創(chuàng)新是發(fā)展的第一動力

1、創(chuàng)新是引領(lǐng)時代發(fā)展第一動力增強創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新精神東莞理工學(xué)院馬宏偉教授.6.19第1頁匯報內(nèi)容一、創(chuàng)新與發(fā)展二、創(chuàng)新：中國新時代大時尚 三、著力培養(yǎng)創(chuàng)新精神 四、我們課題組故事第2頁一、創(chuàng)新與發(fā)展1.創(chuàng)新與創(chuàng)造之別要素結(jié)構(gòu)性能創(chuàng)造：人們使一個東西從無到有過程創(chuàng)新：創(chuàng)造出在質(zhì)內(nèi)容上與先前不一樣?xùn)|西復(fù)制與模仿第3頁第4頁第5頁第6頁第7頁2、創(chuàng)新是發(fā)展第一動力創(chuàng)新本質(zhì)是求異：質(zhì)變/新舊替換/發(fā)展（1）科技創(chuàng)新促進了了生產(chǎn)力與經(jīng)濟發(fā)展。 第8頁四次產(chǎn)業(yè)變革歷程蒸汽機革命電力技術(shù)革命信息技術(shù)革命智能技術(shù)革命新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠產(chǎn)業(yè)變革，形成新生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式

2、和經(jīng)濟增加點第9頁第10頁（2）文化與理論創(chuàng)新是社會制度發(fā)展和變革思想基礎(chǔ)文藝復(fù)興和資產(chǎn)階級思想啟蒙運動第11頁第12頁第13頁（3）制度創(chuàng)新促進了社會進步 市場經(jīng)濟并非如圣經(jīng)中但以理書中所提到那些一成不變律法，并不是不可改變。它之所以成功，不是因為它一成不變，而是因為它總在改變市場經(jīng)濟機構(gòu)設(shè)置與政治制度之間關(guān)系有限責(zé)任個人破產(chǎn)中央銀行環(huán)境保護法規(guī)失業(yè)保險【英國金融時報12月27日社論】題：資本主義已死：資本主義萬歲制度創(chuàng)新第14頁中國特色社會主義制度創(chuàng)新跟前蘇聯(lián)、西方國家均不一樣社會主義：與西方不一樣華盛頓共識失敗中國特色：跟前蘇聯(lián)不一樣蘇聯(lián)垮臺結(jié)果：第15頁二、創(chuàng)新：中國新時代大時尚 (一

3、)創(chuàng)新發(fā)展是我國繼續(xù)中高速發(fā)展內(nèi)在需要(二)創(chuàng)新發(fā)展是基于國際競爭外在壓力 (三)當前中國創(chuàng)新形勢只能辯證樂觀 (四)黨和國家對創(chuàng)新重視與布署 第16頁(一)創(chuàng)新發(fā)展是我國繼續(xù)中高速發(fā)展內(nèi)在需要人口投資外貿(mào)資源環(huán)境科技經(jīng)濟發(fā)展初心和使命效益、速度第17頁收入停滯“中等收入陷阱” 人口、投資、外貿(mào)、資源、環(huán)境 科技創(chuàng)新外部技術(shù)與市場封鎖第18頁（二）創(chuàng)新發(fā)展是基于國際競爭外在壓力 大跨國企業(yè)控制70以上對外直接投資，2/3世界貿(mào)易，70以上專利和其它技術(shù)轉(zhuǎn)讓 共濟會 第19頁中國應(yīng)對馬太效應(yīng)策略以量取勝規(guī)模優(yōu)勢成本太大利潤太小不可持久以質(zhì)取勝技術(shù)優(yōu)勢內(nèi)涵發(fā)展依靠創(chuàng)新第20頁“誰牽住了科技創(chuàng)新這個

4、牛鼻子，誰走好了科技創(chuàng)新這步先手棋，誰就能占領(lǐng)先機、贏得優(yōu)勢。”第21頁(三)當前中國創(chuàng)新形勢只能辯證樂觀首先，新中國以來尤其是改革開放以來，我們?nèi)〉昧碎L足進展：多項世界第一 研發(fā)人員數(shù)量發(fā)表國際科技論文數(shù)量創(chuàng)造專利申請量高速鐵路工程技術(shù)核電華龍一號技術(shù)量子通訊技術(shù)姣龍?zhí)枬撏顫摱瘸笮陀嬎銠C速度高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值高技術(shù)產(chǎn)品出口量電子商務(wù)規(guī)模移動支付諾貝爾文學(xué)獎、科學(xué)獎有所突破第22頁中國正努力重現(xiàn)歷史輝煌，在科技創(chuàng)新上“重回世界之巔”。 美國華爾街日報第23頁歷史上我們曾在世界之巔嗎？英國學(xué)者羅伯特坦普爾中國-創(chuàng)造和發(fā)覺國度年代科技創(chuàng)造（件）中國世界其它國家 件百分比件百分比公元1-400 年

5、452862%1738%公元401-10453271%1329%公元1001-15673857%2943%公元1501-1840年472194%45396%第24頁6月9日，習(xí)近平在中國科學(xué)院第十七次院士大會、中國工程院第十二次院士大會上講話中指出：老路走不通、新路在哪里？就在科技創(chuàng)新上，不停加緊從要素驅(qū)動、投資規(guī)模驅(qū)動發(fā)展為主向創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展為主轉(zhuǎn)變上?！拔乙恢痹谒妓?，為何從明末清初開始，我國科技漸漸落伍了?！崩罴s瑟在其巨著中國科技史中深入總結(jié)了中國古代科技發(fā)展成就，中國要緊跟新科技革命時尚，努力創(chuàng)造一流科技結(jié)果。（共倡開發(fā)包容共促和平發(fā)展在倫敦金融城市長晚宴演講，習(xí)近平（年10月21日）倫敦

6、）第25頁其次當前我們創(chuàng)新總體質(zhì)量水平依然落后于滿足人民美好生活向往要求落后于主要發(fā)達國家對外技術(shù)依存度高達50%，美國、日本僅為5%左右 尤其是關(guān)鍵技術(shù)自給率低，高科技含量關(guān)鍵裝備基本上依賴進口專利轉(zhuǎn)化率約為10% 拔尖人才嚴重缺乏，與發(fā)達國家百分比相比懸殊 發(fā)表國際科技論文數(shù)質(zhì)量不高，科學(xué)論文才入選全球高被引科學(xué)家排名前十國家 第26頁“與發(fā)達國家相比，我國科技創(chuàng)新基礎(chǔ)還不牢靠，創(chuàng)新水平還存在顯著差距，在一些領(lǐng)域差距非但沒有縮小，反而有擴大趨勢。不創(chuàng)新會落后，創(chuàng)新慢了也會落后。唯有百尺竿頭更深入，才能不停讓創(chuàng)新在中華大地漸次開花，結(jié)出碩果?！?第27頁辯證樂觀既要對創(chuàng)新形勢樂觀，又要有緊迫

7、感、危機感。 第28頁(四)黨和國家對創(chuàng)新重視與布署擺脫定式、創(chuàng)新致勝絕佳典范 第29頁“創(chuàng)新是一個民族進步靈魂，是一個國家興旺發(fā)達不竭源泉，也是中華民族最鮮明民族稟賦。”“提升自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國家”是“國家發(fā)展戰(zhàn)略關(guān)鍵，是提升綜合國力關(guān)鍵”?！皠?chuàng)新驅(qū)動是大勢所趨?！薄氨仨毤霸甾D(zhuǎn)入創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展軌道，把科技創(chuàng)新潛力更加好釋放出來，充分發(fā)揮科技進步和創(chuàng)新作用?！薄白?chuàng)新就是抓發(fā)展，謀創(chuàng)新就是謀未來。不創(chuàng)新就要落后，創(chuàng)新慢了也要落后?！薄耙嵤﹦?chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，抓住了創(chuàng)新，就抓住了牽動經(jīng)濟社會發(fā)展全局牛鼻子?！薄鞍l(fā)展是第一要務(wù)，人才是第一資源，創(chuàng)新是第一動力?！薄爸袊偃绮蛔邉?chuàng)新驅(qū)動道路

8、，新舊動能不能順利轉(zhuǎn)換，是不可能真正強大起來，只能是大而不強” 第30頁 “創(chuàng)新發(fā)展”位列五大發(fā)展理念首位 第31頁黨十八大第32頁黨十九大“加緊建設(shè)創(chuàng)新型國家” 第33頁詳細布署1.加強應(yīng)用基礎(chǔ)研究，拓展實施國家重大科技項目2.加強國家創(chuàng)新體系建設(shè)，強化戰(zhàn)略科技力量。3.深化科技體制改革，建立以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研深度融合技術(shù)創(chuàng)新體系4.加強對中小企業(yè)創(chuàng)新支持，促進科技結(jié)果轉(zhuǎn)化。5.提倡創(chuàng)新文化，強化知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造、保護、利用。6.培養(yǎng)造就一大批含有國際水平戰(zhàn)略科技人才、科技領(lǐng)軍人才、青年科技人才和高水平創(chuàng)新團體。關(guān)鍵共性技術(shù)前沿引領(lǐng)技術(shù)當代工程技術(shù)顛覆性技術(shù)科技強國質(zhì)量強國航天強國

9、網(wǎng)絡(luò)強國交通強國數(shù)字中國智慧社會第34頁三、著力培養(yǎng)創(chuàng)新精神 創(chuàng)新意識創(chuàng)新能力創(chuàng)新精神只有創(chuàng)新才是永不被淘汰工作 第35頁創(chuàng)新精神對創(chuàng)新所需要態(tài)度和思維習(xí)慣1.實用精神2.學(xué)習(xí)精神3.批判精神4.創(chuàng)新精神5.堅忍精神第36頁1.實用精神關(guān)注、服務(wù)于處理實際生活與工作中需要和問題物質(zhì)需要精神需要第37頁科學(xué)源于實用技術(shù)“知識與了解屬于技術(shù)”“各行各業(yè)技師知道所做事情原因”，“他們含有理論”“那種認知個別事情為何而做科學(xué)，是諸科學(xué)中占最主導(dǎo)地位，比隸屬科學(xué)起更大指導(dǎo)作用?！薄炯夹g(shù)理論-工科】第38頁科學(xué)發(fā)展受實用推進經(jīng)常考查工廠、作坊、礦井和各項軍用民用工程，廣泛結(jié)交各行各業(yè)技術(shù)員工，幫他們處理技

10、術(shù)難題，從中吸收生產(chǎn)技術(shù)知識和各種新經(jīng)驗，并得到啟發(fā) 第39頁大氣壓發(fā)覺第40頁不要只知道一味讀死書把知識學(xué)習(xí)和科學(xué)研究同社會需要結(jié)合起來深入體驗、了解社會生活與生產(chǎn)實踐需要依據(jù)社會需要去學(xué)習(xí)，終生學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)、研究結(jié)果應(yīng)該盡快找到它應(yīng)用領(lǐng)域、處理社會需要做出創(chuàng)新性發(fā)覺與創(chuàng)意第41頁2.學(xué)習(xí)精神經(jīng)典力學(xué)第42頁微積分伊薩克巴羅第43頁化學(xué)家計算機CAT-scan基本觀念梯度磁場第44頁“假如你興趣廣一點，你就能夠把好幾個東西綜合在一起。”第45頁好學(xué)！專博結(jié)合第46頁3.批判精神批判就是發(fā)覺現(xiàn)有東西中不足、缺點不足與缺點反面就是創(chuàng)新方向“你設(shè)計廣告真是爛透了” 第47頁4.創(chuàng)新精神建設(shè)性地處理問題

11、問題意識 怎樣處理？第48頁問題意識：創(chuàng)新精神本質(zhì)“提出一個問題往往比處理一個問題更主要。因為處理問題可能僅是一個數(shù)學(xué)上或試驗上技能而已，而提出新問題，卻需要有創(chuàng)造性想象力，而且標志著科學(xué)真正進步?！?第49頁5.堅忍精神百折不撓第50頁“成功是99%汗水加1%靈感。”第51頁“生活從不眷顧因循守舊、滿足現(xiàn)實狀況者，從不等候不思進取、坐享其成者，而是將更多機遇留給善于和勇于創(chuàng)新人們。”第52頁四 我們課題組創(chuàng)新故事第53頁基于人工智能橋梁地震臺站安全監(jiān)測功效擴展馬宏偉東莞理工學(xué)院姜慧廣東省地震局聶振華、林逸洲暨南大學(xué)第54頁背景振動信號 結(jié)構(gòu)狀態(tài)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測第55頁問題和挑戰(zhàn)背景測點繁多數(shù)據(jù)不

12、精確數(shù)據(jù)量巨大激勵不確定無基準數(shù)據(jù)碰到問題和挑戰(zhàn)第56頁實例背景建成年份名稱橋型主跨跨徑傳感器總數(shù)1995銅陵大橋斜拉432 m2101997青馬大橋懸索1377 m9001998汀九橋斜拉475 m236東海大橋斜拉420 m300第57頁當前形勢分析背景大量傳感器占總造價0.5-2.0%重監(jiān)測內(nèi)容輕數(shù)據(jù)處理軟硬件耐久性問題昂貴效果不佳魯棒性擔(dān)憂第58頁健康監(jiān)測在工程中應(yīng)用存在迷惑準確性不盡人意SHM系統(tǒng)造價昂貴需要專業(yè)人員隊伍原因挑戰(zhàn)背景怎樣處理？第59頁怎樣處理背景融合不一樣學(xué)科知識：大數(shù)據(jù)、可視化等用盡少許測點、新方法，降低成本從方法理論上突破以往研究處理路徑第60頁強震動臺特點橋梁地

13、震臺站功效擴展實踐地震強震動臺網(wǎng)目標：觀察強烈地震動或重大結(jié)構(gòu)在強烈地震下地震反應(yīng)第61頁橋梁地震臺站功效擴展實踐地震強震動臺網(wǎng)統(tǒng)計物理量：與地震直接相關(guān)加速度強震動臺特點第62頁橋梁地震臺站功效擴展實踐地震強震動臺網(wǎng)工作方式：觸發(fā)運行，無人值守連續(xù)統(tǒng)計、高靈敏度強震動臺特點第63頁橋梁地震臺站功效擴展實踐地震強震動臺網(wǎng)工作方式：觸發(fā)運行，無人值守連續(xù)統(tǒng)計、高靈敏度強震動臺特點能否將其功效擴展到結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測任務(wù)？第64頁政策背景橋梁地震臺站功效擴展實踐廣東省防震減災(zāi)條例第十二條：特大橋梁應(yīng)該設(shè)置強震動監(jiān)測設(shè)施。政策層面要求特大橋梁必須安裝臺站能否擴展臺站功效，進行健康監(jiān)測？第65頁政策背景橋梁

14、地震臺站功效擴展實踐廣東省防震減災(zāi)條例第十二條：特大橋梁應(yīng)該設(shè)置強震動監(jiān)測設(shè)施。政策層面要求特大橋梁必須安裝臺站能否擴展臺站功效，進行健康監(jiān)測？傳感器數(shù)量遠少于傳統(tǒng)健康監(jiān)測系統(tǒng)第66頁背景損傷檢測與號脈第67頁背景損傷檢測與號脈中醫(yī)能夠做到少測點診療！第68頁何為脈象？“脈象” 病因 橋梁地震臺站功效擴展實踐何為脈象第69頁何為脈象？“脈象” 病因 橋梁地震臺站功效擴展實踐何為脈象特征提取“脈象” 經(jīng)驗第70頁橋梁脈象結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)健康情況橋梁地震臺站功效擴展實踐第71頁橋梁脈象結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)健康情況特征提取是問題關(guān)鍵給予監(jiān)測系統(tǒng)“診脈”知識橋梁地震臺站功效擴展實踐第72頁橋梁脈象橋梁地震臺站功效

15、擴展實踐單個傳感器方法Lsensorvxx1當車輛經(jīng)過損傷位置時, 結(jié)構(gòu)響應(yīng)會有改變 特殊信號處理方法重構(gòu)相空間第73頁橋梁脈象橋梁地震臺站功效擴展實踐相空間，數(shù)學(xué)與物理學(xué)概念系統(tǒng)每個可能狀態(tài)都有一相對應(yīng)相空間點第74頁橋梁脈象橋梁地震臺站功效擴展實踐對比當前狀態(tài)與原始狀態(tài)相圖差異橋梁發(fā)生損傷后，相圖拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生改變第75頁著名SCI國際期刊Shock and Vibration發(fā)表,IF1.281橋梁地震臺站功效擴展實踐橋梁脈象第76頁橋梁脈象橋梁地震臺站功效擴展實踐主成份分析(Principle Component Analysis)少許傳感器方法尋求一個投影方向使得投影后方差最大投影得到

16、主成分第77頁橋梁脈象橋梁地震臺站功效擴展實踐少許傳感器方法t = iPCA。t = i+nPCA連續(xù)監(jiān)測結(jié)構(gòu)長久監(jiān)測數(shù)據(jù)第78頁應(yīng)用少許傳感器檢測法和多信息融合技術(shù)工程實踐橋梁地震臺站功效擴展實踐（軟件著作權(quán)，）重構(gòu)相空間方法移動主成份分析法（MPCA）小波包能量法高階協(xié)方差（CoC）第79頁開發(fā)“大型橋梁地震安全性在線監(jiān)測與評定系統(tǒng)”， 已成功應(yīng)用到虎門大橋、黃埔大橋、九江大橋。系統(tǒng)模塊橋梁地震臺站功效擴展實踐第80頁系統(tǒng)模塊本課題為廣東省重大科技專題項目，包含以下4個模塊內(nèi)容：1、橋梁專業(yè)臺陣監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)；2、基于多指標信息融合技術(shù)橋梁健康診療系統(tǒng)；3、快速橋梁數(shù)值仿真和抗震性能

17、預(yù)測系統(tǒng)；4、基于Jopens 橋梁監(jiān)測與評定系統(tǒng)集成與可視化技術(shù)。橋梁地震臺站功效擴展實踐開發(fā)“大型橋梁地震安全性在線監(jiān)測與評定系統(tǒng)”， 已成功應(yīng)用到虎門大橋、黃埔大橋、九江大橋。第81頁第82頁第83頁第84頁數(shù)據(jù)瀏覽實時數(shù)據(jù)部分功效橋梁地震臺站功效擴展實踐第85頁數(shù)據(jù)瀏覽歷史數(shù)據(jù)瀏覽與導(dǎo)出部分功效橋梁地震臺站功效擴展實踐第86頁 數(shù)據(jù)分析：移動主成份分析部分功效橋梁地震臺站功效擴展實踐第87頁11月30日早8點，某懸索橋（有保密協(xié)議）發(fā)生鋼箱梁底部被船刮蹭事件，底部維修車軌道被刮傷，梁底有刮痕。船只刮蹭事件橋梁地震臺站功效擴展實踐第88頁CoC矩陣頻率主成份小波包能量融合指標船只刮蹭事件

18、橋梁地震臺站功效擴展實踐第89頁伊利諾伊大學(xué)香檳分校 B. F. Spencer教授結(jié)構(gòu)工程紐馬克出色教授紐馬克結(jié)構(gòu)試驗室主任多項全尺寸子結(jié)構(gòu)測試與模擬裝置主任智能結(jié)構(gòu)技術(shù)試驗室主任第90頁匯報內(nèi)容背景橋梁地震臺站功能擴展實踐人工智能新方法展望1234第91頁動機人工智能新方法特征提取“脈象” 經(jīng)驗上述系統(tǒng)診療流程第92頁動機人工智能新方法特征提取“脈象” 經(jīng)驗上述系統(tǒng)診療流程集成人類知識：損傷檢測學(xué)術(shù)研究結(jié)果第93頁動機人工智能新方法人工智能系統(tǒng)經(jīng)驗人工智能能否從數(shù)據(jù)中自主學(xué)習(xí)?自己學(xué)會“把脈” ？第94頁問題框架數(shù)值模型產(chǎn)生響應(yīng)數(shù)據(jù)4012356789Element:Node:512346

19、78901010 m0.1 m0.25 m加速度時域信號損傷位置標簽人工智能新方法人工智能系統(tǒng)從中學(xué)習(xí)二者聯(lián)絡(luò)第95頁卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時域響應(yīng)損傷類型人工智能新方法第96頁結(jié)果展示無噪&卷積無噪&小波有噪&卷積有噪&小波單損傷定位準確率人工智能方法（信噪比為6db）第97頁結(jié)果展示單損傷預(yù)測結(jié)果分布人工智能方法第98頁結(jié)果展示多損傷定量與定位人工智能新方法第99頁結(jié)果展示多損傷定量與定位人工智能新方法第100頁中間表示可視化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部到底發(fā)生了什么？結(jié)果真可靠嗎？人工智能新方法第101頁中間表示可視化人工智能新方法第102頁中間表示可視化可視化網(wǎng)絡(luò)中特征中間表示人工智能新方法第103頁中間表示可

20、視化模態(tài)獨立學(xué)習(xí)到物理概念，并幫助其完成檢測任務(wù)。人工智能新方法第104頁中間表示可視化模態(tài)獨立學(xué)習(xí)到物理概念，并幫助其完成檢測任務(wù)。人工智能新方法第105頁匯報內(nèi)容背景橋梁地震臺站功能擴展實踐人工智能新方法展望1234第106頁展望長久監(jiān)測及大數(shù)據(jù)處理1課題組研究方向展望擴展應(yīng)用這么系統(tǒng)到多個重大橋梁，形成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。第107頁課題組研究方向展望展望第108頁展望課題組研究方向展望多項相關(guān)專利第109頁課題組研究方向展望展望人工智能給橋梁結(jié)構(gòu)“號脈”人工智能在結(jié)構(gòu)領(lǐng)域應(yīng)用2第110頁課題組研究方向展望展望JCR分區(qū)一區(qū)，IF 5.78， 土木領(lǐng)域頂尖期刊第111頁課題組研究方向展望展望發(fā)表后六

21、個月，已取得廣泛關(guān)注與屢次引用！第112頁課題組研究方向展望展望探究數(shù)據(jù)驅(qū)動方法物理本質(zhì)3清楚物理本質(zhì)是方法可靠性根本保障！振動信號結(jié)構(gòu)模型主成份特征值主成份特征向量模態(tài)參加率模態(tài)振型關(guān)聯(lián)性PCA理論分析第113頁課題組研究方向展望展望一維弦振動初始條件理論解第114頁課題組研究方向展望展望PCA特征向量與真實模態(tài)第115頁課題組研究方向展望展望健康監(jiān)測系統(tǒng)中“二八”定律4使用現(xiàn)有健康檢測系統(tǒng)20%造價去完成現(xiàn)有系統(tǒng)80%功效第116頁課題組研究方向展望展望健康監(jiān)測系統(tǒng)中“二八”定律4使用現(xiàn)有健康檢測系統(tǒng)20%造價去完成現(xiàn)有系統(tǒng)80%功效少許傳感器，滿足工程需求第117頁大學(xué)關(guān)鍵詞：方向、理性、思索、感恩、方法、正能量、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、獨處、算賬、善良、厚道、積德行善、付出、找伯樂、第118頁大學(xué)四件寶圖書館試驗室老師學(xué)術(shù)講座第119頁不要在最應(yīng)該學(xué)習(xí)年紀里選擇盈利第一，假如家里貧