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一位经验丰富的老科技工作者，当年300块人民币成立北京东方振动和噪声技术研究所；

一位率先在国内研制出“移动实验室”的创新学者，是力推动态测试与波谱技术发展的学界泰斗之一；

他的产品上市，不但革命性地解决了该领域关于测量精确度的的世界难题，还直接影响了市场上该类产品的价格定位，在全世界范围内降低了工程成本。

他把农历24节气的“惊蛰”设立为东方所的“创新节”，提倡“坚持真理、自由讨论、互相尊重和实事求是”的科学精神；

应怀樵，这个名字如今已经和中国虚拟仪器紧紧联系在一起，人们称他“中国虚拟仪器之父”。——“我所做的是让更多的科技工作者在迷茫中找到光明，是希望让中国自主研发的波谱与虚拟仪器技术更多更广的发挥作用，是希望让中国的振动与噪声技术能够朝着更开阔的方向发展。”

应怀樵：DASP达到世界普及的梦想逐级实现

朱利丹/文

为什么有的汽车坐着舒服,有的汽车颠得厉害,这除了和路况、零配件质量有关外，能否处理好共振和减振问题是一个重要因素；任何楼房、桥梁都有摆动现象，如果其摆动的频率和风、地震、火车等外部作用力发生共振就易损坏甚至倒塌；计算机如果存在共振，不仅噪声大，易出现读取错误，也容易损坏硬盘；卫星如果与火箭发生共振，必定会导致火箭发射失败；飞机翅膀如果与空气气流发生共振，机毁人亡的悲剧将不可避免……

可以说，振动和噪声，再也不仅仅是停留在物理课本上的枯燥公式和简单示意图，而是溃堤之蚁，稍不留神，就会引发大乱。

在素有“中国玻尔研究所”之称的北京东方振动和噪声技术研究所里，作为振动与噪声技术领域的开山者，应怀樵数十年一直在追逐他的梦想，没有停息。

数十年，一直保持高强度工作的应怀樵经历了六次险些危及生命的健康危机。“我两次中风、四次心梗，6次到阎王殿，阎王都没有收我。生命不息，我将奋斗不止，让INV系统走进每一个实验室，让DASP(达世普)软件运行在每一个实验台上，这是我的理想，也是东方所的年轻后生们一直奋斗的目标！”拄着拐杖的应怀樵如此向《科技中国》诉说。

300块起家的东方所造就DASP的诞生

1965年，应怀樵参加国防科研核爆炸防护工程课题——地下铁道核爆炸振动噪声与动力学测试分析的研究，这期间发现地铁道床的下沉残余位移（0Hz）用硬件设备无法获得。1973年，应怀樵开始自行尝试用数字计算机的软件数字积分取代传统硬件模拟积分的方法解决该难题，于1979年获得成功，这项技术的雏形是虚拟仪器模块的最早成功范例。同年，应怀樵原创提出虚拟仪器的核心概念——“软件制造仪器”和七年后美国NI公司“软件是仪器”的概念不谋而合。

1985年10月，在邓小平同志“科技是第一生产力”的号召下，应怀樵决定成立自己的研究所，他用仅存的300块钱，以寄发资料表格的形式，借鉴丹麦玻尔研究所和英国南安普顿大学振动和噪声研究所的模式，联系了一批志同道合的研究员。就这样，东方研究所成立了。 

研究所一成立，应怀樵提出了把“实验室拎着走”的目标，并正式立题“DASP虚拟仪器库——振动噪声、模态分析移动试验室技术“的研究。经过20年不断创新自筹资金的滚动发展，东方所与清华、北大、中科院声学所、中科院力学所、中国铁道科学院、浙江大学、江苏大学、合肥工业大学、北京邮电大学、西安交通大学、华中科技大学、东北大学、天津大学、中国科技大学等十多个单位就该项目展开合作并联合培养研究生，终于研发成了DASP虚拟仪器库——振动噪声、模态分析移动试验室软件和INV系列数据采集仪的研制。

应怀樵提出的虚拟仪器是指在PC机基础上通过数采调理硬件和信号处理分析及各种软件构建而成的、具有可视化界面的仪器。它彻底打破了传统仪器由硬件构成、使用者无法改变的模式，给使用者一个充分发挥自己才能和想象力的空间，使用者可根据不同要求，用软件代替硬件，满足多样的应用需求；它的出现，带来了科学仪器与科学试验领域的一次深远的技术革命，几乎渗透到了所有的测试控制领域。有趋势表明，虚拟仪器最终要取代大量的传统仪器成为仪器领域的主流产品，将成为测量、分析、控制、自动化仪表的核心，并成为机器人的核心技术，其社会意义与经济意义十分巨大。

东方所研制的DASP虚拟仪器库，振动噪声、模态分析移动试验室软件由各种功能的软件模块构成，包括采集分析、虚拟仪器库、信号发生器、模态分析与动力学修改、声学分析、旋转机械、路桥土木、振动台控制、计量检定、应用测试共10个一级模块及170多个二级模块及300多万条指令和230M字节的巨大容量，被鉴定专家称为一流的成果在工程第一线发挥作用，体现价值。

可以说，“DASP”是我国最早研制成功的虚拟仪器产品，实现了“把试验室拎着走”的目标。1988年9月16日，该仪器被用于火箭激振钱塘江大桥模态试验分析，次日中央电视台《新闻联播》栏目给予了专门报道。1993年3月，该仪器参加北京新技术展览会，并走出国门远赴加拿大多伦多，深受国外同行的好评和赞誉，获表扬名单第一名；1995年用于长三捆火箭全箭模态试验获得成功；1996年用于“神舟”号载人飞船移动发射平台模态试验获得成功；2004年，用于航天员超重训练设备臂架系统模态分析获得成功。

这是科学仪器的新概念，是革命性的技术创新，能节约大量硬件、材料、节省人力物力、实现节能减排，还能实现硬件实现不了的功能，使科学实验告别主要由硬件构成的庞大、繁重、能耗高、昂贵的“传统仪器”，迎来小巧、轻便、低成本、节能、自动化、智能化、多功能、主要由软件和高性能数采构成的虚拟仪器时代，将产生巨大的社会和经济效益。

突破八大世界性技术难题

技术的突破给应怀樵带来了信心，也带来了更大的压力。他要精益求精，不断创新，推动虚拟仪器技术的发展，使中国虚拟仪器库DASP达到国际先进水平，部分技术达到国际领先水平。

及其团队研制的这一技术已经包含100多项信号处理新技术，其中20多项国内首创、国际领先的重大创新成果和重大技术突破，特别是八大世界性技术难题的突破，极大地提升了我国在虚拟仪器技术领域的科研水平。

1、变时基(VTB)传递函数(导纳)测量分析方法，变时基技术相对于国内外传统的等时基方法，显著提高瞬态激励测试结果的精度与稳定性，目前，此项技术结合弹性聚能力锤，成功解决了大型低频结构锤击模态试验问题，达到国际领先水平，已获国家发明专利。已完成神舟飞船750吨移动发射平台模态试验，长三捆大型运载火箭模态试验，乌海黄河大桥模态试验，航天员超重训练机模态试验等数十项国家重点项目，取得了非常好的效果。

2、高精度频率、幅值、相位和阻尼测量技术，这是一项国际性难题，是FFT方法和虚拟仪器界的拦路虎。该技术突破已使虚拟仪器从一般低精度仪器进入高端科学仪器的行列，具有重大的国际价值，这是值得中国人自豪的创新。

东方所独创的高精度频率计和幅值计方法，在不考虑硬件采集误差的情况下，1024点数据软件本身的频率与幅值均可达到十进制12-14位数字测量精度，已经相当于并可同时替代高端频率计和电压表等硬件设备，目前已经在中国计量院等单位推广使用。而国外如NI、LMS和B&K等仪器由于使用常规方法，只能达到6-7位十进制数字精度，比国内外提高精度100万倍。

3、超低频信号快速测量技术，对于超低频信号（0.1Hz～0.00001Hz）的准确测定，尤其对于频率未知的情况，常规测量需要非常长的时间才可以完成。而东方所的方法，则可以实现仅仅测量1/４甚至更少周期的信号即可获取准确的频率、幅值、相位和失真度等参数，使得超低频信号得到快速测量，填补国内外空白。对于100秒周期的低频信号测试，仅需2～3分钟即可同时得到频率、幅值、失真度、相位和传感器标定灵敏度等参数，比起类似的美国HP35670仪器，时间缩短20多倍，并且后者还不具备多种参数同时测量的功能。

4、倒熵谱分析方法，倒谱分析是频谱的再次谱分析，总共具有三种倒熵谱形式，包括：倒富熵(CFE)、倒熵富(CEF)、倒熵熵(CEE)。

通过实际使用，采用倒熵谱分析方法，可大大提高频率分辨率，特别是对短时间序列具有更好的效果，比国外提出的LPC法可靠，已得到国内外专家肯定，达到国际领先水平。

5、FFT/FT分析方法，FFT变换虽然大大提高了运算速度，但是频率分辨率受到了一定的限制。对于有限长信号，FFT/FT则可以进行无限细化。可得到主要频率成分精度很高的频率、幅值和相位，是目前频谱细化的主要方法之一。

6、振动全息AVD“一入三出”实时测试分析创新技术，长期以来国内外对连续实时数据的微积分一直没有解决办法。

应怀樵带领课题组创新提出了全程微积分方法。该方法尤其适合于连续采集的时间序列，充分考虑全程波形的特征，有效避免传统微积分的缺陷，使得在长时间连续信号采集过程中，创新虚拟通道技术，可实时得到一二次微积分后的准确波形，实现AVD“一入三出”振动全息实时动态连续测量。

7、自动化模态分析方法，模态试验和分析由于包含较多的技术内容，通常操作比较复杂，需要操作人员具有相当丰富的理论知识和工程经验，才可以获取较为准确的结果，但是通过自动化模态分析手段，一般工程人员通过简单操作即可获得专家级的模态分析结果。

8、24位“双核”变幅基A/D高精度超量程160dB数采仪专门技术。24位双核采集仪具有160dB的超宽量程范围，既保证大信号不会出现过载而导致试验失败，又可同时保证微弱信号不会因为欠载而导致信噪比不足。因此不用考虑仪器档位问题，更适合具有特殊要求的高难度试验，

“该系统功能强大，技术创新多，测试精度高，效率高，效果好，体积小，重量轻，便于携带，应用范围广，主要技术指标居国内领先水平，达到国际先进水平，部分技术如变时基、变频基、倒熵谱、精熵谱、拟小波等技术指标居国际领先水平。”中国振动工程学会振动与噪声控制分会的专家们一致给予了这样的评价。此后，该系统广泛用于高等院校、科研院所、国防军工、航天航空、铁道、交通、机械、电力、石油、化工、建筑和计量等部门和行业的二千余家单位，参与完成了包括火箭、神舟号载人飞船、大桥、大坝、高层建筑和大型机械设备、高铁和地铁等数百项重点工程项目的现场测试分析，取得了良好的实用效果和社会经济效益。可以说，这一产品的研制成功对提升我国在DSP和VI高技术领域的学术水平和科技水平具有重大意义。

除了开拓市场，应怀樵更没有忘记研究所的人才队伍建设，如今，东方所研究团队已经扩大到40余人，拥有博士生、硕士生数十名，成为虚拟仪器领域里的一支重要力量。

2007年，在第二届全国虚拟仪器学术交流大会上，专家们充分肯定了东方所在虚拟仪器领域上的突出地位和卓越贡献，应怀樵更被业内外人士广泛地称为“中国虚拟仪器之父”和中国虚拟仪器的创始人和奠基者。

DASP达到世界普及是我的梦想

科研路上，几多跋涉，应怀樵从未叫过苦，喊过累。可是，当虚拟仪器技术攀上科学顶峰的时候，他仍然没有止步，而是将目光投向了更远处。他看好虚拟仪器的发展前景，要尽全力推动虚拟仪器技术“达到世界普及”的产业化进程。

上世纪90年代，应怀樵研发的虚拟仪器技术已受到了国内外的广泛关注，并在市场上初露锋芒。

截止目前，应怀樵开发研制的虚拟仪器产品累计销往科研院所2000余套，初步打开了产业化应用的局面。另外，东方所根据自身所取得的科研突破推出了全新的DASP - V10具有重大实用新技术的新型软件及相关新产品（如：包含多种国际上最新方法〈如先进的PolyLSCF方法〉的模态分析软件包，以及具有国际先进水平的模态自动化分析方法〈一键求模态〉）和独创的国际领先的高精度频率幅值相位分析，以及超低频信号快速高精度测试软件包及双核24位数采仪、INV3020CPCI总线式及INV3060系列网络式数采仪及INV9500系列无线式数采仪等科研产品。

2009年11月，应怀樵在桂林召开的全国第三届虚拟仪器大会上，提出了基于VI库技术和互联网、物联网、云计算、网络式高性能数采仪的“云智慧测试仪器”的概念，对VI的发展指出了新的方向。

让INV系统走进每一个实验室，让DASP(达世谱)软件运行在每一个实验台上，这是应怀樵的理想，也是他的团队的奋斗目标。

我们期待，他的虚拟仪器技术能够走出一条光明的产业化之路。

创新是东方所的灵魂

应怀樵怀有深厚的创新情怀，这从东方所的名称上就达到了充分的体现。东方所的英文名称是“China Orient Institute of Noise and Vibration”简称是“COINV”，是中国东方振动和噪声技术研究所的意思；“COIN”有创造的意思，“COINV”是创造的胜利；“CO”是联合，“INV”是创新，又有“合作起来搞创新”的意思。如同著名的“联想集团公司”的名称一样，意味深长，富有远见性，时代性。

早在25年前东方所成立之初，应怀樵所长就提倡创新，并一直坚持创新。20多年过去了，国家发生了很大的变化，东方所也发生了很大的变化，但东方所得创新精神没有变。

他率先提出设立“创新节”，以此推动企业技术创新和国家创新战略。2006年3月6日，农历24节气的惊蛰节，是东方所的第一个“创新节”。全所首届“创新节”技术创新研讨会在所会议室隆重召开。

应怀樵说：“把‘创新节’定在中国农历24节气中的第3个节气‘惊蛰’这一天是很有意义的。24节气是中国对世界的创新和贡献，特别是‘惊蛰节’的含义最深，用字最简洁、最别致、最有韵味，内容最丰富，意味最深长。‘惊蛰’象征着春雷要来了，蛰伏在地下的动物们都要惊醒过来，万物要从这个日子复苏，万象更新。创新也像春雷一样，会引出许多发明来，从这个日子开始新的发展和革新。”

应怀樵表示，今后每年的3月6日“创新节”都要举办技术创新研讨会，总结和表彰创新技术成果，这样有利于创新活动的持续深入发展。要提倡人人搞创新发明，尊重别人的创新思想和创新火花。

有媒体把应怀樵称作“当代樵夫”。应怀樵很是喜欢这个称号。他说：“孙中山先生叫中山樵，樵，砍柴者也，孙先生志向高远，要把压在中国人民头上的帝国主义、封建主义、官僚资本主义的三座大山砍倒。而我只想做一名低头砍柴的樵夫，虽然很苦很累，但一路有白云清风相伴，人生也别有一番美景”。

应怀樵的梦想远没有结束，让DASP(达世谱)软件运行在每一个实验台上，让中国的，东方所的优势技术产品铺遍全世界，这个梦想已经逐级实现，并已看到希望，为了这个最终梦想，他和他的学生仍在不懈奋斗着……

专家档案：应怀樵 浙江绍兴人，著名振动噪声与信号处理专家，研究员、教授，中国虚拟仪器之父，北京东方振动和噪声技术研究所名誉所长、科技委主任，北京应用科学研究院副院长，浙江大学、西安交通大学、江苏大学、合肥工业大学、北京邮电大学、华北电力大学、华中科技大学和东北大学兼职教授，清华大学、北京大学、天津大学、东北大学和中国科学院力学所博士生合作导师。

长期致力于振动噪声控制、信号信息处理、测控技术、故障诊断、模态分析以及数采与信号分析仪器（虚拟仪器）研究开发工作，自主创新研发完成DASP虚拟仪器库和INV303/306/3018移动试验室。是我国最早提出“虚拟仪器”构想、最早提出和实现“用软件制造仪器”，“用软硬件相结合”来取代传统的主要由硬件组成的模拟式仪器的学者（时间与美国同步），我国虚拟仪器的创始人和奠基者。1985年,创建北京东方振动和噪声技术研究所（简称东方所），二十多次组织行业学术会议，为实现我国虚拟仪器技术创新和产业发展做出了突出贡献，2001年获得全国优秀科技工作者荣誉称号，2010年被评为科学中国人2009年度人物。