羊年伊始的头一个月中旬,笔者采访了谢庭藩教授,他现任杭州大学副校长、决策优化研究;所所长。1988年他被评为国家级有突出贡献的中青年专家。他是逼近论和应用数学专家。在应用数学方面,过去他在华罗庚教授指导下学习优选法,后来利用数学方法寻优,为企业寻找最优的生产、经营方案,取得了显著的经济效益。
谢教授的工作很忙,经常看到他下班后还在小跑步似地赶上这个那个会,或会见来宾谈工作,采访者几乎插不上话,采访只好在谢教授的寓所进行,他一边吃饭一边和我交谈了。坐定后,首先请谢庭藩教授谈谈过去如何在华罗庚教授指导下深入工厂实际开展工作?谢庭藩说,1970年10月的一天,我奉命于浙江省科技局,带着有周建人先生签字的介绍信上北京,去向华罗庚先生学习优选法、统筹法与经济学。
谢庭藩教授说,华先生在生活上对年轻人关怀备至,但在科学研究上非常严肃认其、一丝不苟。许多次,都是我一个人面对面地聆听华先生的讲授,他讲—句要我记一句,漏掉一句都不行,每次内容讲完了,都要我把它整理出来后,送给华先生审阅。直至今天我还非常珍贵地保存了华先生亲笔写的应用数学讲稿。我还清楚地记得,有—天,华罗庚教授提出了一个应用数学问题(这个问题来自美国一份期刊上),要我解答出来。这个问题是有关n重积分的。我绞尽了脑汁,思考了三、四种方法,仍然解答不出,最后请教华先生,他说:“你谢庭藩思考的几种方法我都想到过的,凭这几种方法都没有做出来、然而我是用了你们陈建功教授的看家本领——直交级数,把问题解答了”。
华罗庚教授虽然面对面地授予谢庭藩必要的应用数学基础知识,但从—开始就没有把谢庭藩当作是单纯来学习的。华先生发现这位年轻人是一位有前途的应用数学工作者,于是华先生在学术上与他一起讨论,并常赋予他独立的工作。
谢教授接着说,当我工作碰到困难的时候,华先生总是伸出温暖的手,扶上一把,全面地、无私地、及时地书面授予机宜和指导。
当在工作中碰到了困难和工作如何在浙江全面开展的问题,我写信向华先生作了请示汇报,1971年6月27日华先生具体复示:“…看什么书好?…先从实例多的书看起,看他们举的例子能否用优选法处理,是否我们的处理法可以少做几个试验,是否可以得出更强的结论,而不是含糊不清的论证,…领导的意图:写总结文章在《浙江日报》上发表是十分重要的,这一新生事物应该提倡。不久前报上刊登了化学研究所4年完成74项成果的事,很鼓舞人,我们的工作不到一年已超过了这个数目。…《浙江日报》—登,必然有助于全国范围的推广”。
推广优选法的工作,捷报频传,得到中央领导同志的重视和支持。1971年10月18日华先生在工作百忙中挤出时间给我写了信:“…总理(周总理)指示,我们又要开一个‘大口’,这是大光荣”。
饭后,稍停片刻,笔者又提出了所谓优选法、数字方法寻优,两者关系和区别,请教谢庭藩教授。他说,优选法、数字方法寻优都是属于运筹学范畴,运筹学是本世纪40年代发展起来的一门新科学。它是运用科学方法来解决工业、商业以及政府、国防等部门中有关人力、机器、物资、金钱等六型系统的指挥或管理中所出现的复杂问题,其目的是要帮助当事人作出决策:对情况作出客观的分析与科学估计,提出控制系统的途径与方法。凡是要求做出决定或决策的问题,都属于运筹学的范围。趁他喝茶的机会,笔者顺便插上一句,请他举实例谈下去,谢教授谈笑风生似地往下讲开了,打个比方说,有若干人要完成若干种不同的任务,那么这种分配方案该有多少。但哪些方案最理想、效果最佳呢?运筹学可以应用数学规划的方法,很好地解决这个问题。
谢庭藩更风趣地说,运筹学并不神秘。众所周知,我国古代的田忌与齐宣王赛马;丁谓替宋真宗修复宫殿;侯叔献整治洪水等生动事例,都具有朴素的运筹学思想。所以,运筹学既是生产斗争、科学实验的总结,反过来,它又推动生产和科学的发展。
谢教授的话匣子一打开,如悬河滔滔。当然,运筹学的内容极其丰富,它包括肯定性模型和随机性模型,这两个模型就有10多个分支,“运筹学”一词是1938年英国为了检验大型作战演习的效果而提出来的,意即作战研究。1949年,美国成立了世界上第1个运筹学学会,至今已有30多个国家成立了这种学会,同时还出版刊物。1980年,中国数学会运筹学会成立。1982年出版《运筹学杂志》,华先生还写了《发刊词》。总之,运筹学无论在理论上或运用上,都有着无限的发展前景,它必将为加速我国四化建设而作出重要的贡献。
应用数学犹如广阔的天地,人们驰骋在这个领域中,大有作为。当人们去推广优选法、统筹法的工作时迸发出的智慧火花,会产生种种新的数学思想和新的数学方法。
谢教授紧接着说,用数学方法寻优是华罗庚教授所大力推广应用的优选法发展而来的。优选法偏重于局部的生产实践的最佳设计和最优安排;数学方法寻优则偏重于全面决策和宏观寻优。
谢庭藩进一步地说,数学方法寻优是通过挖掘内部潜力,寻找最优方案,提高经济效益的一种现代科学管理方法,它适用于全省性的生产建设、财政安排、投资分析、大型工程的计划和施工,同时,也适用于企业的计划管理、劳动力的组织、生产工艺、资金使用等方面。
实践证明:数学的方法能应用于经济建设、企业管理、计划管理和工艺过程优化、老企业改造等广泛领域。因此,应用数学的研究和推广,吸引着无数多的数学家的关注和实践。
笔者采访的最后一个问题是请谢教授具体谈谈运用优选法和数学方法寻优,为企业寻找最优的生产、经营方案,取得的经济效益?谢庭藩说,马鞍山钢铁公司是我国的重要钢铁基地之一,它具有一定的技术水平和生产规模。1982年,由华罗庚教授带领的中国科协专家团去安徽开展咨询工作,我作为赴马钢4人专家组组长,我们深入现场,跟班观察,把优选法、统筹法应用到生产实际,和厂里的同志一起、解决了马钢公司多年未能解决的钢锭红送温度一直徘徊在700°C左右上不去的主要矛盾,使锭温提高了50°至100°C,获得经济效益数以万计。应用统筹法对三钢厂的炉役检修工期作了重新安排,尽量做到交叉作业或立体作业,大大提高工效,使检修期从20天缩短到12~14天,又用优选法帮助分析降低二钢厂铁料消耗的因素,决定从降低渣料入手,经过30余炉的反复试验,吨钢石灰用量降低了30~40公斤。为马钢总调制定的“锭、坯平衡调运统筹图”获全国建筑学会、统筹法研究会举办的统筹计划安排设计竞赛三等奖。
谢庭藩兴致勃勃地说,河南省安阳市,为了赶常州、无锡,市领导认为只有求助于科学技术的进步,因此和中国科协科技咨询中心签订为期5年的合同。于1983年7月4日~24日,我受中国科协委托组织了由沈祖志(原杭州化工学校,现杭大)、谢敎礼(杭大)以及全国其它各省市来的10名专家组成的专家组应邀来到安阳。在安阳钢铁厂,我们和杭钢周广兴工程师,上钢、唐钢的炼钢专家一起,对电炉钢的冶炼工艺和配料工艺提出改革方案,并辅以合理的加料顺序,电炉吨钢的电耗立即从800多度下降到700度以下,达到国家能耗标准。并对转炉炼钢的辅助材料投入量用优选法计算,吨钢石灰用量减少41公斤,荧石用量减少12.9公斤,同时降低铁水单耗。据估算,就此三项全年至少可节约近百万元,用统筹法安排了高炉大修,使检修日期从70余天缩短为43天,创造了建厂以来高炉大修最快的纪录,仅此一项就直接节约资金12.9万元,间接效益可达121万元以上。
谢教授说,1984~1986年关于镇海石化总厂经济效益问题。镇海石化总厂炼油生产计划最优化的数学模型是一个具有非线性的约束条件的非线性规划问题,它从镇海石化总厂的生产计划实际出发,运用运筹优化理论,成功地解决了该厂的生产计划管理问题,该最优化模型具有结构简洁、精练、应变能力强、应用灵活的特点,符合生产实际。这种从递阶系统和状态变量思想出发,根据燃料型炼油厂生产计划实际提炼的非线性规划模型,在我国石油化工企业中属首创。优化方案于1985年5月实施后,当年净增税利600多万元,即比原计划经济提高3.63%以上。并获得浙江省“六五”科技攻关(重点科研)项目成绩显著奖和浙江省科技进步二等奖。
谢庭藩又说,课题组人员经过反复的调查研究、数据分析,建立了数学优化模型印应用软件系统,7 F将此模型和软件系统用于编制杭州炼油厂石油炼制和经营计划,将它与用传统的方式编制的计划进行对比,考核和实验,不断改进,逐步完善,建立了一套比较完整的炼油生产和经营计划优化的数学模型和软件系统。通过1986、1987、1988三年编制计划的对比和实践,数学优$模型是符合生产和经营实际的,经济效益十分可观。该项课题1990年被浙江省计经委评为现代化管理优秀成果一等奖。
接着,谢教授畅谈了1989年9月起与浙江宁波造漆厂合作,研制了一套实现产品成本分析、生产与经营计划优化、以及原材料采购计划与资金使用计划优化的企业生产经营管理信息系统,系统投入使用后,仅几个月就使宁波造漆厂改变了生产经营长期亏损或少利的局面。
宁波造漆厂是化工部定点的油漆生产企业。谢庭藩说,近几年来,由于资金短缺、市场平淡、投资规模压缩,使得涂料的生产销售受到很大影响。加上近几年油漆原料价格提高,以致产品成本上升,造成油漆生产长期处于亏损或少利状况。为了充分挖掘企业潜力,厂方的决策人员感到计划是企业整个生产过程的龙头,及时、精确、细致地进行成本核算,根据市场的供需情况,优化产品结构、生产计划和供销计划。由此,宁波造漆厂在宁波市委和化工局的支持与指导下,该厂与我所携手,经过两个多月的努力,课题组建立了一整套数学模型和软件系统,编制了1990年的月度生产经营优化计划。
谢庭藩满怀信心地说,几个月的实践表明,该系统完全适应目前涂料行业的经营方式,在总产量不变的前提下,优化计划与原计划相比,利润增长率均在50%以上,其中,1990年3月份优化计划所达到的利润比原计划利润增长了120.74%,经济效益十分明显。而且宁波造漆厂通过实施最优化计划,使企业从以往的经验管理转向了全面的科学管理,为今后企业生产步步走活奠定了基础。就这一项课题,我所有5位同志参加,获得“中国优选法统筹法与经济学研究会”颁发的《宁波造漆厂生产经营计划优化管理信息系统》项目1990年年会科技进步二等奖。
谈及下一步工作时,谢庭藩说,今后不仅要为企业生产经营优化继续作出努力,而且综合利用我校的力量,为区域经济和社会发展战略作一些研究,直接为领导科学决策以及经济建设服务。比如,我校有经济系、财金系、城市科学系、教育系、人口所、决策优化所参加的“1990~2000年衢州市经济与社会发展战略研究”正在实施中;另一方面,向国外学习,加强国际间在应用数学方面的合作研究。
言必行,行必果。谢庭藩教授在函数逼近论和调和分析方面是卓有成就的专家,近年来从事决策优化的研究,做了许多很有经济效益的实际课题,由他率领小组将赴国外考察“数学规划与优化理论、算法反应用”,必能将国际上最新成就反应用动向的信息较全面地了解到,把研究和应用提高到新的水平。
谢庭藩教授在应用数学方面的成就,早期主要是将函数论的方法应用于水坝、机械以及桥梁设计中的应力分析,解决了一些实际问题。70年代以来,主要研究优化理论与统筹网络的基本方法与应用,在数学理论上发现了一些新的事实,在实际应用上为推动生产建设作出了一些贡献,特别是&试验设计、工程安排、生产计划优化等方面做得较多,非线性规划的应用与研究成果则更多一些,在这方面共发表近10篇学术论文。
由于谢教授在学术上的成就,应用数学成果显著,他曾六次应邀出访讲学。我衷心祝愿谢庭藩教授在国内外应用数学领域这一浩瀚无际的海洋里自由游弋,为应用数学科学的发展作出新的贡献。
(本刊特约译者曹希斌)