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百戰(zhàn)歸來再出發(fā)——記中國人民大學科技儀器設備和基礎軟件國產(chǎn)化攻堅戰(zhàn)

2023-02-28 16:20:37

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來源：理工學科建設處

編輯：蘇 曼

2月21日下午，中共中央政治局就加強基礎研究進行第三次集體學習。中共中央總書記習近平在主持學習時強調(diào)，加強基礎研究，是實現(xiàn)高水平科技自立自強的迫切要求，是建設世界科技強國的必由之路。要打好科技儀器設備、操作系統(tǒng)和基礎軟件國產(chǎn)化攻堅戰(zhàn)，鼓勵科研機構(gòu)、高校同企業(yè)開展聯(lián)合攻關(guān)，提升國產(chǎn)化替代水平和應用規(guī)模，爭取早日實現(xiàn)用我國自主的研究平臺、儀器設備來解決重大基礎研究問題。

中國人民大學長期堅持自主研制大型科研儀器和基礎軟件產(chǎn)品，形成了相關(guān)領(lǐng)域的人大力量，取得了豐碩的成果。中國人民大學廣大科研工作者認真學習習近平總書記重要講話精神，備受鼓舞，紛紛表示要牢記囑托、乘勢而上，踔厲奮發(fā)、勇毅前行，為早日實現(xiàn)用我國自主的研究平臺、儀器設備來解決重大基礎研究問題，貢獻人大力量。

一、科學儀器設備

中子散射是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和動力學的重要實驗手段，是探索先進材料的重要工具。過去由于大型中子源的缺乏以及中子譜儀建設的復雜性，我國科學家開展中子散射實驗主要依賴于歐洲、美國、澳大利亞、日本等國家的中子譜儀。2013年以來，中國人民大學物理學系中子譜儀建設團隊依托國家重大科研儀器設備研制專項經(jīng)費的支持，聯(lián)合中國原子能科學研究院，在中國先進研究堆上自主設計并建設完成了 “行知”冷中子三軸極化譜儀和“博雅”冷中子廣譜譜儀，并于2019年順利通過國家自然科學基金委組織的各項驗收。驗收專家組一致認為兩臺譜儀主要性能指標處于國際先進水平，“博雅”譜儀的測量效率處于世界領(lǐng)先水平。兩臺譜儀的建成填補多項國內(nèi)國際空白，也使得中國人民大學成為目前國內(nèi)唯一擁有本土非彈性中子散射實驗條件的高校。

（2019年6月5日，國家重大科研儀器研制專項結(jié)題驗收會在中國人民大學舉辦，兩臺譜儀的成功建成受到專家組高度評價）

設備驗收以來，兩臺中子譜儀在反應堆開堆期間運行穩(wěn)定，收到了國內(nèi)眾多科研單位的廣泛合作申請，為國內(nèi)相關(guān)科研團隊的中子散射科學研究提供了有力支撐。中國人民大學物理學系中子散射重點實驗室成員程鵬、張紅霞、汪晉辰、徐大業(yè)和劉娟娟等多位老師依托兩臺譜儀聯(lián)合中科院物理所、中山大學、華中科技大學等國內(nèi)實驗用戶開展了凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的科研攻關(guān)，在《physical review letters》《communications physics》《physical review b》《physical review materials》等國際期刊發(fā)表論文多篇，產(chǎn)生了重要國內(nèi)外影響力。

物理學系中子譜儀設備建設團隊在譜儀研制過程中自主設計，攻堅克難。國外研制一臺中子非彈譜儀的周期通常是五到八年，中國人民大學物理系中子團隊聯(lián)合中國原子能科學研究院僅用六年時間就完成了兩臺中子非彈譜儀的建設。中子譜儀建設需要結(jié)合多方面的技術(shù)，包含物理設計、工程設計、輻射屏蔽、運動控制、數(shù)據(jù)采集、樣品環(huán)境、數(shù)據(jù)分析和還原等，在國外譜儀建設中往往需要幾十人的專業(yè)團隊參與其中。而人大物理系中子團隊前期只有三名成員，后期才補充到六名成員，為了完成任務，每位成員都要加班加點、身兼多職。正是由于這個精干團隊的縝密規(guī)劃、通力協(xié)作和團結(jié)奮進，儀器建成后首次帶束調(diào)試在24小時內(nèi)就收獲了期待的中子信號并穩(wěn)定運行，譜儀驗收第二年就正式發(fā)表首篇實驗成果論文，這種高效國外中子譜儀建設中都是非常罕見的。

在譜儀建設中，團隊努力實現(xiàn)關(guān)鍵部件系統(tǒng)的國產(chǎn)化，積累了關(guān)鍵技術(shù)，產(chǎn)出了多項專利和代表性成果。其中，汪晉辰、張紅霞等人提出了探測效率世界領(lǐng)先的雙陣列石墨單晶分析器，比國際上同類分析器效率提高一倍；張紅霞等人提出的中子導管及單色器屏蔽系統(tǒng)的概念設計經(jīng)施工單位工程化后成功應用到上海交通大學在中國綿陽堆上研制建設的“河圖”冷中子衍射工程應力譜儀上。最近，張紅霞等人還成功實現(xiàn)了中子單色器這一中子譜儀核心部件的自主設計、大面積復合高定向熱解石墨單晶的焊接，以及聚焦裝置的國內(nèi)制造。徐大業(yè)曾是儀器運動控制方面的專家，針對廣譜譜儀探測通道多、數(shù)據(jù)量大、控制復雜等問題，徐大業(yè)、汪晉辰和羅偉等人聯(lián)合自主研發(fā)了廣譜軟件系統(tǒng)，包含譜儀控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)還原與分析等幾大模塊，是目前國內(nèi)唯一應用在中子廣譜譜儀上可穩(wěn)定工作的軟件系統(tǒng)。

上述這些工作為我國中子譜儀相關(guān)的技術(shù)和軟件發(fā)展以及設備國產(chǎn)化做出了重要貢獻，得到了國內(nèi)外廣大實驗用戶和同行的認可。

（冷中子三軸極化譜儀“行知”（左）和冷中子廣譜譜儀“博雅”（右））

（譜儀研制團隊成員在譜儀建設過程中的工作照片）

（譜儀研制團隊持有的部分國家發(fā)明專利以及探測效率世界領(lǐng)先的雙陣列石墨單晶分析器實物圖）

二、數(shù)據(jù)庫基礎軟件

數(shù)據(jù)庫是核心基礎軟件，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)的核心和基礎，對信息管理、經(jīng)濟發(fā)展、人民生活都會產(chǎn)生重大影響。但我國的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)起步晚，長期以來在技術(shù)上受制于國外，即使到2022年，我國數(shù)據(jù)庫市場中外資占比仍然高達64.8%。針對數(shù)據(jù)庫基礎軟件的“卡脖子”問題，中國人民大學信息學院師生在薩師煊教授的帶領(lǐng)下，是國內(nèi)最早開展數(shù)據(jù)庫基礎軟件教學和科研工作的高校之一，長期聚焦國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫基礎軟件的研發(fā)，并在產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新領(lǐng)域取得了豐碩的成果。1999年，王珊教授帶領(lǐng)中國人民大學一批最早在國內(nèi)開展數(shù)據(jù)庫教學、科研、開發(fā)的專家在校領(lǐng)導及相關(guān)單位的支持和鼓勵下，成立了國內(nèi)第一家國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫企業(yè)：北京人大金倉信息技術(shù)股份有限公司（以下簡稱“人大金倉”），開始了自主知識產(chǎn)權(quán)國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化之路。

中國人民大學數(shù)據(jù)庫團隊與人大金倉公司長期開展緊密的產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新，先后承擔了國家“863”、“核高基”重大專項、國家重點研發(fā)計劃等重大重點項目。研發(fā)出的大型通用數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品kingbasees被由張效祥、孫家廣、倪光南等院士及數(shù)據(jù)庫專家組成的鑒定委員會高度評價，一致認為：金倉數(shù)據(jù)庫kingbasees的技術(shù)水平和實用性達到了國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先水平，其系統(tǒng)功能和性能能滿足用戶要求，可以替代oracle等國外數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。

（中國人民大學數(shù)據(jù)庫團隊承擔的863高技術(shù)項目“并行數(shù)據(jù)庫技術(shù)”鑒定會，懷進鵬院士、呂建院士、中科院軟件所所長李明樹研究員、東軟集團劉積仁董事長等專家與會）

（2005年大型通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)——金倉數(shù)據(jù)庫kingbasees成果鑒定會，張效祥院士、孫家廣院士、趙沁平院士、倪光南院士、北京市科委俞慈聲副主任等等專家與會）

2018年，中國人民大學與人大金倉聯(lián)合研發(fā)的科研成果“數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)核心技術(shù)的創(chuàng)新與金倉數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)化”榮獲國家科學技術(shù)進步二等獎，是中國人民大學首個國家級科技獎勵，也是目前數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域斬獲的唯一一項國家級科技獎勵，產(chǎn)學研的融合進一步助力國家信息化建設。

（中國人民大學數(shù)據(jù)庫團隊與人大金倉長期合作的國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫成果獲得2018年國家科技進步二等獎）

經(jīng)過20余年的發(fā)展，金倉數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成長為國家核心領(lǐng)域信息化建設的中堅力量，廣泛服務于電子政務、國防軍工、能源、金融、電信等60余個重點行業(yè)和關(guān)鍵領(lǐng)域，累計裝機部署超百萬套。金倉數(shù)據(jù)庫高可靠、高性能、高安全、本土化等優(yōu)勢，已逐步應用到國家重點領(lǐng)域核心信息化系統(tǒng)中，打破了國外產(chǎn)品的技術(shù)壟斷與市場壟斷，促進我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2022年，金倉數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)kes 入選國務院國資委發(fā)布十項國有企業(yè)數(shù)字技術(shù)典型成果，再次彰顯數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域國家隊的實力。

在信創(chuàng)領(lǐng)域，2020年、2021年，人大金倉連續(xù)兩年實現(xiàn)在國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵應用領(lǐng)域銷售套數(shù)占比第一的市場地位。

在能源領(lǐng)域，2021年，金倉數(shù)據(jù)庫在“三桶油”國產(chǎn)化升級項目中的市占率分別為中國石油100%、中國海油75%、中國石化50%，技術(shù)創(chuàng)新和綜合服務能力獲得市場的高度認可。

在電信領(lǐng)域，人大金倉成功中標中國移動自主可控oltp數(shù)據(jù)庫聯(lián)合創(chuàng)新項目，率先上線中國移動網(wǎng)間結(jié)算系統(tǒng)（每月新增數(shù)據(jù)量500億條）。oltp數(shù)據(jù)庫是中國移動it業(yè)務支撐系統(tǒng)中核心基礎產(chǎn)品之一，在中國移動it支撐系統(tǒng)有著廣泛的需求和未來應用場景。

在金融領(lǐng)域，人大金倉累計中標45家金融機構(gòu)，金融試點單位占有率達到29%，包括中國銀行、中國農(nóng)業(yè)銀行、中信銀行、陽光保險集團等大型金融機構(gòu)。

（金倉數(shù)據(jù)庫（kingbase）目前已形成豐富的國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫專利體系和產(chǎn)品體系）

（責任編輯：楊孟成）

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