郑维敏:从工业自动化到农业育种的跨界科学家

问题——关键生产与国家安全需求面前,科技如何更快形成有效供给?

新中国工业体系建设初期,重大装备与生产线引进与消化吸收并行推进,但关键技术资料匮乏、工程经验不足等问题叠加,常导致生产线“能装不能用、能用不稳定”。

与此同时,进入改革开放后,农业现代化与粮食安全成为长期命题,传统育种主要依靠经验与田间试验积累,周期长、不确定性强,难以匹配人口规模与资源约束下的增产增效需求。

工业稳定运行与农业育种效率,看似领域相距甚远,却都指向同一问题:复杂系统在不确定条件下的优化与控制。

原因——把“国家需要”作为科研选题坐标,把“可落地”作为技术评价尺度。

郑维敏的学术轨迹跨越电机、自动控制、系统工程与管理科学,并非简单的兴趣迁移,而是对国家发展阶段性需求的回应。

20世纪60年代,首钢“300小型”连轧车间一度陷入停滞:轧制速度波动、产品规格不稳、废品率高,生产难以连续。

关键症结在于连轧系统的振荡与不稳定,这类问题既包含设备参数与控制策略,也包含工况扰动与现场操作等多因素耦合。

面对资料缺失与工况复杂,郑维敏带领团队深入现场,以大量试验和数据为基础,突破“照本宣科”的思路,把抽象理论转化为可执行、可检验的操作与控制方法,使生产线恢复平稳运行。

到90年代,国际机构提出“谁来养活中国”的疑问,国内对粮食安全与农业科技支撑的讨论升温。

在资源约束与人口压力下,育种效率成为农业科技的关键变量。

郑维敏判断,育种本质上是一个多变量、强不确定、长周期的优化过程,若仅依赖经验试错,将难以持续提高成功率与效率。

他提出以系统工程方法解析遗传组合与选择过程,通过建模、仿真和决策支持,为育种提供更可控的路径。

影响——以“系统观”贯通工业与农业,推动科研从“解释世界”走向“解决问题”。

首钢攻关的意义,不仅在于解决单一生产线故障,更在于在工业薄弱环节建立起“现场—理论—再现场”的技术闭环:工程问题被科学化表达,理论成果又被工程化部署,从而形成可推广的方法论。

这种路径对我国工业自动化、工程教育与科研组织方式产生示范效应:科研人员走进一线,问题从生产流程中来,答案回到生产流程中去。

在农业领域,将系统工程引入育种研究,则体现出交叉创新对传统路径的补位作用。

通过构建水稻遗传有效因子模型、开发育种咨询计算系统等探索,育种过程有望从“经验驱动”逐步转向“数据与模型驱动”,在一定程度上提升方案筛选效率、减少盲目试验成本,并为后续的农业信息化、精准育种奠定方法基础。

更重要的是,这一转向提示人们:交叉不是概念叠加,而是用新的工具体系重构问题的求解方式。

对策——在重大需求牵引下完善交叉协同机制,让“能解决问题的人”形成合力。

一是建立以真实场景为牵引的科研组织模式。

工业与农业的关键技术攻关往往涉及多学科、多环节,需长期驻场、持续迭代,应完善产学研联合攻关与成果验证机制,使实验室成果更快通过工程化与田间化检验。

二是推动模型、数据与试验的互证体系建设。

无论是连轧控制还是遗传过程分析,单一手段都难以覆盖全部不确定性。

应强化数据采集标准、模型评估规范与开放共享平台建设,提高跨团队复现与迭代效率。

三是完善人才培养与评价导向。

交叉研究要求研究者既懂理论也懂现场,既能提出模型又能解释变量。

应在培养体系中加强工程实践与问题定义能力,在评价体系中提高对“解决关键问题、形成可用方法、带来实际效益”的权重,减少只看论文指标的单一倾向。

前景——以系统工程思维赋能新型工业化与农业现代化,交叉创新空间将进一步打开。

当前我国推进新型工业化,生产系统的智能化、柔性化与安全可靠运行更加依赖控制理论、系统工程与数据方法的融合;同时,农业领域面对耕地资源约束、极端天气风险与消费结构升级,对高产稳产、优质高效品种的需求更为迫切。

系统工程的价值在于把复杂问题“可分解、可计算、可决策”,并通过反馈机制持续改进。

可以预见,随着传感、计算与实验技术进步,工业控制的经验将继续反哺农业,农业中的不确定性处理也将为复杂工程系统提供新的理论题材,跨学科协同将成为提升国家创新体系效率的重要方向。

郑维敏的一生诠释了什么是真正的科学家精神:既有严谨的治学态度和深厚的理论功底,更有服务国家、造福人民的崇高追求。

在他诞辰103周年之际,我们缅怀这位杰出科学家,更要传承他科技报国的理想信念,在新时代科技强国建设中续写新的辉煌篇章。