智库观点 | 张平文:数学促创新,华为模式可复制

数学作为创新驱动发展战略的动力源泉,在企业的创新活动中无疑扮演着极为重要的角色,其能够为解决企业面临的关键问题、核心问题提供原创性思想和基础理论。

特别是在很多大型企业和高科技企业,利用以数学算法为基础构建的工业软件,开展设计、生产和管理等企业核心业务,已是大势所趋。

从宏观层面来说,国家在2020年倡导的数字化转型,就是要利用数学理论及数字技术,促进各行各业朝着数字化、智慧化的方向转型或升级。

自新冠肺炎疫情暴发以来,数字经济相关产业的亮眼表现,已充分说明了这一点。

其中,华为技术有限公司(以下简称华为)就是利用数学来实现企业创新的一个典型案例。

华为2G到4G网络融合的算法由一位俄罗斯青年数学家提出。

该算法解决了多种通信制式长期共存的问题,构建了简约化的无线网络结构,有效降低了通信成本,从而助力华为成为一家世界知名的通信设备供应商。

而华为5G的研发则基于土耳其数学家Erdal Arikan的研究成果,它为华为在世界新一代无线通信领域中抢占先机发挥了关键作用。

可以预见,在华为后续6G及其他前沿技术的研发过程中,数学家也将发挥重要作用。

数学在华为走向通信行业国际前列的过程中起到了至关重要的作用,同时形成了企业重视数学并将数学与其各业务部门深度融合的“华为模式”。这一模式有如下特点:

华为充分利用全世界的优秀数学资源为企业创新服务。依托此前华为在俄罗斯、法国等国建立的数学研究所,以及近年来与众多国内高校、科研机构共建的数学实验室等,华为吸引和组织全球数学人才参与企业创新工作。

华为将公司700位数学博士广泛分布在不同的业务部门和生产线。他们将部门的业务需求转化为工程问题,再将工程问题转化为数学问题,从而促进关键数学问题的快速解决。

华为通过多网络融合及5G创新等若干具体的成功案例,在企业内部树立了重视数学、尊重数学家的企业文化,并形成了应用数学促进企业创新的良性循环。

总体来看,“华为模式”是可以推广和复制的。国内有条件、有意愿的大中型企业在利用数学促进创新的过程中,可以参考这一模式,并结合自身特点进行有益的探索和推进。

另一方面,笔者认为,数学促进企业创新,是一项复杂的系统性工程,需要遵循其自身规律。

数学促进企业创新不可能“一蹴而就”。虽然利用数学促进企业创新是当前一项较为紧迫的工作,但是也不能操之过急。企业需要沉下心来,稳妥制定好顶层规划和推进策略。

企业运用数学创新不能“一拥而上”。每个企业都有各自的业务特点、经营规模、发展阶段等,“一拥而上”地向数学要企业发展的答案显然是行不通的,“百花齐放”才是更可行的形式。

企业创新也不能靠数学“单打独斗”。为推动企业创新发展和产业转型升级,单靠数学学科或数学家的力量是远远不够的,还需要计算机、工程、管理等不同领域的专家共同加入,整合多方力量,更好地帮助企业塑造核心竞争力。

具体而言,为更好地发挥数学促进企业创新的作用,主要应做好4个方面的工作。

首先,更好地“提出问题”。数学是一门基础学科,与企业的实际工程问题之间存在天然的距离。

数学家与企业技术专家之间如果没有一个共同的语境来进行交流,企业在设计、研发、生产、销售等环节中存在的工程技术难题就难以抽象、转化为数学家更容易理解的数学问题。

因此,需要加大应用数学人才的培养力度,并把这些人才持续输送到有需要的企业中。

只有这些应用数学人才真正地融入企业,在企业的长期实践中认识和理解企业需求,并通过数学的语言描述出来,才能在企业和科研院所之间搭建相互理解的桥梁。

例如,有了拥有专业数学背景的企业技术专家,华为的业务需求经过抽象和转化,就能够很快地被科研院所的数学家所理解。

最近,华为提出的“华为十大数学问题”,吸引了国内外众多应用数学家的目光。

未来,中国工业与应用数学学会还将牵头并联合一批企业,针对智能制造等领域,凝练和整理关键数学问题,帮助数学家更好地认识和理解相关产业界和企业界的数学需求。

当然,对于规模较小、缺少自有数学专家团队的企业,可以根据具体的业务需求,在一定的时段内邀请若干数学家深入企业;通过现场观摩、实地调研、与企业专家交流座谈等方式,让数学家感受和了解企业的具体需求,并从数学的角度归纳、提出相应的问题。

其次,更好地“解决问题”。企业创新中的数学问题从提出到解决,往往还有比较长的路要走。

企业提出的数学问题,如果难度不是很高,可以优先组织企业内部的技术团队进行分析和解决。

对于那些研究难度很大的前沿问题和“卡脖子”问题,就需要高校和科研机构组织科研力量进行重点攻关,在解决问题的过程中帮助企业形成核心竞争力,进而推动企业向原始创新驱动的发展模式转型。

第三,更好地“反馈效果”。企业创新中数学问题的解决并不意味着实际工程问题的解决,这是一个需要围绕问题解决的效果及时反馈、反复沟通、不断迭代的过程。

企业生产的实际过程中往往会遇到很多不符合理论假设的情况;此外,前期数据或资料收集、后期工艺设备实现等方面的原因,都可能使数学问题的解决效果大打折扣。

因此,虽然实际工程问题的解决以企业技术人员为主,数学家仍应尽可能跟踪和参与,关注企业技术人员的反馈意见,在实践中检验数学问题的解决情况,为后续改进打下基础。

为了让不同机构的人员在这一过程中各尽所能、有效合作,自然需要建立行之有效的组织运行机制,提升信息交换的效率,增进相互理解和共识。

第四,更好地“评价成果”。应用数学的人才和成果评价同样要破除“五唯”,同样也要“有破有立”;而强调成果的“落地”、重点评价科研人员和科研成果是否很好地解决了企业创新过程中的各种关键性难题,应该成为应用数学新评价标准中的重要内容。

这实际上也是整个应用数学领域共同面临的重要议题,需要高校、科研机构、企事业单位、学术团体和全体应用数学工作者共同思考和探索。

特别是具有广泛代表性和立场中立的行业协会,可在其中发挥重要的作用。

当然,数学问题的提出与解决、效果的反馈等工作,对很多企业来说具有不小的难度。

因此,对于那些已经进入需要通过原始创新来推动发展的阶段,但又暂时不具备足够数学实力的企业来说,可以加强与科研院所的合作,通过组建工作组或联合实验室等新型研发机构的形式,更好地发挥数学推动企业创新发展的作用。

不久前,中国工业与应用数学学会与湖南潇湘大数据研究院联合建立了“数学与企业交流合作平台”,其目的就是为了解决数学家难以获取企业在重大需求中面临的数学问题、企业难以找到合适的数学家,以及带技术性的项目商务谈判繁琐等问题,以此来更好地推进我国的数学与工程应用和产业化对接融通,进而提升数学支撑企业创新的能力和水平。

可以说,如果能有效解决当前我国企业在创新过程中面临的重大技术难题,我国具备原始创新能力的企业就会越来越多,我国在应用数学领域也就越有可能取得突破性进展。

为此,我们呼吁相关高校、科研院所和学术团体高度重视并积极投身于数学促进企业创新的历史潮流中,面向国家重大需求和经济主战场,共同营造科学界与企业界相互促进、协同创新的良好生态。

文章转载自中国科学报,原文刊登于《中国科学院院刊》2021年·第36卷·第4期,中国科学报记者唐凤删节整理