发布日期： 2021-02-25 作者： 点击：[8317]
一、团队愿景
智能制造系统科研团队（Smart Manufacturing Systems Research Group），依托于长安大学工程机械学院智能制造系统研究所（Institute of Smart Manufacturing Systems），是学院重点支持和培育的科研创新团队之一。本团队面向“中国制造2025”、“互联网+”等国家重大战略需求以及国民经济建设主战场，密切跟踪国际智能制造工程领域的科学技术前沿与研究热点，以“科研+教学”双轮驱动、“产-学-研-用”深度融合为主要手段，围绕制造业大规模个性化、网络协同制造等发展需求，重点聚焦于新一代信息技术与人工智能技术驱动下的智能制造模式、智能制造系统与过程的理论研究与技术研发（图1），同时考虑制造业服务化转型、绿色低碳可持续发展等需求，从系统科学的视角研究智能制造服务系统、绿色低碳制造系统等的关键使能技术，旨在建设具有国内先进水平的智能制造系统工程研究基地，为国家培养具有过硬专业素养和科研实力的智能制造领域高端人才，服务于我国制造企业转型升级与国家地方经济发展。
图1 智能制造研究体系
二、组织架构
本团队现拥有固定研究人员8人，具有副教授以上职称6人，团队负责人为惠记庄教授。团队拥有陕西省特支计划领军人才、陕西省教学名师、国家博士后“香江学者”、陕西省高校科协青年人才托举计划入选者以及“长安学者”青年骨干等优秀人才。
本团队在惠记庄教授的带领下开展智能制造相关教学与科研工作，下设四个主要研究分支，团队组织架构与团队成员介绍如下：
图2 团队组织架构
团队负责人：
惠记庄教授，个人主页：http://js.chd.edu.cn/gcjxxy/hjz/list.htm；
（1）数字孪生车间生产管控与决策优化小组
主要从事数字孪生、工业物联网、边缘计算、深度学习等技术在智能车间生产执行管控中的应用研究，包括智能车间物联配置、数字孪生建模与仿真、生产状态实时监控、生产扰动识别与自主响应决策、自主动态生产调度优化等。
小组成员：
朱斌副教授，个人主页：http://js.chd.edu.cn/gcjxxy/zb/list.htm；
丁凯副教授，个人主页：http://js.chd.edu.cn/gcjxxy/dk100/list.htm；
（2）智能制造服务与工业产品服务系统小组
主要从事服务型制造系统与工业产品服务系统相关研究，包括智能制造服务模式分析、生产性物流服务组织与动态规划、装备智能运维服务配置、服务组合、服务协作与服务知识共享等。
小组成员：
张富强副教授，个人主页：http://js.chd.edu.cn/gcjxxy/zfq/list.htm；
常丰田讲师，个人主页：http://js.chd.edu.cn/gcjxxy/cft/list.htm；
（3）绿色低碳制造与装备能耗建模优化小组
主要从事再制造系统、低碳制造系统相关研究，包括装备远程监控与再制造回收决策、再制造系统生产协同与优化控制、高耗能装备在线能耗建模与监测、装备能耗大数据分析与预测优化、废旧零部件3D修复技术等。
小组成员：
刘清涛副教授，个人主页：http://js.chd.edu.cn/gcjxxy/lqt/list.htm；
吕景祥副教授，个人主页：http://js.chd.edu.cn/gcjxxy/ljx/list.htm；
（4）精密测量与加工质量误差溯源分析小组
主要从事精密测量、误差补偿、加工质量在线监测与误差溯源等方面的研究。
小组成员：
刘永生讲师，个人主页：http://js.chd.edu.cn/gcjxxy/lys/list.htm；
三、科研条件
本团队拥有的相关实验设备包括：立式加工中心、光固化3D打印机、三坐标激光测量机、Delta并联机器人、桌面级3D打印机、Dobot机械臂/传送带等一系列科研设备，设备固定资产400余万元，可组建微型分布式智能制造系统实验平台，用于团队硕士生、博士生开展相关学术研究工作。
图3 团队拥有的科研设备情况
四、科研项目
近五年，围绕智能制造相关研究方向，团队成员承担了国家科技支撑计划子课题、国家自然科学基金、陕西省科技重大专项、教育部“春晖计划”项目、陕西省自然科学基础研究计划、陕西省交通厅项目、陕西省高校教改重点攻关项目、西藏自治区科技计划项目、中央高校基本科研业务费等项目/课题20余项，与陕鼓、陕汽、法士特、航天动力、西藏天路、广工大佛山研究院等单位建立了良好的合作关系，承担了多项企业横向课题，团队科研经费总额超700万元。
项目编号 | 项目名称 | 项目来源和类型 | 起止时间 | 主持人 | 合同额 （万元） |
2018zdzx01-01-01 | 汽车核心部件柔性智能制造单元 | 陕西省科技厅 科技重大专项 | 2019.7-2023.6 | 惠记庄 | 548.3 |
19BG010 | 中国制造2025发展战略背景下智能制造专业人才培养模式的探索与实践 | 陕西省教育厅 教改重点攻关项目 | 2019.12-2021.6 | 惠记庄 | 20 |
17-21K | 中小跨径公路钢桥协同建造技术及工程应用研究 | 陕西省交通运输厅 交通科研项目 | 2017.3-2019.3 | 惠记庄 | 140 |
XZ2019TL-G-03 | 高原地区中小跨径钢混组合梁桥协同建造技术研究 | 西藏自治区科技计划项目 | 2019.8-2022.8 | 惠记庄 | 80 |
51705030 | 信息物理社交融合驱动的社群化制造车间物联配置与自主运行方法研究 | 国家自然科学基金 青年项目 | 2018.1-2020.12 | 丁凯 | 25 |
N/A | 基于云-边协同的智能车间自治生产过程感知、控制与群智协同决策 | 教育部“春晖计划”合作科研项目 | 2020.8-2022.7 | 丁凯 | 4 |
2019JQ-140 | 智能车间“人-机-物”共融制造系统的配置建模与自治运作方法 | 陕西省自然科学基础研究计划青年项目 | 2019.11-2020.12 | 丁凯 | 3 |
300102250201 | 云-边缘耦合环境下智能车间自治赋能机理及协同生产决策方法 | 中央高校基本科研业务费高新技术研究培育项目 | 2020.1-2021.12 | 丁凯 | 15 |
51705428 | 建筑陶瓷生产机械设备能耗演化机理及其低碳运行优化方法研究 | 国家自然科学基金 青年项目 | 2018.1-2020.12 | 吕景祥 | 20 |
2020JQ-380 | 金属选区激光熔化成型质量建模及工艺优化研究 | 陕西省自然科学基础研究计划青年项目 | 2020.1-2021.12 | 吕景祥 | 3 |
300102250303 | 机理－数据混合驱动的增材制造零件高质低碳加工工艺参数优化研究 | 中央高校基本科研业务费优秀博士项目 | 2020.1-2021.12 | 吕景祥 | 8 |
51605041 | 制造物联驱动的离散车间工序物流动态规划与状态评测方法研究 | 国家自然科学基金 青年项目 | 2017.01-2019.12 | 张富强 | 20 |
300102258112 | 不确定环境下仓储产品服务系统的配置方法研究 | 中央高校基本科研业务费基础研究项目 | 2018.1-2019.12 | 张富强 | 5 |
51305042 | 多维不确定环境下可再制造系统优化控制研究 | 国家自然科学基金 青年项目 | 2014.1-2016.12 | 刘清涛 | 25 |
20130205120004 | 多维不确定环境下再制造系统大批量生产协同优化研究 | 教育部高等学校博士学科点专项科研基金 | 2013.10-2016.10 | 刘清涛 | 5 |
300102259201 | 云制造环境下在役机床主动再制造状态监测及回收时机预测理论与方法 | 中央高校基本科研业务费高新技术研究培育项目 | 2019.1-2020.12 | 刘清涛 | 15 |
2019JQ-556 | 基于齿轮测量机的螺旋锥齿轮齿面测量误差精确补偿方法研究 | 陕西省科技厅 自然科学基础研究计划青年项目 | 2019.1-2020.12 | 刘永生 | 3 |
2017KLMT06 | 汽车驱动桥准双曲面齿轮齿面测量误差精确补偿方法研究 | 汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室开放课题 | 2018.01-2019.12 | 刘永生 |
|
300102250111 | 螺旋锥齿轮实测齿面与其理论齿面精确配准方法研究 | 中央高校基本科研业务费基础研究项目 | 2020.01-2021.12 | 刘永生 | 5 |
五、学术成果
团队成员在Journal of Cleaner Production、IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems、Robotics and Computer-Integrated Manufacturing、International Journal of Production Research、Computer-Aided Design、Procs. IMechE, Part B: Journal of Engineering Manufacture、International Journal of Computer-Integrated Manufacturing、计算机集成制造系统、中国机械工程、中国公路学报、交通运输工程学报等国内外知名期刊上共发表SCI/EI等高水平学术论文100余篇，包括ESI高被引论文2篇和一区论文20余篇；团队成员申报国家发明专利/软件著作权累计60余项。
图4 团队成员取得的科研成果情况
(1) 发表论文情况
篇名 | 期刊 | 作者 | 发表年 | 备注 |
A cyber-physical production monitoring service system for energy-aware collaborative production monitoring in a smart shop floor | Journal of Cleaner Production | Kai Ding | 2021 | SCI，中科院1区Top期刊 |
A maintenance decision-making oriented collaborative cross-organization knowledge sharing blockchain network for complex multi-component systems | Journal of Cleaner Production | Fengtian Chang | 2021 | SCI，中科院1区Top期刊 |
Autonomous resource allocation of smart workshop for cloud machining orders | Artificial Intelligence for Engineering Design, Analysis and Manufacturing | Jizhuang Hui | 2020 | SCI |
Hidden Markov model-based autonomous manufacturing task orchestration in smart shop floors | Robotics and Computer-Integrated Manufacturing | Kai Ding | 2020 | ESI高被引 |
Analyzing the cyber-physical system-based autonomous collaborations among smart manufacturing resources in a smart shop floor | Part B: Journal of Engineering Manufacture | Kai Ding | 2020 | SCI |
Uncertain demand modeling of warehouse product service system based on interval number optimization | International Journal of Computer- Integrated Manufacturing | Fuqiang Zhang | 2020 | SCI |
A novel method, to forecast energy consumption of selective laser melting processes | International Journal of Production Research | Jingxiang Lv | 2020 | SCI，中科院2区 |
Calculation method and its application for energy consumption of ball mills in ceramic industry based on power feature deployment | Advances in Applied Ceramics | Jingxiang Lv | 2020 | SCI |
Defining a digital twin-based cyber-physical production system for autonomous manufacturing in smart shop floors | International Journal of Production Research | Kai Ding | 2019 | ESI高被引 |
Training a hidden Markov model-based knowledge model for autonomous manufacturing resource allocation in smart shop floors | IEEE Access | Kai Ding | 2019 | SCI |
An improved firefly algorithm for collaborative manufacturing chain optimization problem | Part B: Journal of Engineering Manufacture | Fuqiang Zhang | 2019 | SCI |
Multi-process routes based remanufacturability assessment and associated application on production decision | Journal of Cleaner Production | Qingtao Liu | 2019 | SCI，中科院1区Top期刊 |
A service-oriented remanufacturing framework with recovery timing prediction based on remote condition monitoring | IEEE Access | Qingtao Liu | 2019 | SCI |
Life cycle assessment and life cycle costing of sanitary ware manufacturing: A case study in China | Journal of Cleaner Production | Jingxiang Lv | 2019 | SCI，中科院1区Top期刊 |
A service-oriented multi-player maintenance grouping strategy for complex multi-component system based on game theory | Advanced Engineering Informatics | Fengtian Chang | 2019 | SCI，中科院2区Top期刊 |
A service-oriented dynamic multi-level maintenance grouping strategy based on prediction information of multi-component systems | Journal of Manufacturing Systems | Fengtian Chang | 2019 | SCI，中科院2区 |
The closed-form motion equation of redundant actuation parallel robot with joint friction: an application of the Udwadia-Kalaba approach | Nonlinear Dynamics | Jizhuang Hui | 2018 | SCI，中科院1区 |
RFID-enabled social manufacturing system for inter-enterprise monitoring and dispatching of integrated production and transportation tasks | Robotics and Computer-Integrated Manufacturing | Kai Ding | 2018 | SCI，中科院2区 |
A function availability-based integrated product-service network model for high-end manufacturing equipment | Computers & Industrial Engineering | Fengtian Chang | 2018 | SCI，中科院2区 |
Compensation method for the alignment angle error in pitch deviation measurement | Measurement Science & Technology | Yongsheng Liu | 2016 | SCI |
Simulation and research on the automatic leveling of a precision stage | Computer-Aided Design | Yongsheng Liu | 2013 | SCI |
公路桥梁钢结构工厂化制造多属性决策评价方法 | 中国公路学报 | 惠记庄 | 2021 | EI |
数据驱动的车削和钻削加工能耗预测方法研究 | 计算机集成制造系统 | 吕景祥 | 2019 | EI |
基于云-边协同的智能工厂工业物联网架构与自治生产管控技术 | 计算机集成制造系统 | 丁凯 | 2019 | EI |
基于数字孪生的多维多尺度智能制造空间及其建模方法 | 计算机集成制造系统 | 丁凯 | 2019 | EI |
仓储产品服务系统的动态货位分配策略分析 | 计算机集成制造系统 | 张富强 | 2018 | EI |
基于威布尔分布的工程机械再制造时机预测 | 广西大学学报（自然学科版） | 刘清涛 | 2019 | 中文核心 |
(2) 专利软著情况
专利或软著名称 | 专利号 | 作者 | 授权日期 | 专利类型 |
一种基于数字孪生的车间级智能制造系统及其配置方法 | ZL201810339946.9 | 丁凯; 张富强; 张旭东; 惠记庄; 王刚锋; 刘清涛 | 2021.3.5 | 发明 |
一种双刀梁架及其架桥机 | ZL 201810730098.4 | 2020.07.03 | 发明 | |
一种三自由度Delta并联机器人的鲁棒控制方法 | ZL201810824730.1 | 惠记庄, 武琳琳, 赵睿英, 张红俊, 李梦, 雷景媛 | 2020.11.10 | 发明 |
一种增材制造工艺过程能量消耗预测方法 | ZL201811238146.4 | 吕景祥; 彭涛 | 2020.11.24 | 发明 |
一种基于数字孪生的智能车间自治生产过程动态联动控制方法 | ZL201810731107.1 | 惠记庄; 丁凯; 雷景媛; 史合; 张富强; 王刚锋 | 2020.1.24 | 发明 |
一种智能车间加工任务自治分配模型的创成方法 | CN109978395A | 丁凯，张旭东，张富强，曹学鹏，朱雅光，刘清涛 | 2019.7.5 | 发明 |
一种钢结构桥梁制造信息的采集方法 | CN109408959A | 惠记庄，雷景媛，丁凯，张富强，刘永健，程高，张金龙 | 2019.3.1 | 发明 |
一种钢结构桥梁制造决策评价方法 | CN109299550A | 惠记庄，雷景媛，张富强，丁凯，刘永健，程高，张金龙 | 2019.2.1 | 发明 |
一种并联机器人间接自适应模糊控制参数的确定方法 | ZL 201610906674.7 | 2019.08.27 | 发明 | |
一种机器视觉图像特征点检测与匹配复合的优化方法 | ZL201610065088.4 | 2019.08.23 | 发明 | |
一种并联冗余全液压机床 | ZL201610201032.7 | 2018.02.02 | 发明 | |
一种智能车间多源异构制造大数据集成模型与语义计算方法 | CN201810445762.0 | 丁凯; 张富强; 史合; 惠记庄; 曹学鹏 | 2018.5.11 | 发明 |
一种基于在制品工序流的机床序列编排动态预测方法 | CN201810693793.8 | 丁凯; 雷景媛; 张旭东; 惠记庄; 张富强; 刘清涛 | 2018.6.29 | 发明 |
一种危化品灾难现场侦察取样机器人 | ZL202020461215.4 | 刘永生，郑志轩，贾乐，高群飞，郑好银，吴依航，刘忠凯，牟瑞欣，张志鹏 | 2020.12.25 | 实用新型 |
一种用于内冷机床主轴的松夹刀装置 | ZL201520948410.9 | 刘清涛，王道明，王其锋，刘晓婷, 邵肖肖，邓铮强 | 2016.4.13 | 实用新型 |
一种微型步进电机减速装置 | ZL201520945598.1 | 刘清涛，刘亚飞，常瑞瑞，牟立霞 | 2016.4.13 | 实用新型 |
螺旋锥齿轮齿面理论数据扩展系统V1.0 | 2020SR1173799 | 刘永生，蔡世阳，张心卉，惠记庄 | 2020.09.27 | 软件著作权 |
自由曲面点云数据处理及拟合系统V1.0 | 2021SR0088928 | 刘永生，徐志博，蔡世阳，张心卉，户盼茹 | 2021.01.25 | 软件著作权 |
制造/再制造混合系统生产计划软件V1.0 | 2017SR021596 | 刘清涛，吴彬，曹侯丽，梁虎 | 2015.11.10 | 软件著作权 |
车间工序物流主动调度与状态评测系统V1.0 | 2019SR0861017 | 张富强，韩共乐，张金源，何斌，朱斌，丁凯，刘清涛，吕景祥 | 2019.3.21 | 软件著作权 |
六、培养学生情况
本团队已指导毕业硕士研究生40余名，毕业生主要在企业、研究所等单位从事智能制造相关的研发与管理工作。目前，团队在读博士生6名，在读硕士生40余名。本团队承担了《智能制造理论与技术》、《现代生产物流理论及应用》、《现代精密测量及逆向工程》、《数控加工与编程》等研究生课程以及《智能制造导论》、《现代企业生产管理》、《现代集成制造系统》等本科生课程，主导编制了机械设计制造及其自动化（智能制造方向）的培养方案。在指导本科生参加科技活动方面，团队累积指导研究生完成校级科研项目4项，指导本科生参加“互联网+”、挑战杯、大学生机械创新大赛等各类科技竞赛10余次，获多项省级和校级奖项。
热烈欢迎机械制造、自动化、机械电子、计算机、工业工程等相关专业同学加入本团队！期待智能制造系统科研团队与你一起共同成长！
