堵威

华东理工大学信息科学与工程学院副教授

2022年12月9日，2022年启明星颁证会暨启明星协会会员代表大会在科学会堂举行。颁证会的一个主要安排是三位星友代表做交流发言，分别是2004级星友、上海交通大学教授曾小勤和两位2022级星友——华东理工大学副教授堵威和中国航发商用航空发动机有限责任公司张剑锋博士。三位发言的主题都聚焦如何应对重大工程和企业创新发展中的难题攻坚克难，给我留下较深印象。会后联系了堵威星友，希望对他作启明星采访。此后几天里约了两次都因为时间凑不到一块，最后确定12月15日晚8点10分（8点前堵威都有课）以腾讯会议方式进行采访。这次采访让我有机会听到一位青年学者的成长经历和他在学术研究与企业需求嫁接中的作为和思考。记录下堵威的经历和感悟后，我的一个即时感受是这一级星友中有为者、佼佼者不少，整个启明星队伍的实力又有提升。

出生教育世家， 好习惯是竞争本钱

1987年出生的堵威是在江苏南通一个教育世家环境里长大的。爷爷是原南通师范学院（现南通大学）数学老师，父亲是南通大学老师，姑妈、叔叔也都从教。在堵威的描述中，他家和南通大学靠得很近，儿时经常去学校玩，对校园的环境氛围很适应：“经常是爸爸加班，我就在他办公室，家里吃饭也经常在食堂，大学生的竞赛我也有接触。这样一种对校园环境的耳濡目染一直持续到高中。”堵爸从教40余年，退休前是电气工程学院院长、教授，在自动化专业领域深有造诣，他的课题大都与企业需求有关，承担了不少企业项目。中考时，堵威以全市前几名的成绩升学江苏省南通中学。江苏高中开始有文理分班，一般家庭希望男孩子学理工科，堵威家也是这样，但他对理科以外的语文、英语等也很感兴趣。当时的南通中学很重视素质教育，注重培养学生各方面的能力，课余生活十分丰富，学校篮球场经常可以看到堵威鱼跃投篮的身影，这个对篮球运动的喜好从小学起到大学，直到工作后依旧保持着，大学和研究生期间他当过篮球队长。能当几年的篮球队长也从一个侧面表明堵威与同学之间相处得很好，人缘和性格也都很好，愿意帮助别人。

高考时堵威没有考出理想成绩（考分只比一本高校高40分），多方斟酌后报了东华大学。2005年，堵威进入东华大学理科试验班，一年后再自由选专业。一年后他选择了信息科学与技术学院，一开始他想选管理，但堵威听从爸爸建议选了信息。堵威觉得大学生活最值得说一下的是好习惯的养成。很多人进了大学会放松下来，出去玩、打游戏，以至后面挂科甚至难以继续学业。堵威爸爸一直在高校教书，目睹了太多这方面的例子，所以他在儿子上大学前就关照提醒他，每天的课一定要抽时间消化，不能沉积下来。所幸的是这些金玉良言堵威悉数听进去并付诸行动。他说自己从进大学第一天到毕业的整整四年里，几乎每晚从6点到晚上10点图书馆闭馆前一直在看书，每天如此，当天所学内容必定会及时复习，还会主动学习一些新的知识，找一些课外书阅读。本科阶段他的成绩都是年级前几名。这么拼虽是父亲的叮嘱在起作用，但很大原因也是堵威自己因为高考没有考好，心里憋着一口气，并且想继续读研深造，而要保研就要成绩非常好，当时只有10%的保研名额。

大二升大三时堵威参加过一个大学生创新竞赛活动，通常是老师给一个主题让学生去学习、体验研究过程。“参与这个竞赛活动对我影响很大。三个学生一组，我们院长方建安老师定了一个课题，让他的研究生唐漾带着我们设计一个混沌系统并且进行硬件实现。学长唐漾选了一些文献让我们看。”过程中堵威发现自己对研读这些文献很感兴趣，对程序仿真、数学推导也很喜欢，也能静下心来做。仿真结果出来后就可以写论文了，这个竞赛成果最终以论文形式发表，三位参加者发了两篇中文论文，其中有一篇是堵威写的，他在动笔前仔细参考了别人的文章格式、写法，同时也比较注意行文的逻辑性和表达。写成后无论方老师还是唐漾学长对他初次论文表达的规范，包括一些格式上的细节都很认可。老师和学长的认可和欣赏让堵威有了自信，觉得自己也许适合做学术研究。这个主要利用寒暑假和课余时间完成的创新竞赛活动历时近一年。参与这个竞赛和老师的肯定帮助堵威确认要走学术这条路。在获得本校保研资格后，堵威继续师从方建安老师从事学术研究。

一直没想过出国留学的堵威到了研一时突然想到如果今后要读博的话，最好能到海外去见识一下。在得到方老师的理解和支持后，堵威着手准备复习英语，备考GRE和托福，前后差不多一年时间里，堵威从早到晚刷英语试题（也报了辅导班，但主要靠自学）。一年下来他的GRE、托福均考出高分。他申请了多所学校，获得了多所美国学校的录用通知，但当时金融危机后给予学生的全额资助很少。方老师得知情况后，推荐他去香港理工大学。就这样，在拿到香港政府全额奖学金后，2012年9月，硕士研究生毕业的堵威去了香港理工大学读博。

香港求学经历激发了批判性思维

回顾香港三年多攻读博士学位的经历，堵威说这段生活对自己学术上的帮助提升无疑是很大的，但相比学术上的收获，这四年陌生环境下自己内心的历练，对人生阅历、性格、胆量、独立性上的培养帮助更大。堵威称自己变得更加愿意表达（以往他和许多内地学生一样与人交往是羞涩的，不擅在公共场合表达），遇到机会也会去争取了。香港是一个拥有多元文化的城市，堵威身边有香港本地的学生，也有国外的学生，大家都用英语交流，不同专业交流研讨很多。这些同学很善于发表自己的意见，浸淫于这样的氛围，堵威有想法也越来越敢于表达。堵威介绍，当时学校的氛围特别鼓励批判性思维。各种辩论活动都很鼓励观点表达的批判性，鼓励去发现问题、提出问题。相比内地学生比较缺乏或不擅于批判性思维，香港的教学风格和环境让堵威看到了两者的不同，而对于一个从事科研学术的学生来讲，这种大胆质疑的批判性思维和精神尤其必要，因为科学就是要敢于质疑敢于表达，包括对已经发表过的东西，都可以提出自己的批判性思考，这样才能有所创新。敢于提问，敢于表达，学会思考并提出自己的独立见解是堵威觉得这段求学生涯中最受益的部分。

堵威的博士论文工作是进化计算，这是通过模拟自然界中生物进化机制、生物群体行为等进行搜索的一种新兴的优化技术，在解决复杂工程优化问题上具有显著优势。堵威的导师原先在企业从事供应链管理研究，他对堵威的指导也是更多聚焦于企业需求，并结合其研究特长确定了这个方向。讲起自己的博士论文工作，堵威说其中也有让他刻骨铭心的经历。事情发生在已经做了将近一年的学术研究上，在快要将研究工作凝练成文时，堵威发现前面的工作有些是不完善的，甚至部分工作要推倒重来，这意味着一年的努力将付之东流，为此他沮丧过，短时间内甚至难以自拔。调整振作后，他重新梳理推导过程，重新整理文献、写代码，又花了近半年时间，最终将这项工作做出来了，结果是圆满的。“这件事至今都在影响我，我也一直以此为鉴：学术上遇到困难首先不要在心理上被压垮，而要设法集中精力找到解决的办法，只要我能全身心投入，就没有过不去的坎。这个挫折最终也成了我博士期间最大的收获。”是的，一个刚走上学术之路的博士生投入一年的时间精力做的工作最终发现是错的，必须推倒重来，这对于任何初入研究之门的年轻学子来讲都是莫大的打击。但是堵威没有就此沉沦，而是一天天逼自己赶紧调整过来。堵威说这件事炼就了他内心的强大：“我现在的抗压力、受挫力都很强。这种事靠别人是不行的，真正要解决还是得靠自己去面对去解决。我在后来也一再对我的学生提及这件事。”

转变思维， 从实际工作中提炼问题

2016年3月，在完成博士论文答辩后，堵威回到内地并立即着手找工作。当时他本科阶段的学长唐漾已经加入华东理工大学钱锋院士团队，他介绍堵威面试华理工博士后。2016年5月，堵威加入华东理工大学钱锋院士团队从事教学和科研工作至今。在香港理工大学求学期间，堵威的科研重心在算法设计、算法机理分析等理论层面，在进化计算的框架下做过一些大规模优化、鲁棒优化及复杂工业过程决策优化方面的研究课题。用堵威自己的话说，尽管有一些创新性的工作发表，但所做的工作主要还是在模拟、仿真阶段，完全没有再跨前一步去解决实际工程应用中的“真”问题的意识。进入钱锋院士团队工作这几年，堵威的最大感受是：“团队研究的工程味儿特别浓，团队内的大部分老师常年与企业打交道，他们对企业生产过程、需求都很了解。”团队承接了不少服务大型石化企业的横向课题，大都针对企业转型升级面临的痛点、难点开展项目攻关。尽管堵威以往的背景都是偏理论的，也没有与企业打交道的经验，但如今他每天都身处这样环境里，钱老师一直强调做科研不能飘在空中，一定要立地，即做工程科研的一定要以解决企业需求为使命。而解决现实问题的科研也可以发很好的文章，这需要转变思维，多在实际工作中去提炼问题和凝练文章。这些带有方向性引领的思想和思维使堵威转变非常大，他也开始主动跟做项目的老师对接了。慢慢地，他对陌生的 “催化重整”“加氢裂化”等石化行业术语等也愈发地感到亲近起来。

2016年11月，堵威与博士导师合影

2020年，钱锋院士团队与国内最先进的炼化企业镇海炼化达成意向，开展大规模原油调度系统及软件的研发工作，这项工作在国内属于科研“无人区”。在项目攻关过程中，团队发现随着调度周期的增加，广泛使用的国外商用优化器GAMS已无法适应现场需求得到可行的调度方案，项目也因此一度陷入停滞。此时，团队领导抱着试一试的想法，提出让堵威利用他的研究专长——进化计算去尝试闯关。接到任务后的堵威既兴奋又紧张：兴奋的是自己终于有机会利用所学专长参与解决企业需求；紧张的是自己从来没有工程经验，不知道能不能干好。就这样，临危受命的堵威带着一名博士后和一名刚入学的博士生投入到项目攻关中。面对全新的工程问题，他们花了整整一个寒假研读项目文档和企业操作手册，并与企业专家、负责该项目的同事高频率对接、交流，终于对问题有了较为清晰的认识。随后，针对需要求解问题的特点，堵威团队高强度地进行集中攻关，花了近4个月的时间敲定了技术路线和方案。那段时间，他们一有想法就跑到研讨室里头脑风暴，一次次地修正算法框架，一遍遍地精炼问题优化规则，碰到算法策略与现场操作规则无法适配的时候，挑灯夜战、通宵达旦是常有的事。集中攻关的那段日子里，没有双休日，没有节假日，在不到一年的时间里，攻关小组攻克了大规模原油调度优化求解的关键技术。经初步测试，他们所研发的原油调度系统能够智能地生成跨度长达10天的调度方案，将企业排产效率提升50%以上。目前，这一原油调度系统已在企业部署试运行。也是看到这样的结果后，企业把后续的研发工作委托钱锋院士团队开展。

2022年12月，堵威与研究生们的合影

堵威在2022年启明星颁证大会上发言

堵威今年获批的启明星项目也是做不确定条件下的原油调度优化。堵威告诉我，几乎所有石化企业都面临着原油调度这一共性问题，即油来了装在哪种罐子里，不同品种的油按什么比例混合到哪个装置中，加工生产出哪种产品？以往是凭经验，用人工来调度（现在很多石化企业还是凭人工经验）。堵威想通过启明星课题为石化企业这一共性难题的破解继续做一些前沿理论上的探索。

为“真”问题和“实”研究贡献启明星智慧

堵威说如今的他已经越来越认定这条路，即要做解决问题的科研。堵威也是这样要求他的学生：一旦把这种问题提炼形成工程科学问题，不仅可以解决企业的实际需求，同时也能发顶级期刊的论文。他的第一位硕士研究生就是从以上工作中提炼出大规模优化问题开展了原创性的理论研究，所写的论文已经发表在了进化计算领域内顶级杂志《进化计算汇刊》上。

“聚焦企业‘真’问题，做好‘实’研究。把企业‘卡脖子’清单变成科研任务清单……”堵威在这次启明星颁证交流会发言中的这些话让我记住了这位率真、阳光的大男孩。也期待着不久的将来他能给我们带来更多聚焦“真”问题，做好“实”研究方面的案例和故事。

江世亮采写于2022年12月31日