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智能制造与服务系统研究所

基本情况

 

      本团队由2名教授、2名副教授、2名讲师组成,采用运筹优化理论、统计及大数据分析技术、系统建模与分析技术、设计与实验、PHM等理论方法与技术,从系统的角度优化组织与控制智能制造和服务系统要素及其配置,达到提高制造和服务系统效率、降低成本、提高质量和柔性等目的。

研究方向

    (1)智能制造与服务系统运行优化理论与技术:采用工艺设计、数字孪生、系统规划、生产计划与调度控制、质量管理与控制等技术,结合系统优化理论,研究制造与服务系统的规划、设计、分析与优化,包括智慧精益工厂规划与设计、智能制造系统运行与优化、智能制造系统评价与决策、轨道交通系统优化、医疗卫生服务系统运作管理等。

    (2)可靠性与风险管理:依据可靠性、运筹学理论,在PHM(故障预测和健康管理)技术框架下,对设备关键特征参数和服役环境等因素进行分析,研究零部件的失效规律,借助智能算法和模型进行分析和预测,研究目标系统的健康状态、性能退化程度与剩余使用寿命,并研究相应的维修策略优化。

    (3)大数据驱动的轨道交通智能运维管理:依据统计分析和大数据技术,对轨道交通行业智能运维管理中涉及的数据采集、分析、建模、可视化等技术进行研究与系统实现,建立大数据平台,研究高维数据下的智能算法,探索远程运维、智慧运维等新模式。

 

科研成果与荣誉

主要科研成果      

      近年来,团队重点开展大数据、数字孪生等先进技术在医疗健康与城市轨道交通领域的应用研究工作。在大数据技术及其应用方面,完成了国家自然科学基金重点项目及多项企业合作项目;在轨道交通关键设备数字孪生应用与智能运维方面,承担北京市自科基金联合项目重点专项及多项企业合作项目。团队在产业智造转型升级、大数据分析技术及其应用、轨道交通关键设备智能运维等方面进行了深入的研究,开发了轨道交通大数据分析平台及医疗健康管理大数据分析平台,同时发表了大量优秀论文,拥有多项专利与软件著作权。

 

荣誉(以获奖时间排序)

蒋增强,中国铁道学会科学技术三等奖,2020年。

朱晓敏,巩思茜,物流与采购联合会科技进步一等奖,2019年。

蒋增强,北京交通大学智瑾奖优秀青年教师,2018年。

蒋增强,北京交通大学五四奖章-提名奖,2018年。

蒋增强,北京交通大学教学成果特等奖(排名4),2017年。

蒋增强,北京市高等教育教学成果一等奖(排名4),2017年。

蒋增强,“轨道车辆”奖教金,2017年。

朱晓敏,中国铁道学会科学技术奖(铁道科技奖)一等奖,2016年。

朱晓敏,北京交通大学“三育人”先进个人,2015年。

朱晓敏,北京市高等教育教学成果二等奖,2013年。

朱晓敏,北京交通大学优秀教学成果一等奖,2012年。

朱晓敏,蒋增强,北京交通大学优秀教学成果二等奖,2012年。

朱晓敏,北京交通大学新联铁奖教金,2011年。

朱晓敏,北京交通大学优秀主讲教师,2010年。

鄂明成,北京交通大学五四奖章,2009年。

鄂明成,北京市高等教育教学成果一等奖,2009年。

朱晓敏,北京交通大学优秀教学成果二等奖,2008年。

鄂明成,北京交通大学优秀主讲教师,2008年。

 

代表性科研项目

代表性纵向及军工项目: 

1.   红果园省部级"企事业":面向检验检测竞争力指标体系建立的多维数据预处理方法研究,2021/12-2022/12.

2.   红果园省部级"企事业":传操与热处理分厂生产系统数字化模型研究,2021/9-2022/6.

3.   红果园省部级"四总部":XX综合保障基地物资保障效能评价分析研究,2021/2-2022/12.

4.   北京市自然基金“轨道交通联合”(重点):面向城市轨道交通运营网络的数字孪生建模与在线预测方法研究,2020/12-2023/12.

5.   国家市场监督管理总局:产品风险监管机制国内外比较项目,2020/5-2021/6.

6.   国家市场监督管理总局:国内外召回制度对比分析项目,2019/5-2020/6.

7.   国家社会科学基金“重大”:共享经济下构建我国分级医疗体系研究,2018/11-2023/12.

8.   国家自然科学基金“面上项目:面向服务的信息物理融合生产系统组织运行机理与全生命辅助方法,2018/1-2021/12.

9.  红果园省部级"科工局"项目:某数据技术现状与体系研究,2018/1-2020/12.

10.  北京市自然科学基金青年基金项目:数据驱动下的双侧动态库存管理模型研究,2018/1-2019/12.

11.  红果园省部级"企事业"项目:数据驱动下企业质量要素关联分析及表征方法研究,2017/9-2018/11.

12.  国家自然科学基金“重点”:大数据驱动的智慧医疗健康管理创新,2016/1-2020/12.

13.  科技部“科技支撑”:面向高铁列车制造的关键资源信息物理融合策略与物料配送方法研究,2015/4-2017/12.

14.  国家“863”计划项目:高速铁路动车组全生命周期数据集成管理与综合应用技术,2015/1-2017/12.

15.  原铁道部项目:铁路运输统计综合信息系统及关键技术研究,2014/9-2017/8.

16.  国家发改委:基于云技术的移动智能终端安全管理及服务,2013/5-2015/12.

17.  财政部项目:数字出版物加工流程和数据标准化,实施时间:2013/11-2016/6.

18.  北京市教委:大数据时代的北京产业安全与发展研究,2013/10-2014/12.

19.  红果园省部级"企事业"项目:复合导引系统测试软件开发,2013/5-2014/5.

20.  博士点基金:基于情境感知的物联网信息服务模型与机制研究,2013/01- 2015/12.

 

代表性横向项目: 

1.   横向项目:基于中车设计环境的研发数据协同关键技术研究,2021/12-2022/11.

2.   横向项目:典型结构件焊接工艺绿色制造提升研究,2021/10-2022/9.

3.   横向项目:中车数字化精益制造方案,2021/8-2022/6.

4.   成果转化:轨道交通装备网络化协同检修执行系统软著许可,2021/4-2022/6.

5.   横向项目:工艺技术培养体系数字化管控方法研究,2020/8-2022/6.

6.   横向项目:中车工业云测试样机系统,2020/10-2021/10.

7.   横向项目:电气车间模块化数字工位边云协同智能管控系统研发,2020/9-2021/9.

8.   横向项目:电气车间标准工位研究与开发,2020/4-2021/8.

9.   横向项目:神华铁路货车试验列数据采集和分析,2019/9-2021/8.

10.   横向项目:企业智能制造评估体系规划,2019/12-2022/12.

11.   横向项目:大数据技术应用开发,2019/2-2021/12.

12.   横向项目:电气车间运营规划与三维仿真,2019/8-2020/6.

13.   横向项目:地铁车载电气设备数字化精益检修车间规划,2019/5-2019/12.

14.   横向项目:高铁小部件车间精益化建设规划,2018/9-2019/8.

15   横向项目:精益生产提升及检修产线优化与生产信息化系统研发,2018/8-2019/8.

16.   横向项目:神华重载铁路货车状态检修成套技术研究及装备研制—铁路货车零部件失效规律研究,2018/7-2020/12.

17.  横向项目:纵横机电电气楼一层车间运营问题诊断,2017/8-2018/6.

18.  横向项目:信号系统仿真及配套相关软件开发,2016/12-2019/12.

19.  横向项目:转向架生产线仿真技术研究,2016/09-2017/12.

20.  横向项目:某大型家电集团互动式电子商务业务流程现状分析及优化,2015/8-2018/6.

 

代表性论著

代表性期刊论文:

 

1. Modelling and Platform Application of the Behaviour of a Cyber Physical Production System[J]. International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 2021(4):1-22. DOI: 10.1080/0951192X.2021.1972458

2. A Hybrid Modeling Methodology for Cyber Physical Production Systems: Framework and Key Techniques [J]. Production Engineering, 2021. DOI: 10.1007/s11740-021-01062-2.

3. The evolution of production scheduling from Industry 3.0 through Industry 4.0[J], International Journal of Production Research, 2021. DOI: 10.1080/00207543.2021.1925772.

4. 基于数字孪生的生产单元可视化管控[J]. 计算机集成制造系统, 2021, 27(5): 1256-1268.

5. 基于数字孪生的模块化生产系统运行机制及重构方法[J]. 计算机集成制造系统, 2021, 27(2): 510-520.

6. 考虑个体差异的系统退化建模与半马尔科夫过程维修决策研究[J]. 计算机集成制造系统,2020,26(2):331-339.  (EI: 20201408371225)

7. Study on Edge-Cloud Collaborative Production Scheduling Based on Enterprises With Multi-Factory, IEEE Access, vol. 8, pp. 30069-30080, 2020.(SCI: WOS: 000525411200008)

8. Failure Analysis for Truncated and Fully Censored Lifetime Data With a Hierarchical Grid Algorithm, IEEE Access, 2020, 8(1): 34468-34480. (SCI: WOS:000567609700039)

9. A Speed Profile Tracking by an Adaptive Controller for Subway Train Based on Neural Network and PID Algorithm[J], IEEE Transactions on Vehicular Technology, 69(10):10656-10667, October 2020.

10. Automatic Train Operation Speed Profile Optimization and Tracking with Multi-Objective in Urban Railway[J], Periodica Polytechnica Transportation Engineering, 48: 57-64, July 2019.

11. Power partitioned Heronian mean operators for q-rung orthopair uncertain linguistic set with their application to multi-attribute group decision making[J], International Journal of Intelligent Systems, 2019, 1-35.

12. Pythagorean fuzzy interaction power partitioned Bonferroni means with applications to multi-attribute group decision making[J], Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, 2019, 36:3423-3438.

13. Train Wheel Degradation Modeling and Remaining Useful Life Prediction Based on Mixed Effect Model Considering Dependent Measurement Errors[J], IEEE Access, 2019, 7(1): 159058-159068.

14. An Iterated Hybrid Local Search Algorithm for Pick-and-Place Sequence Optimization[J], Symmetry, 2018, 11(10): 633-650.

15. Analysis and optimization of PDF-to-EPUB in the digital publishing process[J], The Electronic Library, 2018, 36(2): 350-368.

16. An Optimal Reprofiling Policy for High-Speed Train Wheels Subject to Wear and External Shocks Using a Semi-Markov Decision Process[J], IEEE Transactions on Reliability, 2018, 67(4): 1468-1481.

17. Remaining useful life estimation of metropolitan train wheels considering measurement error[J], Journal of Quality in Maintenance Engineering, 2018, 24(4): 422-436.

18. Method of tasks and resources matching and analysis for cyber-physical production system[J], Advances in Mechanical Engineering, 2018, 10(5): 1687814018777828.

19. Distributed Dynamic Scheduling for Cyber-Physical Production Systems Based on a Multi-Agent System[J], IEEE Access, 2018, 6(1): 1855-1869.

20. Modeling and Simulation for Automatic Train Protection Systems Using an Integrated Algorithm[J], International Journal of Heavy Vehicle Systems, 2017, 24(2): 140-157.

21. Optimizing the re-profiling policy regarding metropolitan train wheels based on a semi-Markov decision process[J], Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability, 2017, 231(5): 495-507.

22. 不确定环境下混流装配生产车间的动态物料配送策略研究[J],计算机集成制造系统2017, 23(10): 2108-2118.

23. Study of manufacturing resource perception and process control of a radio-frequency-identification-enabled decentralized flexible manufacturing system[J], Advances in Mechanical Engineering, 2017, 9(1): 1-12.

24. An Optimization Strategy for Improving the Economic Performance of Heavy Haul Railway Networks[J], ASCE’s Journal of Transportation Engineering, 2016, 142(3): 04016003-1-04016003-13.

25. A Comprehensive Evaluation Method for Kinematic Accuracy of Space Manipulator Based on Analytic Hierarchy Process[J], Journal of Shanghai Jiaotong University (Science), 2016, 21(4): 1-9.

26. Improved Inventory Management for Retail Stores Based on Intelligent Demand Forecasts[J], Int. J. of Hybrid Information Technology, 2015, 8(8): 233-244.

27. Socially Aware Mobile Application Integrations in Heterogeneous Environments[J], Int. J. High Performance Computing and Networking, 2015, 8(1): 61-70.

28. 低碳策略下的多目标柔性作业车间调度[J], 计算机集成制造系统, 2015, 21(4): 1023-1031.

29. Study on Multi-objective Job-shop Scheduling Problem considering Energy Consumption[J], Journal of Industrial Engineering and Management, 2014,7(3): 589-604.

30. Evaluation of Enterprise Performance Based on FLI-GA Model[J], Journal of Industrial Engineering and Management, 2014, 7(2): 373-389.

31. A Flexsim-based Optimization for the Operation Process of Cold-Chain Logistics Distribution Center[J], Journal of Applied Research and Technology, 2014, 12: 270-278.

32. A resource integration framework for HTML5 mobile applications[J], Information Technology and Management, 2013, 14(3): 169-181.

33. Performance and Safety Assessment of ATO Systems in Urban Rail Transit System in China[J]. ASCE’s Journal of Transportation Engineering, 2013, 139(7): 728-737.

34. A Novel Optimization Method on Logistics Operation for Warehouse & Port Enterprises Based on Game Theory[J], Journal of Industrial Engineering and Management, 2013, 6(4): 895-908.

35. MOTP: An Identity Authentication Scheme for M-Commerce[J],Chinese Journal of Electronics,2013, 22(1): 146-150.

36 On an Enhancement of XML Applied for Mobile E-Commerce[J], Journal of Electronic Commerce in Organizations, 2012, 10(3): 13-26.

37. 基于复合元胞自动机的分布式计算模型[J],高技术通讯,2012,22(9): 957-963.

38. 一种基于预测和提前认证的机车越区切换方案[J],铁道学报,2011,33(10): 67-72.

39. Engineering Supervision of Information System[J], International Journal on Advances in Information Sciences and Service Sciences, 2011, 3(6): 220-227.

40. 基于单质点模型的城市轨道交通列车动力学仿真[J],铁道学报,2011,33(6):14-19.

41. 多自由度伺服机构负载模拟系统建模与实验研究[J],兵工学报(ACTA ARMAMENTARII),2011,32(5): 602-606. 

 

联系方式

朱晓敏: xmzhu@bjtu.edu.cn