14.2软计算方法

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1998年,方述诚教授邀请再次访美,这是我第三次访问北卡罗来纳州立大学了。说起来很好笑,当我在校园碰到艾玛格瑞比教授时,当时他刚从埃及回来,他是埃及裔美国人。我跟他打招呼说:“你从埃及回来了?”他笑着对我说:“是的,你从中国回来了?”他的话让我倍感亲切。他是北卡州大的资深教授,而我只是一个短期访问学者,我的到来怎么可以和他回校同日而语呢。
这次来到美国,好朋友管思聪已经到亚特兰大工作去了,还好有上次认识的陆建钧接待我,让我感到了友谊。陆建钧是中科大毕业的,也是方老师的博士生。这时他已经毕业了,在著名的北方电讯(NorTell)工作,因为NorTell的这个厂就在罗利,所以他便承担起接待我的重任。陆建钧是石家庄人,为人即有北方人的豪爽又有南方人的精明,跟我特别谈的来。他刚刚有了儿子,又刚刚买了新房子,所以经常忙的昏天黑地。他每周带我去超市买菜,有时候懒得跑就让我在他家吃饭。他从校门进校门,留学毕业进企业,根本没过干活。所以家里的好多零活都不会干,听说我当过工人,便让我帮他的忙。于是他家安装窗帘,安装车库卷帘门,我都出了不少力。老管经常打电话来,听说陆建钧让我帮他干活,笑着说“让他给你付工资!”这自然是一句笑话。我在陆建钧家吃了那么多次饭也没付过钱,所以算起来我还是赚到了!
老管打电话邀请我们去亚特兰大玩,于是在一个周末。我们租了一辆车,陆建钧一家加上我,我们一起开车去亚特兰大。记得老管家就在亚特兰大北郊的罗斯维尔,老管这里1947发生过一起著名的UFO坠落事件,称为“罗斯威尔事件”。不过我事后百度了一下好像是发生在新墨西哥州的罗斯维尔,而不是在老管他们佐治亚州的罗斯维尔。“有朋自远方来不亦说乎!”老管全家热情的接待了我们,他家的房子很大,我们两家来客各有各的房间且都带卫生间,很是宽敞。第二天,老管带我们去浏览亚特兰大市容,去可口可乐总部参观,那里有各种各样的可乐,随便喝。甜的酸的咸的苦的,红的绿的黄的棕的,应有尽有,我喝的实在是喝不下了方才罢手。我的糖尿病不知道是不是那次“贪杯”做下的。晚上自然是要去吃中餐,亚特兰大的中餐馆十分有名,记不得吃了什么菜,总之有烤鸭,这是老管的最爱。所以老管后来总要跟我算烤鸭的账,说我欠他一次烤鸭。朋友之间的玩笑话自然五花八门,总之亚特兰大之行玩得非常愉快。
这一次美国之行还有一次重要的学术活动就是去芝加哥参加计算机与工业工程的国际会议(International Conference on Computer and Industrial Engineering),我在这个会上有一篇学术论文,至于题目我自己也忘记了。在我的简历里只收集杂志论文,一般会议论文懒得收集,现在要找也找不着了。当时没人给我出会议费,我只能自费。会议在芝加哥机场旁的一家高档酒店(好像是Holiday Inn)召开,我舍不得钱,只好在市里找了一家便宜旅馆住。不过小旅馆也好贵哟,一天要75美元,花的我好心痛。我每天坐地铁去开会,这时我英语已经勉强不错了,跟老外交流已无太大问题。会议上我也经常提问,跟人讨论,总之开始在国际会议上活跃起来。记得会议还安排了一次工业参观,我也跟着去了。参观的是美国著名汽车厂商克莱斯勒的一家工厂,厂里没有多少人,自动化设备很多。这时我最关心的是他们是不是也用日本的看板系统。领我们参观的人说也用,并指给我看他们的信息显示牌和地上的黄线和绿线。我感叹对于看板系统的认知东西方有不同的理解。
地铁坐熟了,会议后我便选择坐地铁去芝加哥大学。当我下了地铁后要穿过黑人区和芝加哥的中央公园,我看到街上坐在墙根晒太阳的黑人心里直打鼓。还好什么是也没发生!当我回到北卡告诉别人我的“传奇”后,他们都大为惊讶,说那里是芝加哥最危险的地方。参观过芝加哥大学后我又去参观了芝加哥的工业与科学博物馆,这的确是一个相当不错的博物馆。有巨大的恐龙化石模型,还有各种科学与机械的实物和模型。密歇根湖边自然是要去的,那里就跟海边一样,只是湖上的波浪要小很多。当时天还相当的冷,湖上还刮着风,不过即使如此湖边也有晒日光浴的男女游客,我真是服了老美,真不怕冷。希尔斯大厦我也去了,登上大厦顶层,芝加哥的无数摩天大楼尽收眼底。在我印象里,芝加哥应该是美国第二繁华的城市,第一自然是纽约。这次来芝加哥开会,注册费是报销了。虽然机票住宿和吃饭都没法报销花了好几百美元,就当旅游了,也算物有所值吧。
在方教授的研究组里,我们仍是每周开讨论会。当时方教授最热心的研究主题是模糊不等式的理论,这个领域里数学很深,好多东西我都听不懂。我的特长是优化算法,所以我还是把找重点放到了算法的研究上。有一天,组里的同学告诉我著名的模糊数学的创始人扎德(L.A. Zahed)要到教堂山的北卡罗来纳大学UNC(University of North Carolina at Chapel Hill)来讲学,问我去不去?有车去,见名人,何乐不为!于是我欣然跟大家一起去了。扎德这次主要讲的是近年来方兴未艾的软计算方法,他是伊朗裔的美国人,口音很重让我听得不太懂,但是有PPT,也能知道个大概。他讲的东西对我触动很大,我要做模糊又要做算法,软计算应该是我的最佳选择。
回到学校,我便上网上图书馆查阅有关“软计算”的相关文献,其实这时软计算并没有准确的定义。凡是智能优化算法,以及一些不以精确解为目标的一些算法都可以称之为软计算。这样宽泛的定义我当时就觉得不满意,我想既然称之为软计算,就必须包含一些模糊性的表达在计算中。于是我将不同情景下的决策描述为模糊规则,又把不同情景的确认用相关模糊因子的隶属度的运算来确认。这样就可以把人的经验和知识用模糊规则表达出来。我又把这种模糊规则嵌入到遗传算法中,用来对染色体进行修正,以改进遗传算法的性能。 我首先用这种方法来计算多客户的交货期协商问题,即我上次访美做的Due-Date Bargainer的进一步扩展,取得了很好的计算效果。我们就此项研究写的论文“多客户交货期协商器的软计算方法”(Soft Computing for Multi-Customer Due-Date Bargaining),1999年发表在 《IEEE Trans. on SMC Part-C》上了。这是这次美国之行的最大收获。
回到国内后,我在学生中讲述了这种嵌入模糊规则的软计算方法,立刻得到了大家的响应,大家纷纷采用我提出的这种软计算方法。 于是我们有了一批关于这种优化方法的论文产生。周金宏用这种软计算方法来求解分布式多工厂的生产计划优化问题,在《控制理论与应用》、《控制与决策》上发表了一系列论文;裴菁用来解动态联盟的组件问题,在《系统工程学报》和《东北大学学报》上发表了多篇论文;衣杨用来解并行多机的生产调度问题,在《J. of Intelligent Manufacturing》、《自动化学报》、《系统工程学报》和《系统仿真学报》上发表了一批学术论文。我们在这个领域的工作应该说在国际国内已经形成了一定的学术影响。软计算的研究成果将我们的敏捷制造的ERP的研究水平提高了一个档次。