1 科研团队简介
四川大学电气工程学院“装备智能健康评估”团队依托于四川省空天信息与智能装备国际科技合作基地。在团队负责人苗强教授的带领下,面向能源动力等装备安全可靠运行的重大需求,围绕健康状态先进感知与测试、异常检测与诊断、健康评估与预测等关键技术开展研究,在所属领域具有独有的影响力。目前,团队已承担了包括国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、预先研究及快速支持项目、教育部新世纪优秀人才支持计划等在内的70余项国家级/省部级基金项目和企业横向课题,与二十余所科研院所、大型企业和国内外知名高校建立了紧密的合作与交流关系。在智能制造和工业互联网为代表的工业强国建设目标的指引下,团队以智能信息感知和处理为核心,通过准确感知、互联传输、智能计算和精确控制构建的智能自动化体系,为高端装备的安全运行维护提供自主可控的基础技术支撑。
2 团队负责人简介
苗强教授/博士/博导,四川大学电气工程学院“装备智能健康评估”团队负责人。主要研究方向包括:重大装备故障诊断、健康评估以及可靠性研究。
近年来,苗强教授主要针对重大装备的可靠性、故障诊断及健康评估开展研究,承担了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、国际创新合作项目、预研基金、教育部博士点基金等50余项国家级/省部级基金项目和企业横向课题。目前已发表论文100余篇(sci收录50余篇,esi高引论文8篇),授权国家发明专利16项,出版学术译著《系统重要性测度原理与应用》1本。2009年获教育部自然科学奖二等奖,2011年入选教育部新世纪优秀人才支持计划,以及第九批四川省学术和技术带头人后备人选,2012年被聘为香港城市大学客座教授,2013年入选第十一批四川省有突出贡献的优秀专家,2016年获得四川大学青年科技奖,2019-2021年担任ieee可靠性学会执行委员,2020-2021年担任ieee可靠性学会副主席,2023年入选第十四批四川省学术和技术带头人。现担任ieee transactions on instrumentation and measurement、ieee transactions on reliability、航空学报暨chinese journal of aeronautics、《工程科学与技术》、《装备环境工程》等多个期刊编委,ieee高级会员。
3 研究方向与特色
(1)大规模制造业网状结构价值链数字生态系统研究
针对大规模制造产业协同发展过程中存在的数据交互壁垒、信息不对称、价值链孤岛、恶性竞争、价值虚构的问题,整合大规模制造产业的产业链、供应链、销售链、能源链,构建基于网状结构多价值链的复杂数字生态系统,探索各个企业之间的互生、共生、合作、竞争的重要生态关系,形成保障数字生态系统具有良好的演进态势的服务技术,推动我国大规模制造业健康可持续发展。
(2)复杂装备健康状态先进感知与测试技术研究
面向复杂装备中结构特性、物理特性等感知与测试需求,开展先进感知与测试技术研究,重点突破复杂装备的分布式光纤传感及测试、状态监测和智能感知等关键技术,有效支撑复杂装备的状态感知、异常检测、故障诊断以及剩余寿命预测等功能,促进复杂装备安全性和可靠性能力的提升。
(3)复杂装备异常检测与故障诊断技术研究
针对复杂装备参数维度高且时空关联性强,海量飞参数据挖掘难度大的问题,在数据预处理基础上,提出了融合规则学习、孤立森林以及卷积神经网络的异常检测、定位及恢复方法,实现了复杂装备异常的快速定位与恢复;进而将故障物理模型、诊断知识推理及人工智能算法进行有机结合,提出了可解释智能诊断框架,解决了复杂装备故障模式覆盖率不高的问题,有效提升了复杂装备故障诊断效率与精度。
(4)复杂装备健康评估与寿命预测技术研究
针对复杂装备组成结构复杂、应用环境多变以及工作任务不确定性强,而引起的健康评估和剩余寿命预测模型难以准确构建问题,在数据预处理基础上,基于数据驱动的方法,构建机电部件参数关联模型和演化机理模型,实现关联模型与演化机理模型的深度融合,进而实现了高效能复杂健康状态评估和剩余寿命预测,有效支撑了复杂装备安全性和可靠性的提升。
(5)动力锂离子电池组健康管理关键技术研究
针对动力锂电池电化学过程复杂、可测参数有限且特性耦合,成组使用后不一致性问题突出,导致动力电池组在线准确状态估计及寿命预测极具挑战等问题,利用动力电池电流、电压、温度等监测数据,构建具有多隐藏状态变量的动力电池组状态联合估计模型,并将动力电池状态退化过程转换至lebesgue采样框架下,实现了高效的动力电池组状态自适应联合估计和寿命预测,有效支撑了动力电池组安全性和可靠性的提升。
4 部分项目与成果
(1)主要科研项目(纵向)
[1] 国家自然科学基金,“多场耦合作用下机电作动器健康状态原位感知及评估方法”, 2024.01~2026.12.
[2] 重点研发计划项目, “大规模制造产业网状结构价值链数字生态理论研究”, 2021.12~2024.11.
[3] 国家自然科学基金, “微重力环境下低速空间旋转机构动态服役行为表征与评估”, 2021.01~2024.12.
[4] 国家自然科学基金,“基于lebesgue采样的动力电池组状态联合估计与寿命预测研究”, 2023.01~2025.12.
[5] 国家自然科学基金, “基于声学知识深度迁移的列车轴承剩余寿命预测方法研究”, 2022.01~2024.12.
[6] 国家自然科学基金,“基于光纤分布式声波/温度梯度传感的超长距离海缆在线状态监测系统研究”, 2020.01~2022.12.
[7] 四川省重大科技专项项目,“微尺度下的故障检测”,2022.01~2024.12.
[8] 四川省自然科学基金青年科学基金项目, “多时变失效模式下机电作动器在线健康状态退化建模方法”, 2023.01~2024.12.
[9] 四川省自然科学基金青年科学基金项目, “飞行器机载电传作动系统健康状态在线评估与预测研究”, 2022.01~2023.12.
(2)代表论文
[1] an interpretable state of health estimation method for lithium-ion batteries based on multi-category and multi-stage features [j]. energy, 2023: 129067.
[2] source free unsupervised domain adaptation for electro-mechanical actuator fault diagnosis [j]. chinese journal of aeronautics, 2023, 36(4): 252-267.
[3] 大规模制造产业网状结构价值链数字生态理论研究构想[j].工程科学与技术, 2022, 54(6): 1-11.
[4] unmanned aerial vehicle flight data anomaly detection and recovery prediction based on spatio-temporal correlation [j]. ieee transactions on reliability, 2022, 71(1): 457-468.
[5] rul prediction and uncertainty management for multisensor system using an integrated data-level fusion and upf approach[j].ieee transactions on industrial informatics, 2021, 17(7): 4692 - 4701.
[6] cost-effective lebesgue sampling long short-term memory networks for lithium-ion batteries diagnosis and prognosis [j]. ieee transactions on industrial electronics, 2022, 69(2): 1958-1967.
[7] a hybrid domain adaptation diagnostic network guided by curriculum pseudo labels for electro-mechanical actuator[j]. reliability engineering & system safety, 2022: 108770.
5 团队文化
文化建设作为团队建设的重要内容之一。在学术方面,团队主要通过组会制度、学术交流和学术年会三方面进行学术文化建设。大组会由苗强教授主持定期召开,各方向的小组会也每周进行。此外,本团队积极组织和参与国内外学术交流会议,为团队成员提供了广阔的学术交流平台,使学生能够紧密跟踪国内外的前沿领域。在新冠肺炎疫情期间,为进一步加强师生交流,大组会采用每周以线下、线上的方式同时进行。有力保障了团队师生的畅通交流,充分做到了“隔离疫情不隔离科研”。除了学术探讨之外,团队也会定期组织丰富多彩的文化活动。例如,每年坚持举办年会,不定时举行团建活动,进一步增强了师生情谊,提升了团队协作能力,形成了和谐友爱的团队氛围。