應(yīng)懷樵，清華大學(xué)、北京大學(xué)、東北大學(xué)、天津大學(xué)等校力學(xué)系及中國科學(xué)院力學(xué)研究所的博士生合作導(dǎo)師，東方振動和噪聲技術(shù)研究所名譽所長，中國振動工程學(xué)會常務(wù)理事，振動與噪聲控制分會理事長，振動工程與波譜技術(shù)專家，中國虛擬儀器的早期開拓者與奠基人。主要研究方向是：信號處理、虛擬儀器、測控技術(shù)、振動與噪聲控制。主持研發(fā)完成DASP虛擬儀器庫和INV303/306/3018移動實驗室。被業(yè)內(nèi)外人士看作中國虛擬儀器的創(chuàng)始人和奠基者，被稱為“中國虛擬儀器之父”。

        堅持創(chuàng)新  成就虛擬儀器領(lǐng)域先鋒

        1959年，應(yīng)懷樵考入浙江大學(xué)工程物理系理論物理專業(yè)，后因國家發(fā)展需要調(diào)整為數(shù)學(xué)力學(xué)系應(yīng)用力學(xué)專業(yè)。1964年大學(xué)畢業(yè)后，他被分配到中國鐵道科學(xué)院，從事高速列車風(fēng)洞課題研究，期間曾到清華大學(xué)工程力學(xué)系流體力學(xué)專業(yè)實習(xí)，學(xué)習(xí)風(fēng)洞測試分析技術(shù)。1965年，參與我國西部羅布泊核試驗基地原子彈和氫彈的核爆炸防護(hù)工程研究，學(xué)習(xí)原子彈爆炸測試技術(shù)，接觸到了振動噪聲和頻譜分析。其后，他又開始學(xué)習(xí)數(shù)字計算機與信號處理分析，接觸到FFT、MEM、ARMA和模態(tài)分析等方法。五次轉(zhuǎn)換專業(yè)，應(yīng)懷樵掌握的不僅是豐厚的理論知識和扎實的實踐經(jīng)驗，更是一種堅持與創(chuàng)新的精神。
        1965年應(yīng)懷樵參加國防科研核爆炸防護(hù)工程課題——地下鐵道核爆炸振動噪聲與動力學(xué)測試分析的研究，期間發(fā)現(xiàn)地鐵道床的下沉殘余位移（0Hz）用硬件設(shè)備無法獲得。1973年，他開始自行嘗試用數(shù)字計算機的軟件數(shù)字積分取代傳統(tǒng)硬件模擬積分的方法解決上述難題，于1979年測得了0Hz的殘余位移，這是虛擬儀器的最早成功范例。同年，應(yīng)懷樵原創(chuàng)提出虛擬儀器的核心概念—“軟件制造儀器”，這和七年后美國NI公司“軟件是儀器”的概念不謀而合。
        自此這個“虛擬儀器”，毫無意外地走進(jìn)了應(yīng)懷樵的人生。
        虛擬儀器是指在PC機基礎(chǔ)上通過數(shù)采調(diào)理硬件和信號處理分析及各種軟件構(gòu)建而成的、具有可視化界面的儀器。它徹底打破了傳統(tǒng)儀器由硬件構(gòu)成、使用者無法改變的模式，給使用者一個充分發(fā)揮自己才能和想象力的空間，使用者可根據(jù)不同要求，用軟件代替硬件，滿足多樣的應(yīng)用需求；它的出現(xiàn)，帶來了科學(xué)儀器與科學(xué)試驗領(lǐng)域的一次深遠(yuǎn)的技術(shù)革命，幾乎滲透到了所有的測試控制領(lǐng)域。
        隨著“虛擬儀器”概念的提出，應(yīng)懷樵的成果相繼問世。1978年，他提出的核效應(yīng)工程設(shè)計參數(shù)五個振動計算公式、CZ-F測振放大器、CZ-S拾震器等成果填補了國內(nèi)空白，獲三項全國科學(xué)大會獎；1979年，他編纂的反映虛擬儀器技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用成果的國內(nèi)首部專著《振動測試和分析》出版發(fā)行；1982年，《CZ測震儀與測振技術(shù)》出版發(fā)行；1983年，《波形和頻譜分析與隨機數(shù)據(jù)處理》出版發(fā)行；從1997年至今還主編《現(xiàn)代振動與噪聲技術(shù)》第一卷至第八卷等共11部專業(yè)著作及完成《倒熵譜研究》等120多篇論文報告。
        然而，這些著作和論文帶給應(yīng)懷樵的不僅是名動一時，同時也給他帶來了巨大的精神壓力。為了解決不能使用磁帶機和信號分析儀的限制，為更好地進(jìn)行科學(xué)研究，他化壓力為動力，于1985年創(chuàng)建了東方振動和噪聲技術(shù)研究所，開始系統(tǒng)地從事虛擬儀器庫、移動試驗室技術(shù)研究。
        他提出“把試驗室拎著走”的目標(biāo)，正式立題“DASP虛擬儀器庫—振動噪聲、模態(tài)分析移動試驗室技術(shù)”的研究，幾十年來，他將自己的全部精力都投入到了虛擬儀器的科學(xué)研究之中，在該技術(shù)的前沿領(lǐng)域取得了一次次的突破和創(chuàng)新。其后，為了進(jìn)一步推動該技術(shù)發(fā)展，他自立課題、自籌資金開始研究“PC卡泰” （PCCATAI）—微機卡式自動采集測試分析儀器。同時，他還在國內(nèi)外首次提出了“東方科卡”與“DASP”（數(shù)據(jù)采集和信號處理）等軟、硬件相結(jié)合的設(shè)計思想，自已創(chuàng)造出一種既能用于測量記錄，代替磁帶機和示波器，又能用于波形分析、頻譜分析和數(shù)字信號處理等多種功能的儀器。
        此后，經(jīng)過滾動發(fā)展和不斷創(chuàng)新，應(yīng)懷樵帶領(lǐng)他的團(tuán)隊突破了虛擬儀器的核心技術(shù)，開發(fā)出了適合便攜機和筆記本使用的小型數(shù)采卡和大容量數(shù)據(jù)采集分析（LCAS）軟件，研制成功INV303/306/3018系列（臺式和筆記本式）大容量智能數(shù)據(jù)采集和信號處理系統(tǒng)以及DASP“達(dá)世普”虛擬儀器庫系統(tǒng)。這是我國最早研制成功的虛擬儀器產(chǎn)品，實現(xiàn)了“把試驗室拎著走”的目標(biāo)。。
2007年，在第二屆全國虛擬儀器學(xué)術(shù)交流大會上，專家們充分肯定了東方所在虛擬儀器領(lǐng)域上的突出地位和卓越貢獻(xiàn)，應(yīng)懷樵更被業(yè)內(nèi)外人士看作中國虛擬儀器的創(chuàng)始人和奠基者，被稱為“中國虛擬儀器之父”。

應(yīng)懷樵所長在東方所

        持續(xù)創(chuàng)新  突破九大世界性技術(shù)難題

        虛擬儀器在發(fā)展過程中有許多技術(shù)難題，東方所研發(fā)的DASP和INV系列虛擬儀器庫系統(tǒng)到目前已有100多項創(chuàng)新技術(shù)。但是，應(yīng)懷樵及其研發(fā)團(tuán)隊并未就此止步，而是加大創(chuàng)新力度，終于突破了九項世界性技術(shù)難題，使虛擬儀器和動態(tài)測試分析儀器的性能從國內(nèi)外一般的低精度的低檔位測量儀器躍入了高端高精度測量儀器的行列。
        九項世界性難題的突破包括：
        1．基于平臺式設(shè)計的虛擬儀器庫技術(shù)。應(yīng)教授課題組研究開發(fā)的DASP虛擬儀器庫系統(tǒng)是我國開發(fā)最早的虛擬儀器庫系統(tǒng)。應(yīng)懷樵早在1979年就原創(chuàng)性地提出虛擬儀器庫的核心概念—“軟件制造儀器”，這是科學(xué)儀器的新概念。1985年提出“把試驗室拎著走”的目標(biāo)，研制成功中國第一臺虛擬儀器，并應(yīng)用于1988年9月16日杭州錢塘江大橋的火箭激勵模態(tài)試驗取得成功，1993年隨北京新技術(shù)展覽會到加拿大展出，獲得表揚名單第一名，是功能最完善、技術(shù)水平最高，且完全具有民族自主知識產(chǎn)權(quán)的一套虛擬儀器系統(tǒng)，代表了我國在虛擬儀器研發(fā)方面的最高水平。
        2．變時基（VTB）傳遞函數(shù)（導(dǎo)納）測量分析方法。變時基技術(shù)相對于國內(nèi)外傳統(tǒng)的等時基方法，顯著提高瞬態(tài)激勵測試結(jié)果的精度和穩(wěn)定性。目前，此項技術(shù)結(jié)合彈性聚能力錘，成功解決了大型低頻結(jié)構(gòu)錘擊模態(tài)試驗問題，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，已獲國家發(fā)明專利；已完成神舟飛船750噸移動發(fā)射平臺模態(tài)試驗、長3捆大型運載火箭模態(tài)試驗、烏海黃河大橋模態(tài)試驗、航天員超重訓(xùn)練機模態(tài)試驗等數(shù)十項國家重點項目，取得了非常好的效果。
        3．高精度頻率、幅值、相位和阻尼測量技術(shù)。這是一項國際性難題，是FFT方法和虛擬儀器界的攔路虎。該技術(shù)突破已使虛擬儀器從一般低精度儀器進(jìn)入高端科學(xué)儀器的行列，具有重大的國際影響，是值得中國人自豪的創(chuàng)新。
        東方所獨創(chuàng)的高精度頻率計和幅值計YLS方法，克服了FFT頻率分析△f的限制和泄漏的影響，在不考慮硬件采集誤差的情況下，1024點數(shù)據(jù)軟件本身的頻率與幅值，均可達(dá)到十進(jìn)制12～14位數(shù)字測量精度，已經(jīng)相當(dāng)于并可同時替代高端頻率計和電壓表等硬件設(shè)備，目前已在中國計量院等單位推廣使用。而國外如NI、LMS和B&K等儀器由于只能達(dá)到十進(jìn)制6～7位數(shù)字精度，東方所的獨創(chuàng)比國內(nèi)外常規(guī)方法提高精度100萬倍，而單從硬件看也能提高精度100～1000倍，能把國內(nèi)外儀器的硬件頻率精度從十進(jìn)制5～6位提高到7～8位。
        4．超低頻信號快速測量技術(shù)。對于超低頻信號（0.1Hz～0.00001Hz）的準(zhǔn)確測定，尤其對于頻率未知的情況，常規(guī)測量需要非常長的時間才可以完成。而東方所的方法，則可以實現(xiàn)僅僅測量四分之一甚至更少周期的信號，即可獲取準(zhǔn)確的頻率、幅值、相位和失真度等參數(shù)，使得超低頻信號得到快速測量，填補了國內(nèi)外空白。對于100秒周期的低頻信號測試，僅需2～3分鐘即可同時得到頻率、幅值、失真度、相位和傳感器標(biāo)定靈敏度等參數(shù)，比起類似的美國HP35670儀器，用時縮短為其1/20，且后者還不具備多種參數(shù)同時測量的功能。
        5．倒熵譜分析方法。倒譜分析是頻譜的再次譜分析，總共具有三種倒熵譜形式，包括：倒富熵（CFE）、倒熵富（CEF）、倒熵熵（CEE）。通過實際應(yīng)用，倒熵譜分析方法可大大提高頻率分辨率，特別是對短時間序列具有更好的效果，比國外提出的LPC法可靠，已得到國內(nèi)外專家肯定，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
        6．FFT/FT分析方法。FFT變換雖然大大提高了運算速度，但是頻率分辨率受到了一定的限制。對于有限長信號，F(xiàn)FT/FT則可以進(jìn)行無限細(xì)化?？傻玫街饕l率成分精度很高的頻率、幅值和相位，是目前頻譜細(xì)化的主要方法之一。
        7．振動全息AVD“一入三出”實時測試分析創(chuàng)新技術(shù)。針對長期以來困擾國內(nèi)外學(xué)界的連續(xù)實時數(shù)據(jù)的微積分測量，應(yīng)懷樵課題組提出全程微積分方法，特別適合于連續(xù)采集的時間序列，充分考慮全程波形的特征，有效避免了傳統(tǒng)微積分的缺陷，使得在長時間連續(xù)信號采集過程中，創(chuàng)新虛擬通道技術(shù)，可實時得到一二次微積分后的準(zhǔn)確波形，實現(xiàn)AVD“一入三出”振動全息實時動態(tài)連續(xù)測量。
        8．自動化模態(tài)分析方法。模態(tài)試驗和分析由于包含較多的技術(shù)內(nèi)容，通常操作比較復(fù)雜，需要操作人員具有相當(dāng)豐富的理論知識和工程經(jīng)驗，才可以獲取較為準(zhǔn)確的結(jié)果，但是通過自動化模態(tài)分析手段，一般工程人員通過簡單操作即可獲得專家級的模態(tài)分析結(jié)果。
        9．24位“雙核”變幅基A/D高精度超量程160dB數(shù)采儀專門技術(shù)。24位雙核采集儀具有160dB的超寬量程范圍，既保證大信號不會出現(xiàn)過載而導(dǎo)致試驗失敗，又可同時保證微弱信號不會因為欠載而導(dǎo)致信噪比不足。因此不用考慮儀器檔位問題，其完全自動量程功能更適合具有特殊要求的高難度試驗。

應(yīng)懷樵所長（中）在學(xué)術(shù)會議上發(fā)言

        達(dá)到世界普及 強力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的遠(yuǎn)大目標(biāo)

        東方所的辦公地點從最初由中國建筑科學(xué)研究院提供的建科院抗震所一間平房內(nèi)，到長城無線電廠、交通科學(xué)院、上地科貿(mào)大廈、上地科實大廈，歷經(jīng)四次搬家；東方所從300元起家到現(xiàn)在有了科貿(mào)、科實兩個辦公點，約1000多平方米的科學(xué)實驗和辦公室及必需的儀器設(shè)備，具有40多人的研發(fā)與市場隊伍，已成為研發(fā)VI的一支有生力量。
        作為所長的應(yīng)懷樵教授，由于每天超過18小時的工作學(xué)習(xí)，以及長期加班熬夜和巨大壓力導(dǎo)致過度疲勞，1994年1月14日，在北京郵電大學(xué)學(xué)術(shù)交流大會報告會的講臺上，突發(fā)腦出血，送往醫(yī)院急救，昏迷了三天，左邊半身不遂，出院后，拄上了拐杖。2003年又突發(fā)腦血栓，2004、2005、2006、2007四次突發(fā)心梗阻……
        接踵而來的疾病，再加上研究所搬家等諸多因素，使得研究所錯失了很多發(fā)展機遇。當(dāng)虛擬儀器技術(shù)攀上科學(xué)頂峰的時候，應(yīng)懷樵開始積極思考產(chǎn)業(yè)化的問題了。他看好虛擬儀器的發(fā)展前景，要盡全力推動虛擬儀器技術(shù)“達(dá)到世界普及”的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
        功夫不負(fù)有心人。如今，研究所已經(jīng)初步建立起一支研發(fā)與市場開發(fā)隊伍?！艾F(xiàn)在，我們的科研隊伍壯大起來了，從副所長到總工程師都是博士，具有很強的科研能力。下一步，我們將把一些科研人員適時地轉(zhuǎn)型成為技術(shù)支持，直接面向銷售服務(wù)，推動銷售隊伍的建設(shè)和提升，積極推動產(chǎn)品的市場化?！睉?yīng)懷樵對未來依然充滿信心?！疤摂M儀器是‘中國創(chuàng)造’，雖然現(xiàn)在還沒有‘中國制造’那么大的市場，但是我覺得以后肯定會更好的。”
        截至目前，應(yīng)懷樵開發(fā)研制的虛擬儀器產(chǎn)品累計銷往科研院所2000余套，初步打開了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的局面。
        “達(dá)到世界普及”，這是一個目標(biāo)，更是一種信念。以領(lǐng)先的科技與執(zhí)著的信念支撐，虛擬儀器的產(chǎn)業(yè)化之路正在迎著曙光向前。

        倡導(dǎo)創(chuàng)新  東方所的無盡追求

        一個民族、一個企業(yè)要發(fā)展，就必須要創(chuàng)新，而且要自主創(chuàng)新。幾十年的科研道路上，應(yīng)懷樵教授同樣遇到過很多的艱難險阻，但是，他從未退縮，越是困難他越堅持。那么，是什么樣的精神給了他無窮的力量呢？
        應(yīng)懷樵教授用東方所的企業(yè)文化與精神追求十八條給我們做了很好的詮釋。建所之初，他就提出“勤奮、創(chuàng)新、堅持、自強”的八字座右銘和所訓(xùn)，“高、大、深、快”（即高度的智力追求，大膽的探索精神，深奧的研究內(nèi)容，快活的樂天主義）和完全自由的判斷與討論的‘玻爾所’精神以及“六要三不要”的處事準(zhǔn)則等。“搞東西就要有一個勁頭，要做就做到底。堅持很重要，從小母親就教育我做事要有始有終，再苦也要搞出來，很多科學(xué)家都是這么走過來的。” 
        他有著中國科學(xué)家們?yōu)閲鵂幑獾纳詈袂榻Y(jié)，也有著追求創(chuàng)新的熱烈情懷，這點從東方所的命名就可以看出。東方所的英文名稱是China Orient Institute of Noise and Vibration，簡稱是COINV，是中國東方振動和噪聲技術(shù)研究所的意思；其中，“COIN”有創(chuàng)造的意思，“COINV”是創(chuàng)造的勝利；“CO”是聯(lián)合，“INV”是創(chuàng)新，又有“合作起來搞創(chuàng)新”的意思。20多年前他就提倡創(chuàng)新，并一直堅持創(chuàng)新。20多年過去了，東方所發(fā)生了很大的變化，國家發(fā)生了很大的變化，但東方所的創(chuàng)新精神沒有變。 
        他率先提出設(shè)立“創(chuàng)新節(jié)”，以此推動企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和國家創(chuàng)新戰(zhàn)略。2006年3月6日，農(nóng)歷24個節(jié)氣的驚蟄節(jié)，是東方所的第一個“創(chuàng)新節(jié)”。全所首屆“創(chuàng)新節(jié)”技術(shù)創(chuàng)新研討會在所會議室隆重召開。應(yīng)懷樵說：把“創(chuàng)新節(jié)”定在中國農(nóng)歷24個節(jié)氣的第3個節(jié)氣“驚蟄”這一天是很有意義的。24個節(jié)氣是中國對世界的創(chuàng)新和貢獻(xiàn)，特別是“驚蟄節(jié)”的含義最深，用字最簡潔、最別致、最有韻味，內(nèi)容最豐富，意味最深長?！绑@蟄”象征著春雷要來了，蟄伏在地下的動物們都要驚醒過來，萬物要從這個日子復(fù)蘇，萬象更新。創(chuàng)新也像春雷一樣，會引出許多“發(fā)明”來，從這個日子開始新的發(fā)展和革新。他在所里強調(diào)，今后每年3月6日“創(chuàng)新節(jié)”這天要舉辦技術(shù)創(chuàng)新研討會，總結(jié)和表彰創(chuàng)新技術(shù)成果，這樣有利于創(chuàng)新活動的持續(xù)深入發(fā)展。要提倡人人搞創(chuàng)新發(fā)明，尊重別人的創(chuàng)新思想、創(chuàng)新建議。創(chuàng)新有大有小，無論觀點如何，新奇甚至離奇，都不要隨便反對。以后“創(chuàng)新節(jié)”研討會每個人都要想辦法，提出你要創(chuàng)新發(fā)明什么，一點改革改進(jìn)也是值得歡迎的，大家互相尊重，取長補短，集思廣益，使創(chuàng)新活動開展得更好?！拔蚁Ｍ芡ㄟ^我們的努力，爭取使我們東方所的‘創(chuàng)新節(jié)’變成北京市的‘創(chuàng)新節(jié)’，全國人民的‘創(chuàng)新節(jié)’。使‘創(chuàng)新節(jié)’成為全國性的重要節(jié)日，成為全中國人民的重要紀(jì)念日。要在廣大科技工作者和青年學(xué)生中，甚至是小學(xué)生和孩子們的心靈中植入創(chuàng)新發(fā)明的思想，使他們成為建設(shè)創(chuàng)新型國家的中堅力量。”應(yīng)懷樵心系我國創(chuàng)新建設(shè)，時刻希望能夠發(fā)揮自己的能量，做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。