基于平臺式設計的DASP-VI庫技術——對儀器制造業和測試技術界產生巨大影響，代表了我國在VI（Virtual Instrument）研發方面的最高水平。

變時基（VTB）傳遞函數（導納）測量分析方法——國際領先，完成了神舟飛船750噸移動發射平臺、“長三捆”大型運載火箭、航天員超重訓練機模態實驗等數十項國家重點項目。

高精度頻率、幅值、相位和阻尼測量技術——YSL方法高精度“變頻基”頻率計和幅值計，比國外常規方法提高精度100萬倍。

……

這些享譽全球的先進技術均出自一人之手——中國“虛擬儀器之父”應懷樵。作為世界一流科學家、著名振動噪聲與信號處理專家，應懷樵在我國率先提出“虛擬儀器”構想、提出和實現“用軟件制造儀器”，“用軟硬件相結合”取代傳統的主要由硬件組成的模擬式儀器，他是當之無愧的中國虛擬儀器的創始人和奠基者。

幾近耄耋的應懷樵依然忙碌，擔任北京東方振動和噪聲技術研究所名譽所長、科技委主任，北京應用科學研究院副院長。

應懷樵用五十多年的時光，印證了中國科學家潛心研究、堅韌不拔、敢于創新、勇往直前的高貴品質與珍貴氣質。應懷樵無論在多么艱苦的條件下、多么不利的健康狀況下，都沒有放棄對學術創新的追求、對夢想的追逐。

北京東方振動和噪聲技術研究所名譽所長應懷樵

勤勉奮進 砥礪爭先

1941年，應懷樵出生于在浙江紹興的書香門第，小學就讀在蔡元培任校長的學校，令他早早有了為國效力、為民效力的高遠志向，從此也更加刻苦努力。

18歲的應懷樵進入浙江大學，攻讀工程物理系理論物理專業，因為國家發展需要，他的班級被調整到數學力學系應用力學專業流體力學專門化。5年后，他順利畢業，被分配到中國鐵道科學院，致力于高速列車風洞課題研究，并到清華大學工程力學系流體力學專業實習，學習風洞測試分析技術。

1965年，應懷樵參與了我國在羅布泊的核試驗基地原子彈和氫彈的核爆炸防護工程研究，學習原子彈爆炸測試技術，接觸了振動噪聲和頻譜分析。此后，應懷樵又學習了數字計算機和信號處理分析，專業涉及到振動和頻譜分析。

頻繁的專業轉換，鑄造了應懷樵更開闊的學術視野和更高效的科研方式。他在參加核爆炸防護工程課題——地下鐵道核爆炸振動噪聲與動力學測試分析時，遇到了一大難題，即地鐵道床的下沉殘余位移（0Hz）用硬件無法獲得時，便萌生了虛擬儀器的大膽構想——“用數字算法和軟件取代硬件”。應懷樵開始嘗試使用加速度數字積分取代硬件模擬積分，用離散傅里葉變換DFT取代硬件頻譜分析的方法，這是中國數字制造和虛擬儀器的早期萌芽，也是中國AI概念的早期萌芽。

然而，當時只有計算尺和手搖計算機，研究結果與預計大相徑庭。1970年，到中科院計算所用109乙機和BCY語言完成計算，才取得了初步成功。3年之后，鐵建所引進日本工業展覽會的ECC555小型計算機，應懷樵開始嘗試用數字計算機的軟件數字積分和數字譜DFT分析取代傳統硬件模擬積分和硬件濾波的方法破解難題。

1975年鄧小平同志提出兩個“十”的核試驗總結，即十次成功核試驗和十年核爆炸總結，應懷樵參加了總結組并提出，有方法可計算出位移和頻譜結果，領導批準應懷樵使用555計算機用于地鐵核試驗計算，取得了數字積分，DFT頻譜分析和傳遞函數的計算成功。1978年1月，他的論文在昆明中國力學學會土巖爆破會議上發表。

1979年11月國防科委在浙江杭州召開核試驗防護工程學術交流會7911會議(機密級)，應懷樵在會上總結提出使用算法和軟件取代硬件制造儀器的概念思路。這是虛擬儀器(VI)概念的正式提出，由于是機密級會議，不能宣傳報導，但曾在會上受到力學所所長鄭哲敏院士的表揚，說應懷樵做了一個很好的報告，同時受到清華大學副校長張維院士和同濟大學校長李國豪院士等三位專家的表揚。虛擬儀器概念的提出，比美國NI公司提出的“軟件是儀器”概念整整早7年。同年《振動測試和分析》一書出版，書中就有用算法和軟件代替儀器的振動參量變換用計算機計算的成功實例內容。

“所謂虛擬儀器，并非是傳統的儀器，它是指集數據采集和信號調理器、信號處理技術與PC機技術于一體的軟件為主制造儀器。”應懷樵的解釋言簡意賅。

1980年，應懷樵調入抗震研究室，3年的研究受困于沒有磁帶機和信號分析儀，他決心籌建中國東方研究所，研究中國的虛擬儀器。

多少年過去，應懷樵依然對中國第一臺虛擬儀器成功應用于杭州錢塘江大橋的火箭激勵模態試驗的記憶猶新。

“對于鐵路橋梁，特別是像錢塘江大橋這樣的鐵路公路雙層大型橋梁，隨著他們使用年限的增長，以及火車提速等要求，怎樣檢測它們的性能參數成為一個越來越緊迫的任務，當時我們采用的一種比較先進的辦法就是實橋模態分析，通過模態實驗和分析，可以得到橋梁各階模態的頻率、阻尼、振型、模態質量和模態剛度。”應懷樵說道。

杭州錢塘江大橋試驗采用可測量的朝天噴的小型火箭作為激勵力，試驗是在1988年9月16日晚至17日凌晨進行，天氣晴好，現場風速越小對試驗越有利，公路交通完全停止，利用火車經過間隙發射火箭，歷時10個小時，共發射了14枚小型火箭，每枚火箭產生大小為1噸，持續時間為100毫秒的方波形狀的推力，分為垂直激勵和水平激勵兩種方式，垂直激勵點選在跨中，水平激勵點選在四分之一跨的位置。

試驗時，火箭發射前10分鐘，火箭發射時，必須間隔最近通過的一列火車5分鐘以上，以便使火車經過引起的余振得到足夠的衰減。而這次試驗也是中國首次采用小型火箭激振鐵路和公路兩用雙層大橋進行模態試驗分析，并取到了圓滿成功。試驗的成功，為橋梁等大型土木結構的模態試驗開創了一種用小型火箭進行激勵的新方法，也是中國虛擬儀器在大型工程上的首獲成功。

在實際應用中，“虛擬儀器”省去了大量昂貴和笨重的硬件材料和人力物力、設備、廠房及能源，便于生產、攜帶，目前已廣泛應用于國防軍工、航天航空等多個部門，參與完成了火箭、神舟飛船、港珠澳大橋、高鐵、地鐵及大型建筑和設備等上百項國家重大工程項目的測試，為促進技術變革和推動新興產業形成提供了基礎，具有極其重大的經濟和社會價值。

應懷樵是真正用意志戰勝病魔的科學“狂人”，在經歷了“5次中風、4次心梗”的極限生命挑戰之后，他依然以超乎常人的堅定信念執著奮斗在我國科研第一線，為國家民族貢獻力量，為中國的“虛擬儀器”研究鞠躬盡瘁。

科技報國 追逐諾獎

應懷樵的科研探索之路是緊跟時代發展的，他始終瞄準國際學術前沿，以領先國際的前瞻眼光與創新成果，為國家科學界貢獻自己的力量。

1983年，應懷樵用身上僅有的300元錢籌建了中國東方研究所，1985年10月北京東方振動和噪聲技術研究所(COINV)成立（簡稱“東方所”），著名科學家茅以升院士任首席顧問，著名力學家胡海昌院士任首任名譽所長，著名聲學家馬大猷院士，著名力學家鄭哲敏院士等20多名院士任顧問。

在東方所的成立大會上，侯朝煥院士擔任主持，胡海昌院士等眾多專家出席，應懷樵提出了PC卡泰儀器(計算機采集測試分析儀)的設想和利用DASP（Data Acquisition & Signal Processing）達世普軟件把實驗室拎著走的設想。最終，這些設想都變成的現實，中國虛擬儀器也走上了產業化之路。

1993年東方所的DASP和INV306智能采集系統參加加拿大多倫多的北京新技術展覽會榮獲表揚名單第一名，第二名為北京大學王選院士的激光照排系統。

應懷樵在東方所成立伊始便提出“勤奮、創新、堅持、自強”的八字座右銘，完全自由地判斷與討論的“玻爾所”精神和“六要三不要”的處事準則，并將其發展成為涵蓋精神追求、道德情操的“336”字法則及幸福六大原則的企業文化，加強東方所的文化凝聚力與執行力。

東方所還加強了與全國重點高校合作，與清華大學、北京大學、中國科學院力學研究所、中國鐵道科學院、天津大學、東北大學、浙江大學等高校和科研院所合作，聯合指導博士后、博士、碩士研究生30余名，為國家培養出大批專業急需人才，以及行業高端人才，東方所的研究團隊也擴大到近百人，擁有博士、碩士數十名，成為虛擬儀器領域一支重要力量。

截至目前，東方研究所的產品累計銷往2000多家用戶，打破了此類儀器長期依賴進口的局面，打破了國外儀器的壟斷，提高了中華民族的話語權和學術地位，為國家節省外匯約數億美元。目前，產品已經廣泛應用于國防軍工、航天航空等許多部門，參與完成長三、長五、長七、神舟飛船發射平臺、原子核反應堆、核潛艇、水電站、跨海大橋、高鐵、地鐵等上百項國家重大工程項目測試。

應懷樵取得了諸多全球領先的科學成就，更是國內外各大科技獎項的“大滿貫”科學家，2001年獲得全國優秀科技工作者榮譽稱號；2010年獲得了北京市科學技術獎二等獎等。然而，應懷樵從不掩飾自己對諾貝爾物理學獎的渴望，從不掩飾對中國科學家獲得諾貝爾獎的渴望。

“中國科學家理應在高科技領域取得原創的重大突破，向諾貝爾獎沖刺，走向世界，為國爭光這是我的科學夢想。我所做的一切都是為了讓我國具有自主知識產權的中國虛擬儀器登上國際領獎臺，并改變國人使用外國儀器的習慣；讓中國自主創新的信號處理與虛擬儀器技術走出國門，影響并改變世界。拿到諾貝爾獎，這不僅是一個科學家的榮譽，更是中華民族屹立于世界民族之林的時代要求。中國本土太需要諾貝爾科學獎了。”應懷樵如是說。

2009年，應懷樵預測發光二極管要得諾貝爾獎，5年后成功獲獎。應懷樵希望自己能如赤崎勇一般，在85歲成功“沖頂”諾貝爾獎，“只要我們堅持不懈地努力并應利用國家力量沖刺諾獎，像日本一樣去斯德哥爾摩游說，因為歐美不太了解中國，應像主辦奧運會一樣，動用國家力量而取得金牌，我相信我國許多的科技成果與發明研究都會像日本一樣，諾獎井噴。”相信應懷樵的愿望終有一天會實現。

北京東方振動和噪聲技術研究所名譽所長應懷樵

再造革命 引領未來

未來已來，身為科學家，應懷樵瞄準國際前沿的戰略思考從未停止，他堅信，中國人自主原創概念“用軟件制造一切”，定義一切，管理一切，與美國人提出的AI理念和思想“異曲同工、殊途同歸”。這是中華民族原始創新的重要理論概念，是中華民族對人類文明進程中最杰出的貢獻之一，也是新中國本土的科學家提出的最重要的理論突破之一，將對科技界產生深遠的影響。

應懷樵曾有過一段很深刻的表述，“人類工農業生產制造的各種產品（一切）都是人類知識和智慧的結晶，而軟件又是人類智慧和知識的匯集處，將來人類的知識和智慧都匯入軟件中，這樣一來，軟件不就可以制造一切了嗎？關于‘軟件制造一切’，我認為就像400年前英國哲學家培根提出的‘知識就是力量’一樣，這里‘軟件制造一切’等價于‘軟件趨向于無窮大（軟件→∞），但是并不等于無窮大（軟件≠∞）’。”超前的科技發展觀念，讓應懷樵有了更多、更深刻、更先進的系統理論和技術實踐。

早在2009年，應懷樵就在桂林全國第三次虛擬儀器大會上提出，基于“互聯網+云計算+AI技術+嵌入式”軟硬件的“云智慧儀器”和“互聯網+測試”的云智慧測試時代的概念，現在已成為現實，被互聯網企業反復提及。

2012年，應懷樵在北京第十五屆國際科博會上提出“云智慧科技時代的第三次工業革命正在走來”——從“軟件制造儀器”到“軟件制造一切”的新概念并成為當時科技領域最新潮流與熱點。“從2017年起中美兩國又站在人工智能和軟件制造一切的新時代起跑線上，”他提出第四次工業革命是一次智能革命，智能社會即將來臨，而“AI”和“軟件制造”已成為第四次工業革命的兩個核心發動機。現在看來，他的觀點比業界至少提前了5年。

在應懷樵看，“云智慧儀器”就是應用大量的嵌入式軟件和嵌入式芯片系統，發展人腦工程的各種智慧的專家系統，將AI 技術、互聯網(物聯網)、云計算、網絡高性能數采儀、智能傳感器等高端技術融合在一起，形成云智慧測試分析系統，并使之成為未來智慧機器人的核心。

東方所研制的云智慧儀器有兩大核心。第一核心是一個四線、六線、八線、十六線路(可級聯至1024路)的前端，使用互聯網和5G與Wi-Fi技術，可以進行各種測試；第二核心包括FPGA、DSP、ARM三大嵌入系統，其中16G~64G內存卡中蘊涵大量軟件。通過芯片來做的云智慧儀器包括測試軟件，云上面也有軟件。云智慧測試可以嵌入電腦，嵌入芯片，將各種儀器如手機、筆記本等儀器連起來，形成一個全國各地都可以使用的系統。這一系統在三亞、渤海和重慶測試，在北京控制，速度之快是以前不可想象的。如今云智慧測試儀器作為研究所將來發展的一個大方向，已經初步實現，這是人類生產方式的一次革命，是人類認知社會的一個質的飛躍。

應懷樵認為，神話般的云智慧時代，它“無處不在”“無所不能”，凡是在有信息和管理的事件和事物過程中，云智慧都將產生決定性的作用，對全球智慧化產生關鍵性作用。其核心特征是制造業的“四化”：“數字化”“軟件化”“互聯化”“個性化”，最終達到“智能化（智慧化）”。

隨著云計算和物聯網時代的到來，IT行業面臨著巨大的變革。“我們應該建立‘云智慧科學中心’和‘云智慧故障診斷中心’，在此基礎上還可建立‘云智慧醫療中心’和‘云智慧教育中心’，來迎接嶄新的‘云式’智慧科技時代”應懷樵表示。

現在，這一切，已經成為了現實！

正如香港文匯報2014年10月23日A24版《“軟件制造一切，重構未來”再創新奇跡——東方所應懷樵課題組軟件頻率精度實現“十的負十七次方”》一文中所闡述的：“軟件制造儀器將有助于節約地球資源、節省能源、材料消耗也可大幅度削減，這項發明雖然只有‘35歲’，已經使人類受益匪淺。軟件制造一切、定義一切，重構未來的云智慧科技將使21世紀進入第三次工業革命的云智慧科技時代。它像2009年諾獎得主高錕教授的‘光纖通信’引發了通信革命，像2014年諾獎得主赤崎勇、中村修二的藍光LED引發第二次照明革命一樣，軟件制造儀器、讓軟件制造一切、定義一切，必將重構全世界的未來，給人類帶來極大的福祉。軟件制造儀器發展將有多遠還不得而知，但它年輕有為、前途無量，其經濟效益和社會效益是無法估量的。這或許是一段盛贊，站在未來，它可能只是一段如實的描述。