堅定扎根實踐 重視研究落地

王輝

在科學技術日益進步的今天，各國高度重視工業和信息化的高質量發展。比如德國的“工業4.0”戰略，美國的制造業回流政策，中國的《中國制造2025計劃》，都將發展制造業作為主攻方向。

雖然處于同一賽道，但在工業和行業基礎平臺軟件領域，即服務于智慧制造的基礎軟件領域，中國與美國、德國相比還有很大的差距。例如，企業生產計劃系統ERP，目前主要被德國SAP壟斷；車間生產管理系統MES系統被西門子、GE、霍尼韋爾等企業壟斷；人工智能技術框架主要被谷歌的tensorflow平臺和Facebook的pytorch平臺壟斷；材料基因數據庫目前以美國、德國、日本的Materials Project、KeyToSteel、NIMS等為代表，國內還處于空白階段。

“以上這些典型的基礎軟件或者基礎數據庫，是支撐工業信息化和智能化的基礎，這些領域關鍵技術的突破，將對我國該領域的提升具有重大意義。”云南大學副教授謝誠說。

從實踐出發，讓成果落地

謝誠博士畢業于上海交通大學，就讀軟件工程專業。這是一門涉及范疇非常廣的應用學科，覆蓋了從信息學科、軟件工程等傳統領域到智能計算、機器學習等前沿科技。學科偏向工程實踐，“比如，某大型造船廠需要提升大型船舶分段的排產效率，我們便聚焦于實際需求，攻關具體的分段排產智能算法；再比如，云南一家新型材料設計企業需要建設液態金屬材料基因工程數據庫，涉及計算機及軟件領域范疇，我們便助力他們進行液態金屬材料基因的算法和模型研發；還比如，上海某航天總裝廠需要精細化追溯每個細小零部件的生成管理系統，我們的研究便聚焦于建立物理實體與信息實體的映射與追溯軟件系統。”

雖然科研經驗頗豐，但謝誠說，“剛開始我就是個寫代碼的碼農，后來摸爬滾打多年才逐步找到研究的方向”。之所以這么說，是因為謝誠在科研初始階段，曾因找不到研究的理論點而感到迷茫。但好在他的碩士和博士導師蔡鴻明教授，在軟件工程領域有著很高的建樹，在研究方面奉行能夠在生產生活中產生實際效用的課題，這讓謝誠研究的開展有了一個基礎，“課題來源于生產中的實際需求，而不是去假定需求，才能真正保證課題的實踐意義”。

蔡教授的科研理念深刻影響了謝誠未來的科研方向，后來，即使一項研究要反復調整、優化，謝誠也絕不空想創新。他說：“我們要承受實踐中的挫折失敗，在實際生產中進行驗證，不斷迭代，把以實際能夠為社會產生的貢獻作為從事科研工作的根本信念，這是一個良性循環。”

當然，追求實際應用研究，也為求學期間的謝誠帶來了學術文章發布相對較少的難題。碩士期間，有同學告訴謝誠，專研應用很難出學術成果，可能會影響畢業。但蔡教授認為，軟件系統在實際生產中存在的關鍵問題之所以成為行業挑戰，就是因為其有著很高的技術難度，擁有很高的研究價值！這也是謝誠堅定走“需求驅動的科研道路”的核心信念。

2015年，還在讀博的謝誠被公派出國，在曼哈姆大學的數據科學實驗室訪學。作為整個實驗室唯一的中國人，他不僅克服了多國語言混雜的問題，提高了國際交流能力，還在實際合作中，引入圖神經網絡技術，對知識圖譜進行處理，研發了一種基于知識圖譜表示學習的節點相似度計算算法，突破了傳統基于圖計算能夠取得的最好成績，給同學留下了很深刻的印象。最后在德國訪學結束的時候，實驗室同學們把international room（國際生的學術房間）改成了謝誠的名字，Chengs Room，表達對他的認可。

2017年，考慮到云南省急需經濟相關的前沿技術資源來建設數字云南，而云南大學的科研平臺也在快速發展，身為云南人的謝誠毅然投入家鄉的建設中來， 正式入職云南大學軟件學院。為了做好科研工作，從博士變成導師的謝誠在云南依然保持著上海的快工作節奏，沒有絲毫懈怠，基本上每周有6？7天全部用來工作，“沒有休息已經變成常態”，但他卻樂此不疲，將自己的科研事業扎根在這片紅土地上。

用心研究，服務于社會生產

在科研探索過程中，謝誠經歷過迷茫，但研究卻并沒有因此落下，相反，無論是在學術還是在實際應用上，他的成果都影響深遠。

在2016—2017年間，因為聚焦于工業信息化和人工智能的結合研究，他們為汽車輪轂生產企業中信戴卡，研發了一套工業知識圖譜構建及智能控制的算法和軟件。這套作用于輪轂生產線壓鑄工藝的研究，通過智能反饋控制，能夠自動反饋、調整壓鑄機的現場動態參數，顯著提高鑄臺輪轂壓鑄的一次成品率。研究成果最后發表在工業信息化頂級期刊IEEE transactions on industrial informatics上。

后來，他們還研究了知識圖譜節點相似度的計算算法，該成果主要是構建了知識圖譜里面可以進行知識推理、知識相似性的計算，可以做到智能推薦和智能推理的控制，成果最后成功發表在領域頂級期刊IEEE Systems journal上。

2017年，謝誠來到云南大學后，接手了鄉村污水處理自動站項目，項目計劃未來3年在鄉村部署2000個污水處理自動站。以前該項目要部署大量人員運維這些污水處理自動站，但基于謝誠團隊所研發的工業知識圖譜的多層互聯網中間件技術，項目很快就完成了自動站智能控制系統的部署，并且人工成本也只有原來的20%左右，極大地降低了人力成本和站點管理成本。此外，因為項目能夠適應偏遠山區的實際情況，使得村級污水處理站點的大量建設成為可能，社會效益顯著。目前，該項研究成果已發表在物聯網領域頂級期刊IEEE Internet of Things Journal上。

在進一步改進知識圖譜的應用技術過程中，謝誠團隊發現知識圖譜能夠使用知識代替訓練樣本，極大地減少機器學習中所需的樣本規模。甚至某些情況下，圖譜可在零樣本學習的場景下，完成機器預測。該項成果目前已投往人工智能頂級期刊Elsevier Neural Network。

作為一名科研人員，謝誠并不滿足于此。下一步，他還將繼續結合云南數字經濟建設重點領域，聚焦于信息產業、新材料產業和生態環保領域，以實際產業需求為導向，突破關鍵技術，研發解決生產實踐痛點的軟件系統平臺，服務于云南的社會經濟建設。

教研相長，提高人才培養質量

因為研究與生產生活的高度結合，再加上碩博導師蔡鴻明教授、云南大學軟件學院和中國圖學學會的合力舉薦，2018年11月，謝誠入選中國科協“青年人才托舉工程”，成為國家高水平科技創新人才的重要后備力量。

對于科研工作能順利開展，謝誠不無感激地說：“云南大學軟件學院非常支持我的科研工作，從學校層面，像科技處、人事處、教務處、就業指導中心，都為我的科研工作提供了充足的硬件和軟件資源支持。在學院里，姚紹文院長也非常支持我的工作，提供了充足的場地、實驗室，另外也提供了多套高性能計算服務器、工作站等硬件資源支持；同時，他也在學術上給予了我很多指導，我的研究團隊也經常和他的團隊一起進行學術研討，分享交流科研的一些思路。”

除了潛心做研究，謝誠還在云南大學從事教學工作。他說：“作為一名大學教授，不把知識傳授出去是一種失職。”所以他每年還承擔120個學時以上的課程，包括專業數據庫概論、軟件工程、創新設計與研究等。

在課程教育中，謝誠以實踐科研的方式來進行人才培養。在理論課和實驗課中，他比較重視實驗課。“課程中的實驗項目，全部來源于我的科研實踐課題，而且我會非常注重考試中實踐項目的設計，評價學生真正動手做出來的成果的性能指標是否能達到要求，理論測試反倒不是最重要的。”

得益于此，最近幾年，軟件學院本科生在互聯網+大學生創新創業競賽、挑戰杯和軟件創新大賽中，都取得了非常好的成績。“指導學生參加學科競賽，就是要求他們把課本知識應用在科技競賽中，這實際上是開啟了一種科研反哺教學的模式，真正實現了產教融合，協同創新。”謝誠感慨地說。

目前，謝誠已在云南大學組建了自己的科研團隊，包括1名講師、1位準博士、8位研究生和8位優秀的本科生。未來，也許還會有很多的技術難關需要攻克，但謝誠相信，只要奮進的科研人才源源不斷，就沒有攻克不了的難關。