我國進步青年組織的幫助下，先赴香港，后轉道天津，于1949年9月來到北京，經當年中央大學老師李酉山教授和北京大學工學院丁瓚副教授推薦，受聘北京大學工學院機械系副教授，并擔任動力教研室負責人，領導專業(yè)教學和科研工作。1952年全國院系調整，方崇智先生調到清華大學動力機械系任副教授，組建汽輪機專業(yè)教研組，并擔任教研組主任。1956年與前蘇聯(lián)專家齊斯加可夫一起籌建熱能動力裝置專業(yè)自動化專門化教研組，同時擔任專門化教研組主任，開始培養(yǎng)自動化方面的專業(yè)人才。1960年晉升教授，同年受命籌建熱工量測及自動控制專業(yè)，同時擔任專業(yè)教研組主任。1966-1970年文化大革命期間，他受過不公正的待遇，進過“牛棚”、受過批判、去過江西鯉魚洲農場。1970年，清華大學組建工業(yè)自動化系，他隨同熱工量測及自動控制專業(yè)大部分教職員工一起調入自動化系。之后很長一段時間內與教研組教師一道，參加過下廠實習、開門辦學和相應的教學與科研工作，直至1976年文化大革命結束。1976年之后教育教學改革，熱工量測及自動控制專業(yè)改制為工業(yè)儀表及自動化專業(yè)，方崇智先生重新?lián)螌I(yè)教研組主任，全面領導專業(yè)教學和科研工作，并兼任自動化系學術評議組成員，參與自動化系的學科和專業(yè)隊伍建設。1981年我國恢復學銜制度后，方崇智先生被評為我國首批博士生導師，成為清華大學“控制科學與工程”一級學科學術帶頭人之一，“控制理論與控制工程”二級學科的學術領軍者，同時擔任清華大學自動控制研究會理事長、名譽理事長。1983年之后，方崇智先生年事已高，不再擔任專業(yè)教研組領導職務。之后的20多年，除了為本科生和研究生講授“現(xiàn)代控制理論”、“過程控制”和“過程辨識”等課程外，主要從事科學研究和專心培養(yǎng)博士研究生。在上世紀控制領域知識快速更新的70年代末和80年代初，方崇智先生敏銳地預感到控制學科將遇到歷史性的挑戰(zhàn)，他夜以繼日地查閱和學習新知識。短短幾年，他寫下了12大本學術手稿，包括隨機控制理論、動態(tài)規(guī)劃、極大值原理、優(yōu)化控制方法和系統(tǒng)辨識理論等，記錄了許多新知識和可能的研究方向，成為后來科研和指導研究生的寶貴知識財富。
1952年方崇智先生調入清華大學時，擔任動力機械系汽輪機專業(yè)教研組主任，從事汽輪機方面的教學和科研工作。當時他已發(fā)現(xiàn)自動控制技術是推動工業(yè)發(fā)展的重要手段，于是和前蘇聯(lián)專家一起成立了熱能動力裝置專業(yè)自動化專門化教研組，并擔任專門化教研組主任，擔負起電站自動化專門化的教學和科研任務。這是清華大學1960年成立的熱工量測及自動控制專業(yè)的前身，實際上也是過程控制專業(yè)的雛型。之后的幾十年，方崇智先生為創(chuàng)立過程控制專業(yè)嘔心瀝血，做了大量工作。1958年就開始為自動化專門化的學生講授“自動調節(jié)原理”，隨同聽課的還有來自兄弟院校的教師和設計院的技術人員，培養(yǎng)學生的同時也為國內高等院校培養(yǎng)了一批從事過程控制專業(yè)教學與科研的骨干。這些學術骨干回到全國各地后，同建國后陸續(xù)回國的有關專家一起，先后建立了各類過程控制專業(yè)，逐步在中國形成完整的過程控制學科。與此同時，方崇智先生積極組織各方力量，主持制定了過程控制專業(yè)的教學計劃和課程建設規(guī)劃，明確了學科方向，建立了學科教學與科研體系，為過程控制專業(yè)的發(fā)展奠定了基本輪廓。
在上世紀50年代，國家號召向前蘇聯(lián)學習，吸收前蘇聯(lián)高等教育的經驗，方崇智先生毫不猶豫地響應號召，積極學習俄文，準備赴俄進修，以便更好地學習前蘇聯(lián)的科學知識和教學經驗。然而，方崇智先生憑著早年在英國接觸到的西方科學史，敏銳地意識到在學習前蘇聯(lián)的同時，不應該完全放棄向西方國家的學習。在上世紀50年代后期，方崇智先生開始自覺地注意西方國家的技術發(fā)展動向，并著手分析研究西方有關過程控制學科的圖書和資料，很快發(fā)現(xiàn)前蘇聯(lián)的儀表工業(yè)是落后的，加上前蘇聯(lián)工業(yè)生產設備和工藝陳舊，以致各個工業(yè)部門的儀表自動化裝備和技術水平明顯落后于西方先進工業(yè)國家。同時也感到前蘇聯(lián)高等教育的專業(yè)設置太專太窄，不一定符合中國的經濟建設需要。當時方崇智先生就提出應該拓寬專業(yè)面，因為許多工業(yè)部門對儀表自動化專門人才的需求是有共性的。1960年本著這種指導思想，方崇智先生受命組建熱工量測及自動控制專業(yè)，開始采用西方國家有關過程控制的教材。這些舉動在當時是大膽的，有先見之明的，也深深地影響了國內許多高等學校過程控制專業(yè)的發(fā)展歷程。此后幾十年，方崇智先生堅持工作在過程控制教學和科研的第一線，以發(fā)展中國過程控制事業(yè)為己任。方崇智先生作為這個學科的主要倡導者和帶頭人，無論在清華大學或在中國都起到了十分關鍵的作用，猶如國際過程控制著名學者，加拿大工程院院士、Alberta大學ShahS.L.教授所說的：“方崇智教授在過程控制領域的影響和貢獻是深遠和廣泛的，且并不止于清華和中國（Professor Fang Chong Zhi’s influence and contributions in the field of process control spread far and wide, beyond Tsinghua and China）”。或許正是這種影響和貢獻，使先生贏得了國內外過程控制學術界眾多學者的尊敬和愛戴，公認為過程控制學科的開拓者。
為了發(fā)展中國的過程控制學科，方崇智先生始終孜孜不倦地探索著、追求著，提出了許多新觀點和新構想，擴展了過程控制學科的外延，豐富了過程控制學科的內涵，更新了過程控制的教學內容，同時撰寫了多部以經典控制理論為基礎的過程控制學科論著和教材，大大提升了中國過程控制學科水平。到上世紀70年代末，方崇智先生又及時地將以狀態(tài)空間描述為基礎的現(xiàn)代控制理論引入過程控制學科，為提高師資隊伍的水平，親自為教師開設了“現(xiàn)代控制理論”課，并積極開展有關的系統(tǒng)結構、建模方法、多變量系統(tǒng)設計、過程計算機控制等科學研究，同時提倡開展非線性控制、魯棒控制、適應性控制、預測控制、容錯控制、模糊控制、基于專家系統(tǒng)的控制、基于模式識別的智能控制以及過程故障檢測與診斷等問題研究，不斷拓寬了過程控制學科的研究領域。1987年方崇智先生又參考國外的發(fā)展動態(tài)，把CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）概念移植到過程控制學科，提倡在連續(xù)生產過程中進行計算機集成制造系統(tǒng)的研究，將工廠全部生產活動所需的信息和各種分散的自動化系統(tǒng)有機地集成起來，形成能適應生產環(huán)境不確定性和市場需求多變性，追求總體全局最優(yōu)的高質量、高效益、高柔性的智能生產系統(tǒng)，并于上世紀90年代成功地在福建煉油有限公司實施。方崇智先生的這種思想，把過程控制學科推向流程工業(yè)綜合自動化的新高度，對流程工業(yè)控制技術的發(fā)展產生了深遠的影響，后來在國家高技術研究發(fā)展計劃（“863”計劃）中把這種智能生產系統(tǒng)稱作流程過程CIMS。
自上世紀50年代以來，方崇智先生親自領導和主持過多項科研工作，包括直流鍋爐的動態(tài)特性研究、火力電站自動化系統(tǒng)、化肥生產過程最優(yōu)控制、城市煤氣管網“四遙”遠動系統(tǒng)、建模理論和方法、系統(tǒng)辨識算法、模型預測控制、加熱爐自動控制系統(tǒng)、故障診斷理論與方法、精餾塔優(yōu)化控制、長輸管線的查堵檢漏和分散式計算機控制系統(tǒng)等，其中長輸管線查堵檢漏、加熱爐建模與優(yōu)化、預測推理控制以及雙線性系統(tǒng)辨識及自適應控制等項目獲國家自然科學基金、教委博士點基金、“九五”攻關、“863”計劃、“985”工程的資助，有力地推進了過程控制學科的科學研究進程。
方崇智先生的科學研究領域主要包括系統(tǒng)建模與辨識、故障檢測與診斷和系統(tǒng)控制與優(yōu)化，并取得了許多具有國際水平的成果。上世紀80年代初，方崇智先生便開始組織力量，探索故障診斷的理論和方法，之后幾年內相繼獲得許多重要的研究成果，在國內處于領先地位。在“長距離輸油管道泄漏檢測與定位”的研究項目中，利用相關分析法、模型殘差分析法，對長輸管線泄漏和堵塞的研究獲得了與國際水平相當的成果，同時將檢漏方法用于實際工業(yè)管線，在國內最早成功地進行了工業(yè)管道試驗。在大型旋轉機械故障診斷方面，提出一種基于向量投影的故障診斷方法，通過觀察故障信號向量在觀測信號空間上的投影，實現(xiàn)故障檢測與分離。結合人工智能技術，方崇智先生還提出一種新的故障診斷模式，將基于數學模型的故障診斷、“故障—模式”匹配、基于邏輯模型的故障診斷、“時間—空間”分析、邏輯濾波器和狀態(tài)觀測器等故障診斷方法綜合起來，在柔性黑板結構的支持下，實現(xiàn)高效、高性能的故障在線檢測與診斷。在基于模型的故障診斷理論研究方面，首次推導了故障檢測觀測器的一般結構，給出了最大故障分離的必要條件，同時提出了一種故障分離的魯棒性原理，進而利用魯棒觀測器實現(xiàn)故障分離。一方面利用線性系統(tǒng)理論研究檢測觀測器的性質及其解法，另一方面利用邏輯代數和魯棒性向量概念對故障的可分離性、故障分離及診斷的推理過程進行深度分析，推導出了能提取最大故障分離信息的方法，以此構造了系統(tǒng)化的故障診斷系統(tǒng)。該研究成果獲得1992年國家教育委員會科技進步（甲類）一等獎，并在國際刊物上發(fā)表了多篇學術論文，得到多位國際故障診斷領域專家的認可。曾任歐洲自動控制聯(lián)合會第一副主席、IEEE Fellow，德國Frank P.M.教授對研究成果給予充分的肯定：“對魯棒觀測器設計做出重大貢獻（significant contribution），給出了系統(tǒng)化方法（systematic solution）”；曾任IFAC故障診斷技術委員會主席、IEEE Fellow、英國Patton R.J.教授對研究成果給予較高的評價：“成功地將UIO（Unknown Input Observer）用于動態(tài)系統(tǒng)部件的魯棒故障檢測”；國際著名學者、美國George Mason大學Gertler教授說：“這是一項很漂亮的工作，絕對是成熟和專業(yè)的（a beautiful piece of work, absolutely mature and professional）”，以此稱方崇智教授是故障檢測與診斷領域的先驅者（Professor Chong-Zhi Fang-A pioneer in fault detection and diagnosis）。
方崇智先生在系統(tǒng)辨識方法研究方面同樣取得了富有創(chuàng)新性的成果，在指導博士研究生的論文研究中，提出了一類基于增廣UD分解的辨識方法，包括AUDI、AUDI-RLS、AUDI-RFF、AUDI-RELS和AUDI-RIV等辨識算法。這些辨識算法無論是數值計算性質或應用方面都具有特別的優(yōu)勢，而且也是閉環(huán)系統(tǒng)和多變量系統(tǒng)辨識一種很好的解決方案。國際辨識領域權威、瑞典皇家科學院院士、瑞典皇家工程科學院院士、IEEE Fellow、IFAC顧問、瑞典Link?ping大學LjungL.教授對這種新的辨識算法化方法給了充分的肯定：“論文給出的算法化方法確實是一種最自然、高效和有用的方法（a most natural, efficient and useful one）；……論文的研究結果對該領域將會產生重大的影響（the results of the thesis will have a substantial impact on the field）”。
方崇智先生在系統(tǒng)控制與優(yōu)化和智能生產制造系統(tǒng)方面也做出了重要成就，尤其是將智能生產制造系統(tǒng)理論與方法用于智能優(yōu)化調度和計劃與調度優(yōu)化方面，取得了許多重要的工程應用和理論研究成果，并在國家“九五”計劃項目“大型骨干石化生產系統(tǒng)控制及計算機應用技術”和“863”計劃項目“煉油石化生產裝置先進控制技術和軟件研究開發(fā)”中得到成功的應用，打破了Honeywell、Aspen等國外公司的壟斷，取得了重大的經濟效益，是流程工業(yè)優(yōu)化控制方面具有不可替代的研究成果，2000年獲中國石化總公司科技進步一等獎。
方崇智先生是清華大學自動化系德高望重的老教授，“四大金剛”之一，不僅領導過程控制學科的教學和科研，又是“控制科學與工程”一級學科的學術帶頭人之一。隨著科學技術的不斷發(fā)展，方崇智先生的研究領域也在不斷拓寬，沒有把自己局限于過程控制學科，和常迵、童詩白、鄭維民等著名教授共同挑起了“控制科學與工程”一級學科學術帶頭人的重任，并側重引領“控制理論與控制工程”二級學科的前進方向，為“控制科學與工程”學科的發(fā)展傾注了大量的心血，制定發(fā)展規(guī)劃，組建學術梯隊，抓科研、促教學，
依靠系里一批學術中堅力量，促進了自動化學科向前發(fā)展，形成了自動化教學、科研和實驗室建設可持續(xù)發(fā)展的格局。教學方面提出了“頂層設計，整體規(guī)劃”的改革思路，科研方面構建了合理的學科研究布局，實驗室方面推進了高水準的教學實驗建設。自動化學科水平得到不斷提升，在國內高校處于領先地位，在國民經濟應用領域聲譽很高，在國際上也能列入先進行列。
方崇智先生除了重視學科研究外，還特別重視專業(yè)教材和實驗室建設。上世紀50年代，方崇智先生擔任清華大學動力機械系汽輪機專業(yè)教研組主任期間就非常重視專業(yè)教材建設，為推動汽輪機專業(yè)教學進一步發(fā)展，他積極組織力量，翻譯出版了前蘇聯(lián)的《高壓汽輪機》（上、下冊）和《汽輪機》及其習題匯編，在汽輪機專業(yè)教學中起到了積極推動作用。1960年創(chuàng)辦熱工量測及自動控制專業(yè)之后，又相繼編寫了《自動調節(jié)原理》和《熱工過程自動化》等專業(yè)教材。上世紀80年代，隨著自動化技術日新月異的發(fā)展，方崇智先生積極身先力行，組織編寫出版《過程控制》、《過程辨識》和《過程計算機控制》等教材，有力地推動了過程控制專業(yè)的教學。其中，《過程辨識》一直作為清華大學本科生和研究生的教材，以及全國自動化學科本科與研究生教學的主要教材或參考書，許多現(xiàn)已成為國內自動化界知名學者、學術骨干或中堅力量的學界同仁都讀過這本書。該教材1989年被評為清華大學出版社優(yōu)秀圖書，1992年獲第二屆全國高等學校機電類專業(yè)優(yōu)秀教材二等獎，1993年由臺灣儒林圖書有限公司翻印成繁體書出版發(fā)行。曾任IFAC主席，浙江大學、上海交通大學呂勇哉教授和中國科學院院士、上海交通大學張鐘俊教授在1989年《控制理論與應用》（Vol.6,No.2）上為《過程辨識》書寫了書評，呂勇哉教授稱該書與國外同類教材相比毫不遜色，張鐘俊教授稱這是一本結構完善、內容豐富、理論聯(lián)系實際、頗具獨特風格的教材。1981年為推動過程控制課程教學改革，方崇智先生翻譯出版了美國著名過程控制專家Shinskey F.G.的著作《過程控制系統(tǒng)》，該譯著曾獲化學工業(yè)出版社優(yōu)秀圖書獎。上世紀80年代，方崇智先生還擔任“信息、控制與系統(tǒng)”系列教材編委，參與組織編寫出版一套包括信號與信息處理、模式識別、知識工程、控制理論、自動化技術、傳感與檢測技術、自動化儀表、系統(tǒng)科學、系統(tǒng)工程、機器人控制、智能控制、計算機控制及應用等方面的系列教材，在全國范圍內產生極大的影響，推動了自動化學科及時跟上國際發(fā)展趨勢。另外，早在上世紀60年代，方崇智先生明確提出“沒有實驗室水平就沒有專業(yè)水平”的指導思想。在這種思想指導下，他以身作則，與教師一道參與實驗室建設規(guī)劃，改進實驗室教學設備。在實驗室建設中，他不僅親自設計，還親自動手，經他一手建設起來的實驗設備不下十幾種，如水力模擬控制系統(tǒng)、熱交換器模擬控制系統(tǒng)和長輸管線模擬故障診斷裝置等。這些實驗設備不僅助力專業(yè)教學和科研的發(fā)展，也在國內同類專業(yè)實驗室建設中起到示范作用。
方崇智先生先后講授過多門基礎性技術課程，包括“機械制圖”、“熱工學”、“傳熱學”和“汽輪機”等，也開設過多門專業(yè)性技術課程，包括“自動調節(jié)原理”、“熱工過程控制系統(tǒng)”和“熱工過程自動化”等。他講課溫文爾雅，不驕不躁，氣宇軒昂，深入淺出，在黑板上徒手能畫出如同軟件繪制的過渡過程響應曲線。一旦分析到精深一點的內容、學科的前沿、交叉和熱點，就像到了戲劇的高潮，雙目放光，甩開書本，講述里透著深奧，語氣里含著自信，還帶著幾許霸氣。講臺上那種嚴肅的表情有些人不習慣，卻代表著對教學的執(zhí)著和認真，不愧是一位具有學者風范、受人敬畏的教授。
方崇智先生特別強調理論聯(lián)系實際，主張教育必須與生產實踐相結合，認為控制理論的發(fā)展必須能與生產實際相結合，培養(yǎng)的學生必須能服務于國民經濟，不僅要有堅實的理論基礎、系統(tǒng)的專業(yè)知識，更重要的要具備解決實際問題的能力。1959年起，方崇智先生開始培養(yǎng)過程控制學科方向的研究生，他的最大夙愿是盡早建立健全的研究生培養(yǎng)體系，依靠自己的力量培養(yǎng)高層次專門人才。改革開放后，方崇智先生先后培養(yǎng)了幾十名碩士生和博士研究生。治學嚴謹是方崇智先生突出的特點之一，他常說嚴謹的科學作風是成功的關鍵。對所領導的課題，他總是親自定目標，落實計劃，明確技術難點，關鍵的調研、實驗總是親臨現(xiàn)場，要求數據必須可靠、分析必須有根據，寫成文章必須句句站得住腳。確定新的研究方向，總要詳細聽匯報，并親自到圖書館查閱國內外的發(fā)展動態(tài)，幾經分析推敲，方可允許付于實施。從不說無根據的話，從不做無把握的事，自己或別人寫的文章或著作總要逐句逐段批閱，盡量做到準確無誤，對己對人都嚴格要求，許多同事和學生從中受益匪淺。
方崇智先生從1956年起開始專心培養(yǎng)自動檢測與自動控制學科方向的高端研究型人才，幾十年來歷盡艱辛，嘔心瀝血，如今桃李自芬芳，春暉遍四方。從上世紀50年代到90年代未，40多年間方崇智先生領導的專業(yè)為國家培養(yǎng)了自動檢測和自動控制專業(yè)技術人才將近兩千人，分布于國家許多重要研究機構、企業(yè)單位、高等院校、政府部門、金融和軍隊研究單位等，也有許多學子供職于北美和歐洲等地。他們個個都是各行各業(yè)的精英、棟梁之才，做出了許多于國于民有利的卓越成就。這些受方崇智先生師德垂范，為人類做出貢獻的、很有成就感的莘莘學子，枚不勝舉，方崇智先生常以此為榮。
方崇智先生指導學生
方崇智先生從教六十余載，始終忠于教育事業(yè)，默默無私奉獻，幾十年如一日，在荏苒時光中為教育事業(yè)奮斗一生。他是清華大學自動化系著名的、被尊稱為先生的四大教授之一，是位德高望重的學術帶頭人、誨人不倦的良師益友和受人尊敬的師長，也是國際自動化界的知名教授。他用60年的堅守，辛勤的耕耘，不懈的努力，嚴謹的治學，恪守做人做學問的原則和個人的魅力，影響了清華乃至全國的自動化專業(yè)教育事業(yè)。他創(chuàng)建了過程控制學科但又不拘泥于過程控制研究領域，他專心研究學術又富有對工程教育的創(chuàng)新性哲學思考。他年輕時代，輾轉求學，圖存紓難，孤自留學下洋洲，探學涯深處，不忘國仇；他治學年代，一絲不茍，栽桃育李，爭歲月漸漸白了頭，蓋先生功績，一代諸侯。在生命的最后時刻，他乃念念不忘專業(yè)建設、師資成長，可謂“春蠶到死絲方盡”。
（改寫自《方崇智百年誕辰紀念冊》：方崇智先生傳 略）
（清華新聞網9月25日電）
供稿：自動化系
編輯：李晨暉
審核：程曦
