系统辨识，才是工业智能的灵魂---朱豫才

模型即智能。所以系统辨识是工业智能的灵魂。

自从1983年8月去荷兰埃因霍温（Eindhoven）技术大学跟Pieter Eykhoff教授学习系统辨识，自己就一直做系统辨识的研究、开发和工业应用，已经整整40年。在欧洲学术界和工业界，40年做一件事很正常。一辈子做一件事的好处是：兴趣使然，心态平和，结果漂亮。幸运的是，当前人工智能、智能制造和工业数字化的兴起，给系统辨识提供了广阔的应用场景，系统辨识的美好前景（钱景？）看不到边。为了纪念自己搞系统辨识40年，写几篇文章科普一下。

系统辨识（system identification）在自动控制界的第一篇文章可能是这一篇短文：Lofti A. Zadeh (扎德) (1956). On the identification problem. IRE Transactions on Circuit Theory, pp. 277-281. 这篇文章简单定义了辨识以后，讨论了一类非线性系统的辨识问题。文中Zadeh教授给出的系统辨识的定义是：使用试验的手段确定一个黑箱的输入-输出关系（即模型）。

这里有两点很有意思。第一点是系统辨识的提出在1956年，这与提出人工智能（AI）是同一年。第二是提出系统辨识的人是大名鼎鼎的Zadeh教授，即模糊集合理论和模糊控制的创始人。同时，Zadeh教授还是最早提出模型预测控制（MPC）的学者之一。虽然Zadeh教授定义了系统辨识并写了第一篇文章，他的两篇被辨识学术界引用的文章主要是给出了系统辨识的定义，他本人并没有做很多深入全面的研究。

自动控制界为什么要研究系统辨识？动机很简单，因为控制需要模型。1960年前后，控制界有个梦想叫自适应控制。我曾经问Eykhoff教授为什么搞系统辨识。他说开始他要做自适应控制，发现建模问题没有解决，就计划先把辨识问题解决，然后接着搞自适应控制。谁想系统辨识越做越大，回不去了。瑞典的Ǻstrȍm开始时搞辨识，可能也是为了做自适应控制。后来让自己的两个弟子Sȍdertrȍm和Ljung继续做辨识，自己直接做自适应控制去了。

1960年代是系统辨识兴起的年代。各国学者，包括欧美、东欧和前苏联，同时提出了多种概念和方法。1967年，国际自动化联合会（IFAC）在布拉格召开了第一届系统辨识会议。从此以后每三年举行一次，直到现在。当时辨识领域是百花齐放，百家争鸣。但如此多的概念和方法有什么关联，很少有人说清楚，大家很是迷茫。这篇综述文章，K.J. Ǻstrȍm and P. Eykhoff (1971), System identification --- A survey. Automatica, Vol. 7, pp. 123-162，对系统辨识领域给出清晰而全面的叙述，基本把系统辨识说清楚了。几年后，Eykhoff教授出版了重头著作：P. Eykhoff (1974). System Identification: Parameter and State Estimation. John Wiley & Sons. 把系统辨识领域梳理得更清楚，被称为系统辨识领域的“圣经”。在美国，两位学者Box 和Jenkins出版了一本书Box and Jenkins (1970). Time Series Analysis, Forecasting and Control. Holden-Day. 这代表了美国学者对系统辨识的贡献。

要问谁是系统辨识的创始人，人太多无法回答。但是说Ǻstrȍm、Eykhoff、Box和Jenkins是重要的创始人代表，应该没问题。

现在很多人问我，系统辨识使用工业数据建模，跟当前流行的数据驱动和工业大数据是不是一回事？这个问题以后慢慢回答。