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                                                  钱柜卡內基梅隆大學聯合培養交流心得體會——張益
                                                  時間:2018-09-26 來源:钱柜游戏平台 編輯:yjsszcse 訪問次數:2532

                                                  聯合培養交流這一年,與其說是對博士研究內容的深造,不如說是在博士的第四年,像研究生剛入學一樣,再次開始探索課題 ,再次開始學習新的理論知識 ,再次開始思考科研的道路和態度。正如在前三年中不斷地嚮導師、學院老師們、優秀的學長和同仁們請教 ,不斷地調整科研的方式和看問題的角度,來到美國匹茲堡 ,在卡內基梅隆大學(Carnegie Mellon University),我們也一樣是儘可能地去學習關鍵的課程、主動地去向導師和同事們探討研究課題、頻繁地遊走在各個學院的學術報告會和研討會中間。不同的是,在CMU這博士第四年的學習,一切的活動和思考都更具目的性 ,以往三年的博士訓練和專業方向的積累纔剛剛發揮它的效用 。

                                                  我所訪學的單位是卡內基梅隆大學的化學工程系,所在的課題組是過程系統工程方向的Sahinidis課題組。正如大家熟知的,卡內基梅隆大學在計算機與信息系統學科、統計與運籌方面實力較強,這對於我以優化爲主的研究方向頗有裨益。而過程系統工程作爲化工自動化的一個近三四十年興起的研究方向 ,它涵蓋了供應鏈網絡設計、計劃調度優化、企業級優化及操作級優化、過程系統控制、隨機規劃與魯棒優化、全局優化算法等多個重要的工程及理論研究方向。而在這些方向中,CMU的過程系統工程方向在1985年,由Larry Biegler和Ignacio Grossmann兩位教授牽頭成立了先進過程決策中心(Center for Advanced Process Decision-making ,CAPD) ,致力於面向實際應用的基礎研究,具體研究領域包括建模和模擬,過程綜合 ,過程優化,過程控制,調度和規劃  ,供應鏈管理 ,能源系統,生物信息學和數據分析 。目前  ,CAPD的研究工作主要由Larry Biegler ,Ignacio Grossmann,Nick Sahinidis,Erik Ydstie ,Chrysanthos Gounaris五位教授指導。而我本次交流訪學的外方導師Sahinidis教授,便是目前CAPD中心的負責人。Sahinidis教授於1990年於CMU化學工程系取得博士學位  ,而後在1991年到2007年間伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校(University of Illinois at Urbana–Champaign , UIUC)的機械與工業工程系和化學與生物分子系任教,在這一期間  ,他的研究團隊研發出了目前數學規劃及運籌優化領域最爲高效及穩定的全局優化混合整數非線性優化求解器—BARON。而後,於2008年,Sahinidis教授回到CMU任職John E. Swearingen教授,主要研究方向專注於運籌優化與機器學習的交叉研究課題,過程系統工程應用研究、全局優化算法、以及分子結構設計等方面的研究。而我自身的研究則主要專注於優化理論及全局算法,結合其與自己前期的計劃調度應用型研究 ,以爲長遠的科研工作打下更堅實的基礎 。

                                                  一年的交流期間內 ,我個人的研究工作主要包括三個方面,理論課程學習、課題專項研究、以及涉獵交叉領域的優秀報告、工程經驗分享、以及相關專業的公開學術研討會。其中,理論課程學習方面,結合CMU的專業優勢,研習機器學習、強化學習等機器學習系的專業主課程是普遍工科學生及商科學生的首選,另外結合自身的研究需求,系統學習了CMU商學院的運籌方向的理論核心課程 ,包括線性規劃、整數規劃、現代凸優化及凸性分析、析取規劃幾門課程,從而夯實在數理知識方面的英文詞彙體系、理論體系及數學規範  。除上述理論課程外  ,所訪問的CMU化工系專門開設了工程類課程,與個人研究關聯極爲緊密 ,CAPD設置的暑期短期課程也提供了精簡的領域知識,包括過程控制理論、非線性優化算法等內容 。這些課程資源在CMU設置更爲緊密,尤其適合在博士的中期進行再次系統的學習,能夠更直接地補充以往研究體系的遺漏點和盲點 。

                                                  在研究工作以外 ,一年的訪學交流也對我的專業修養有很長遠的幫助,主要的收穫來自於三個方面:專業理論基礎的夯實、英文科研規範的學習和養成、科學研究態度的轉變和自主科研素質的強化。

                                                  首先在專業理論學習方面,其實從課程設置和課程內容上看,國內外差別並不明顯,但研究生階段在國內學習的課程知識更多的是服務於科研的應用層面,對於數理基礎和項目訓練的方面不是很重視 ,而且對於一些交叉學科的課程  ,比如機器學習和凸優化等理論,國外的課程設置更加的簡潔高效 ,且此類理論從英文教學開始更適用於我們的科研需要,也更有利於規範我們的研究思路和英文寫作 。另外,在過程系統工程研究領域 ,CMU的幾位研究學者在業界具有較高影響力 ,並且有多項著作轉化成了課程內容,現場學習、答疑、交流確實有助於加強我對目前研究領域的見解 ,也可以啓發我們去關注到真正的研究瓶頸 ,並清晰定位未來從事研究工作的進一步深入的方向。

                                                  另外,在國外的學習階段中 ,很重要的習得和養成的技能即是在英文寫作和表達方面 。在與外方導師反覆的修稿和溝通中,小到文字和表達 ,大到宏觀的詮釋和分析 ,從寫作到語言表達上 ,均得到了不停地糾正和訓練 ,這對長遠的研究工作是有很大幫助的 。

                                                  最後,也是最核心的一點收穫和體會,即是我發覺科研態度和專業素養的定義是有所轉變的。從以文章數量決定學位和以博士學位判斷專業素養的國內長期的科研習慣出發,在國外的學習和科研階段 ,我發覺身邊的學者、學生、或者是工業界的優秀的工程師們,大多數人都具有很強的匠人精神。其中,核心的一點體現,即是科研不是爲了發表,而是有一個更宏觀、更具體的研究目標。往往一個出色的學者 ,也不一定在業界有很多的產出  ,但專此一項的貢獻就足以讓人動容。以此爲標杆,也借鑑國內外兩位導師對我時常的勸誡 ,做事情要有野心和專心,不需要反覆觀望結果是否好壞,而是在定準目標後 ,認真地、不逃避難題地、不害怕學習新知地、去研究和分析 ,這樣纔是一個穩重而合格的學者態度,也有助於紮紮實實提升自身的專業素質,無論是今後繼續從事科研或進入工業界 ,或創業。

                                                  一年裏,整體的收穫遠遠超過此前的計劃和想象 ,更多的見聞和知識的積累讓我更能夠準確定位自身,並找準專業發展的方向和適合自身的工作習慣。希望可以在不遠的將來  ,能夠在國內做出一樣對專業發展有助力和貢獻的科研成果 。