作为20世纪最重要的科学理论和技术成就之一,控制科学与工程从诞生之时起,就与人类社会的生产和生活需求紧密关联。经过100多年的发展,这个学科体系演化得十分庞大,其应用几乎渗透到现代科技的所有领域。
也正因为控制科学与工程技术的广泛应用,国内外各大高校也纷纷开设相应学科,不管是顶尖的研究型大学,还是实力一般的普通院校,都为社会培养适应所有的领域需要的人才。
在众多国内高校中,清华、浙大、上交、北航、西交、北理、哈工大、国防科大等,其控制科学与工程学科都具有非常明显的优势。这些高校,究竟谁是最强王者呢?今天我们来细细剖析一下。
随着近现代科技的发展,自动化成为工业生产的重要组成部分,随技术的应用和推广,相应的学科——控制科学与工程学科(以下简称“控制学科”)也就应运而生。
控制学科是研究控制的理论、方法、技术和工程应用的学科,以信息论、系统论、控制论等理论为基础,同时又是一门应用性极强的学科,在工业互联网、人工智能、航空航天、智能制造等领域都有广泛且重要的应用。
国内各个层次的高校,基本都开设了控制学科。该学科属于工科门类下面的一级学科,一直以来都是十分热门的专业和学科。在本科阶段,控制学科一般称为“自动化”,例如清华大学也把该学科所在的院系称为“自动化系”,在研究生阶段才称作“控制科学与工程”。
在控制学科一级学科下面,设有控制理论与控制工程,系统工程,导航、制导与控制,检测技术与自动装置,模式识别与智能系统,企业信息化系统与工程,以及近些年发展起来的生物信息学,脑与认知科学等二级学科。每所大学也会依据自己的学科优势和研究领域,设置相应的专业,为所有的领域培养高层次的人才。
从上世纪四五十年代控制学科在国内高校设立以来,经过数十年的发展和壮大,各大高校间形成了“群雄逐鹿”的局面。仅第四轮学科评估中,就有115所高校上榜,获得A、B、C级的成绩。就全国而言,清华、浙大、上交、北航、西交、东大(东北大学)、哈工大、国防科大等高校,可以算得上实力榜的第一梯队,代表国内高校在控制学科建设的最高水平。
获评控制科学与工程一级学科国家重点学科的高校有9所,分别是清华、北航、东大、哈工大、上交、浙大、华科、西交和国防科大。
在2022年第二轮“双一流”中,共9所院校入选控制学科“创建世界一流学科”名单。这9所高校,与“国家重点学科”的院校大同小异,华科、国防科大遗憾落榜,取而代之的是北京理工大学、南京航空航天大学和东南大学。需要指出的是,清华大学是自主确定“世界一流学科”的,因此并没有在该名单之内。
在历次全国学科评估中,通常为清华和东大的控制学科名列首位。在第四轮学科评估中,清华、哈工大、浙大获评A+,北航、北理、东大、上交、国防科大为A,西交、华科、哈工程等8所院校为A-。
由于控制学科优势显著的高校众多,很难直接评判哪一所高校的实力最强。不过,我们也能从各所高校的教研团队、科研装备、成果输出等方面,对他们的实力进行剖析。
清华的控制学科归属于学校的自动化系,是国内自动化领域学术前沿研究和高层次人才培养的中心,其总实力在国内高校遥遥领先。清华不仅是控制学科的国家重点学科,多次在全国学科评估中位列榜首,也是“世界一流学科”建设的实力担当。
该学科专业设置完善且全面,多达7个学科方向,由李衍达、管晓宏、吴澄、戴琼海等4位两院院士,以及多名长江学者特聘教授、国家杰青在内的学科带头人领衔,坐拥国家计算机集成制造系统工程技术研究中心、多维多尺度计算摄像北京市重点实验室等行业顶尖的研究设备,屡获重大突破。研究成果斩获了包括1次国家自然科学二等奖、8次国家科学技术进步二等奖在内的大奖,堪称国内高校在控制学科建设的天花板。
哈工程的控制学科始创于1955年,是国内最早建立的自动控制学科,也是目前国内该学科领域实力最强的院校之一。该学科归属于航天学院,以飞行器制导控制与复杂系统仿真评估、鲁棒和受限控制理论及其航天应用等航空航天方向最为擅长。学科整体实力强大,为国家重点学科,在第四轮学科评估中获得最好的A+,也是该学科创建世界一流学科的院校之一。
作为哈工程的强势学科,控制学科拥有多位行业领军人物,其中就包括王子才、余梦伦、段广仁等两院院士,创建了深空探测着陆与返回技术国防重点学科实验室、微小型航天器技术国防重点学科实验室等领先的研究平台,为国防军工、航空航天领域的发展作出了不可磨灭的贡献。
浙大的控制学科归属于控制科学与工程学院,起源于1956年由李海青、王仁东等学科先驱创办的“化学生产的操纵及检验仪器”专业。后来,在周春晖、吕维雪等行业先驱的带领下,经过60多年的发展,慢慢的变成了专业设置完善、实力强大的学科,也使得浙大成为第四轮学科评估中获得A+的三所院校之一。
浙大在工业互联网、高端智能控制装备等领域最具优势,拥有包括孙优贤院士在内的100多位专家。在浙大,包括工业控制技术国家重点实验室、工业自动化国家工程研究中心等平台在内的多个国家级研究平台,构成学校无可比拟的核心力量。这两个研究平台还曾在2012年的评估中被评为国内自动化领域首位,科研基地综合状况在国内无出其右者。
北航的控制学科归属于自动化科学与电气工程学院,最早可以追溯到1954年由著名的控制专家林士谔、高为炳等前辈所创立的相关专业。由于学校本身特殊的定位和专业所长,北航的控制学科偏向于航空航天和飞行器控制方向,在无人机、大型客机、临近空间飞行器等领域具有无可比拟的优势。
目前,北航拥有由李伯虎院士,以及贾英民教授、焦宗夏教授等国家级专家学者组成的教研团队,打造了代表国家航空科学技术研发顶配水平的航空科学与技术国家实验室,以及虚拟现实技术与系统国家重点实验室、飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室等一批国际级、省部级科研平台。凭借在控制学科领域的多个重大研究成果,北航多次获得国家技术发明一等奖、国家科学技术进步一等奖这样的大奖,为航空航天领域输送了大批行业精英人才。
上交的控制学科归属于学校的电子信息与电气工程学院,其前身是控制科学大师张钟俊院士在1943年创立的交通大学电信研究所。经过80年的发展,该学科成为交大的优势学科,在国内外都享有很高的声誉,尤其在海上救援、机器人、无人车、智慧炼油等工业自动化的前沿领域有突出优势。
大量控制学科的顶尖专家学者云集在上交,包括1名外籍院士,6名国家级人才计划入选者,都是各自所在领域的领军人物。学校建设了射频异质异构集成全国重点实验室、内容信息分析技术国家工程研究中心等7个国家级科研平台,培养了自动化领域多位杰出人物,包括大系统理论与应用创始人之一万百五,长三甲火箭总设计师龙乐豪院士等。
东大的控制学科,曾经是在国内处于领跑位置。在第四轮学科评估中,东大的控制科学与工程获得A,这个虽然差强人意,但东大是完全有实力跻身A+的。毕竟,作为东大的王牌学科,控制学科发展历史悠远长久,有深厚的积淀和强大的资源,也曾获得学科评估第一名的佳绩。
在东大,控制科学归属于信息科学与工程学院,同时,东大也依托该学科的实力,成立了机器人科学与工程学院,承担“机器人科学与工程”和“模式识别与智能系统”等二级学科建设。由唐立新院士、柴天佑院士等学科带头人领衔,豪华的教研团队在这里进军行业国际前沿,并借力流程工业综合自动化国家重点实验室,冶金自动化国家工程技术研究中心等国之重器,屡次获得重大研究成果。
控制学科是国防科大系统工程学院4个一级学科之一,也是智能科学学院3个一级学科之一,始建于哈军工导弹工程系。虽然在第四轮学科评估中获得A的好成绩,但落选“世界一流学科建设”,终究是令人觉得遗憾。
国防科大的控制学科,主要优势集中在智能机器人、智能导航、通信与制导技术方向、电磁悬浮与推进方向、脑科学和AI等方向,有国务院学科评议组成员1人、万人计划2人、长江特聘教授1人等顶尖的专家学者,是国内无人系统技术的排头兵。
西安交大和上海交大同宗同源,后来,西交的控制学科经过独立发展,依然具有强劲的实力,为国家重点学科,也入围“世界一流学科建设”名单,虽然第四轮学科评估仅为A-,但据称在第五轮学科评估中获评A+(根据西交本科生招生网的信息),看来进步巨大。
西交的控制学科在系统工程、模式识别与智能系统等领域具有非常明显的优势,建设有控制理论与工程研究所等5个研究所,1个国家重点实验室,1个教育部重点实验室,共计获得了7项国家科技奖和10余项省部级奖,培养了中国工程院院士郑南宁、长江学者特聘教授胡德文等行业精英。
除了以上8所高校之外,东南大学、北华中科技大学、哈尔滨工程大学等院校的控制学科,也都有自己的专长和优势。从整体上看,控制学科建设在国内全面开花,硕果累累,为国家各领域的建设培养了诸多人才。希望有更多高校的控制学科建设成世界一流学科,涌现出更多大师级的优秀学者,让我们的技术不停地改进革新高。
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