經過近三十年的潛心鑽研與(yu) 持續創新,我國虛擬儀(yi) 器的開拓者和奠基人北京東(dong) 方所所長兼總工程師,應懷樵教授研發的“虛擬儀(yi) 器庫——振動噪聲、模態分析移動試驗室新技術”具備自主知識產(chan) 權,許多關(guan) 鍵技術已居國際領先地位。
“中國虛擬儀(yi) 器的構想和實現是在我國國防工程——核試驗中萌發的。”應懷樵介紹說。
1964年應懷樵從(cong) 浙江大學畢業(ye) 後進入中國鐵道科學研究院工作。1965年參與(yu) 了我國西部羅布泊核試驗基地原子彈和氫彈的核爆炸防護工程研究測試工作。1973年應懷樵教授開始自行嚐試用數字計算機的軟件數字積分取代傳(chuan) 統硬件模擬積分的方法解決(jue) 上述問題,並於(yu) 1979年獲得成功。這是虛擬儀(yi) 器的最早成功範例。1983年應懷樵教授籌建了北京東(dong) 方所的前身——振動技術谘詢部,1985年創建了北京東(dong) 方振動和噪聲技術研究所,並下決(jue) 心自籌資金研究攻克在科學儀(yi) 器及測試領域長期存在世界性技術難題。同年又提出“把試驗室拎著走”的目標,正式開始“虛擬儀(yi) 器庫——振動噪聲、模態分析移動試驗室技術”的研究,在總結實踐經驗的基礎上,應教授從(cong) 理論上原創提出虛擬儀(yi) 器的核心概念——“軟件製造儀(yi) 器”,並於(yu) 1979年在杭州召開的國防科委“核試驗防護工程學術會(hui) 議上”正式發表,成為(wei) 中國最早提出和實現“用軟件製造儀(yi) 器”“用軟硬件相結合”來取代傳(chuan) 統的主要由硬件組成的模擬式儀(yi) 器的學者,與(yu) 7年後美國國家儀(yi) 器公司(NI)提出的“軟件是儀(yi) 器”的口號不謀而合(時間與(yu) 美國同步)。通過持續創新,滾動發展,實現了虛擬儀(yi) 器庫和移動試驗室全麵解決(jue) 方案,並投入批量生產(chan) 。
“虛擬儀(yi) 器是在PC機基礎上通過數采、信號調理硬件、信號處理分析(DASP)及各種應用軟件構架而成的具有可視化界麵的儀(yi) 器,是一種全新概念的測試儀(yi) 器。” 應懷樵教授介紹說,“就其用途而言,它具有真實儀(yi) 器的各項功能,是一套真實的儀(yi) 器。而‘虛擬’的含義(yi) 是指用軟件來實現傳(chuan) 統儀(yi) 器中許多硬件所實現的功能,甚至是傳(chuan) 統儀(yi) 器無法實現的功能。用‘軟件製造儀(yi) 器’‘用軟件代替硬件’,可以滿足多領域、多樣化的應用和擴展需求。” 應教授說,虛擬儀(yi) 器的應用前景極其廣泛,它相當於(yu) 一個(ge) “便攜式試驗室”,可以為(wei) 科學儀(yi) 器與(yu) 科學試驗領域帶來一次深遠的技術革命。虛擬儀(yi) 器的出現最終將取代大量的傳(chuan) 統儀(yi) 器成為(wei) 儀(yi) 器領域的主流產(chan) 品,成為(wei) 測量、分析、控製及自動化儀(yi) 表的核心。軟件可以積聚人類的各種智慧,經全麵推廣,將來可以發展為(wei) 智慧儀(yi) 器。通過應用大量的軟件和嵌入式芯片發展人腦工程,進行信號和信息處理,是智慧機器人的基礎,並成為(wei) 機器人的核心技術。目前計算機與(yu) 互聯網已經普及並深入到家庭,為(wei) 推廣應用虛擬儀(yi) 器提供了廣泛的基礎。
“目前,東(dong) 方所研發的DASP虛擬儀(yi) 器產(chan) 品能取代高性能的頻譜分析儀(yi) 及高性能動態信號分析儀(yi) ,廣泛用於(yu) 許多部門和行業(ye) 。” 應懷樵這樣說。除1988年用於(yu) 錢塘江大橋模態試驗外,還完成了數十項重大工程項目試驗測試工作,如1995年用於(yu) 長三捆運載火箭全箭模態試驗獲得成功;1996年用於(yu) “神舟”號載人飛船移動發射平台模態試驗獲得成功;2004年用於(yu) 航天員超重訓練設備臂架係統模態分析獲得成功;2008年用於(yu) 北京奧運會(hui) 場館鳥巢的動態測試獲得成功。參與(yu) 完成了上百項國家重大工程項目的測試。打破了此類儀(yi) 器長期依賴進口的局麵,為(wei) 國家節省了數億(yi) 美元外匯。
在創新中國虛擬儀(yi) 器的基礎上,2009年11月應懷樵教授在桂林又提出第五代儀(yi) 器——“雲(yun) ”智慧儀(yi) 器的概念,即應用大量的軟件和嵌入式芯片發展人腦工程,將虛擬儀(yi) 器技術與(yu) 互聯網、物聯網、網絡高性能數采儀(yi) 、智能傳(chuan) 感器、雲(yun) 計算等高端技術融合在一起,形成雲(yun) 智慧測試分析儀(yi) 器,並使之成為(wei) 未來智慧機器人的核心。
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