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机电技术研究所及其研究方向简介
发布时间:2016年09月13日 16:08    浏览数:

机电技术研究所及其研究方向简介

 

兰州交通大学机电技术研究所是专业从事铁路、交通和航空机场物流系统及信息化建设的产学研一体化高科技研究和工程项目设计的专业机构。机电技术研究所以兰州交通大学为科研依托,与深圳中集天达空港股份有限公司、宁东铁路股份有限公司等大型企业合作,与甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心、甘肃省物流与信息技术研究院、兰州正远科技有限公司等单位组成产学研合作联盟,充分利用高校资源及人才优势,在铁路机务信息化、机车车辆检修过程质量监控、民航机场货运信息化监控管理、现代物流系统监控、自动化立体车/仓库、企业信息化管理、网络工程等领域开发出多项高科技新产品,多项成果通过了有关部委及甘肃省科技厅专家组的鉴定,项目科技水平处于国内领先地位,且部分项目已经达到了国际先进和国际领先水平,科技成果获得十余项省部级科技进步奖。

近年来,兰州交通大学机电技术所通过政府扶持、高校支持、企业合作、自身努力等多种途径努力发展自身、提高自身,并利用其在交通运输领域的独特优势和行业背景,在铁路站段信息化,机场货运物流信息化及企业信息化等方向研究取得了一系列具有自主知识产权的科技成果。主要包括:

1、铁路站段整体信息化建设

适用于铁路机务段以及离散型企业的信息化建设,是铁路信息化建设中的一项重要内容,其根本目的是将先进的信息技术应用于机务站段的生产组织与管理决策的各项活动中,改造传统计划经济模式下的运作模式,提高机务站段的生产力、提升市场竞争力,提高机务站段自身形象,扩大建设和生产规模、完善服务,达到提高机务站段经济效益的目的。具体包括机车运用信息系统、机车检修信息系统、机车整备信息系统、办公系统业务系统、决策支持信息系统等在内的众多业务管理信息子系统、数据资源提供统一的界面风格和技术规范,实现系统层面的信息资源共享,提供综合查询、决策分析的运输生产和经营管理信息等。

该项目延伸出了如“高速铁路机务装备检修过程管理信息系统”、“高速铁路机车配件全过程跟踪平台”、“和谐型机车高级修信息管理系统”、“铁路机车大整备无线检修作业及专家系统”、“基于PDA的铁路机车检修作业管理信息系统”等相关成果。

1)高速铁路机务装备检修过程管理信息系统

该系统是一个基于SOA架构建立的适用于高速铁路及其他行业、企业信息化的集成应用系统。系统集成了国内最新的铁路机务站段信息化建设的设计和管理理念,借鉴了近十年机务站段信息化的建设先进经验,是针对我国高速铁路机务装备检修过程的生产指挥调度、检修生产过程管理、检修质量控制等需求建立的综合型管理信息系统。

项目结合既有铁路系统信息化建设的实际情况,整合各类资源,整体规划、分步实施,力争通过本系统的建设,使高速铁路机务装备检修过程管理信息系统的各个业务系统全面实现信息化。系统解决了高速铁路机务段在生产调度和机务装备检修质量控制方面的信息系统集成、优化问题,具有强大的信息整合功能,是集数据采集、网络通信、数据库、高级编程语言程序设计、专家系统等技术于一体的综合集成系统。

系统最初研发从2005年6月开始,经过国内外相关技术调研、总体设计、各子模块设计、实验室联机调试、现场安装调试等阶段的工作,于2006年7月在呼和浩特铁路局集宁机务段正式投入应用,到目前为止运行良好,为应用单位创造了良好的经济和社会效益。项目成果2007年12月通过甘肃省科技厅组织的科技成果鉴定,达到国内领先水平。

2007年该项目获得科技部中小企业创新基金的支持,项目的科学研究工作在以后的二年中继续进行,于2009年1月完成了项目的全部技术升级和系列化、模块化,于2009年3月开始应用于兰州铁路局、西安铁路局、成都铁路局、西延铁路公司、西安地铁公司等单位的机务检修系统中,为研发单位创造经济效益1000多万元。

2)铁路机车大整备无线检修作业及专家系统

系统主要以整备作业过程控制为核心,采用无线Android终端设备进行作业,构建了覆盖机车整备作业全过程的专家诊断作业系统。系统节省了在机车整备过程中数据采集方面的人力成本,提高故障分析的可靠性及准确率,可很好的解决在机车整备过程中由检测数据生成作业活票的分析难题。

该系统的研发是对平台前期项目铁路站段机务检修信息化系统的关键技术和成果的升级与拓展。该领域前期获得了2007、2009年科技部中小企业创新基金的支持以及一项发明专利,3项软件著作权,并在湖东电力机务段和谐型机车高级修信息管理系统、宁东铁路机车检修管理信息综合系统、库尔勒机务段检修安全管理系统、西安铁路局新丰镇检修系统等多个工程项目中得到了推广和应用,为研发单位创造经济效益300余万元。

3)铁路站段生产调度与检修质量控制系统

系统借鉴了研发单位近十年铁路站段信息化建设的先进经验,是针对我国铁路站段生产指挥调度、检修生产过程管理、检修质量控制等新需求建立的综合型管控系统。系统集成了先进的计算机网络技术、信息处理技术、数据挖掘技术,以及现代管理科学方法、系统工程理论、现代控制理论和现代铁路运输组织原理与方法、资源优化配置等关键技术与先进理论,解决了铁路站段在生产调度和质量控制方面的集成、优化等问题。

系统基于SOA的异构平台整合技术,与传统业务应用系统进行数据关联,实现铁路站段生产调度数据和检修数据的整合,采用UML数据模型,构建出功能全面的一体化应用系统,将铁路站段机务管理从人为控制或单机处理模式提升到包括生产调度、计划管理、配件动态管理、检修质量控制等多环节、多方面、可持续发展的综合信息系统,从而实现了从单项业务管理自动化项全段综合管理自动化的过渡,达到了生产调度和检修质量管理一体化的目的,全面提升了铁路站段生产管理水平。

该项目研发成果通过了省级科技成果鉴定,鉴定结果为国内领先,获得国内专利5项,其中发明1项,获得7项软件著作权。系统研发成果已在呼和浩特铁路局、西安铁路局、兰州铁路局、乌鲁木齐铁路局、宁东铁路股份有限公司等企业进行了应用推广,为研发单位创造经济效益1000余万元。

4)和谐型机车高级修信息管理系统

机车高级修质量过程管理系统着眼于长远,在路局、站段全新检修模式理念的指导下,整合各类资源,整体规划、分步实施,通过本系统的建设,使机务段检修的各个新增业务系统实现信息化,并通过对高级修无线作业来实时提高质量信息管理,实现机车检修作业记录的实时性、高效性,并完善预警机制、材料管理、文档管理,保证生产信息的及时、准确、流畅,达到用现代化的信息技术改造、提升传统生产管理水平的目的。

该系统旨在建立覆盖生产过程控制、机车质量信息管理、质量分析的全面的信息系统,完成应用系统的优化整合,实现信息共享与综合利用,提高机务对运输安全和运输效率的保障能力,为机务生产力布局的调整提供技术支撑与保障。目前已在大秦铁路湖东电力机务段等项目中推广应用,为研发单位创造经济效益500多万元。、

以上研究成果分别通过2006年、2007年2009年的甘肃省省级科技成果鉴定,且均达到国内领先水平;获得发明专利2项,实用新型专利5项、软件著作权证书9项;并获得了2013年兰州市科技进步二等奖以及2014年甘肃省高校科技进步二等奖,相关项目成果分别获得了2007、2010年科技部中小企业创新基金及2013年兰州市科技计划项目资助。同时,于2013年5月和6月分别在兰州和西安召开的全路“铁路机车大整备全路现场会”和“精益检修模式全路现场会”上,本项目成果获得与会专家和段长的高度认可,并推荐在全国铁路机务系统推广。截止目前,相关成果已成功运用于乌鲁木齐铁路局、西安铁路局、兰州铁路局、呼和浩特铁路局、大秦铁路股份有限公司、宁东铁路股份有限公司、青藏铁路公司等企业,实现经济效益2000余万元,并取得了良好的社会效益。

2、自动化立体仓/车库系统研发及装备制造

该系统是由立体货架、有轨巷道堆垛机、出入库托盘输送机系统、尺寸检测条码阅读系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统、管理信息系统以及其他如电线电缆桥架配电柜、托盘、调节平台、钢结构平台等辅助设备组成的复杂的自动化系统。运用一流的集成化物流理念,采用先进的控制、总线、通讯和信息技术,通过以上设备的协调动作,按照用户的需要完成指定货物的自动有序、快速准确、高效的入库出库作业。

系统研发完成后,建成了一个仓储物流及企业信息化模拟仿真中心,在兰石集团建立了一个兰石物流仓储装备加工制造试验基地,并在兰州交通大学和乌鲁木齐铁路局铁路局建立了两个物流仓储典型示范基地。

目前,以该系统关键技术为核心研发出了诸如“机车配件库自动化管理系统”、“自动化立体仓库控制系统”、“基于公铁联运一体化的物流园区物流信息平台”、“铁路物流仓储及配送管理信息系统”、“企业生产物流过程一体化信息系统平台”及“自动化立体车库上位机监控管理系统”等相关的延伸产品,带来经济效益两千五百万元左右。

1)企业生产物流过程一体化信息系统平台

平台通过系统整合并结合先进的计算机技术,使传统的立体仓库成为生产系统的有机组成部分,通过对生产物流过程及工序过程的计算机管理、生产调度和指挥决策,达到对原辅材料、生产过程半成品、产成品以及配件与物料的监控与跟踪,实现对企业生产物流过程的一体化管理,实现企业生产物流过程再造和物流信息化,进而提高整个企业物流运作的效率。

平台研发的最初来源和技术基础是2002年度省长基金项目”机电制造企业自动化物流信息系统”,并于获得了2010年科技部中小企业创新基金的资助。

目前,平台关键技术及成果包括“机车配件库自动化管理系统”、“基于公铁联运一体化的物流园区物流信息平台”及“铁路物流仓储及配送管理信息系统”等,已成功应用于宁东铁路公司检修生产自动化物流仓储系统、西安地铁检修基地生产自动化物流仓储系统、武汉和谐号机车检修基地配件立体仓储系统、兰州至重庆线兰州枢纽工程物资自动化立体仓储系统及北京某保密单位档案物质销毁处理系统等项目中,为研发单位带来经济效益约1500万元,也为后期项目的升级与创新奠定了坚实的基础。

2)大型自动化仓储物流管控系统

系统由立体货架、有轨巷道堆垛机、出入库托盘输送机系统、尺寸检测条码阅读系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统、管理信息系统以及其他如电线电缆桥架配电柜、托盘、调节平台、钢结构平台等辅助设备组成的复杂的自动化系统。运用一流的集成化物流理念,采用先进的控制、总线、通讯和信息技术,通过以上设备的协调动作,按照用户的需要完成指定货物的自动有序、快速准确、高效的入库出库作业。

目前该系统已应用于乌鲁木齐铁路局、延西机务段、西安地铁、兰州铁路局等多个自动化立体项目中,实现经济效益1000多万元,并在乌鲁木齐铁路局和兰石集团建立了试验基地。

3)自动化大型立体停车库计算机监控系统

系统由上位机监控系统、车库管理系统、数据库系统、现场工业总线通信系统、PLC设备控制系统、出入库身份鉴别系统、收费、作业引导等子系统组成。实现立体存储及转运设备的实时监控与信息记录,自动出/入库等作业的监控管理,以及用户、帐户、费用等信息的处理。系统集成了计算机技术、数据库技术、场总线控制技术、射频卡技术、多媒体语音引导提示技术。

系统最初以北京团结公寓立体停车库为研究应用对象,从2002年5月开始进行研发工作,经过国内外相关技术调研、总体设计、各模块设计、实验室联机调试、现场安装调试等阶段的工作,于2003年6月交付用户使用。目前,系统及其关键技术已经成功应用于北京安贞医院、西宁市文化街、哈尔滨歌剧院、深圳丰盛町、山西孝义等多个自动化立体车库和停车系统横向委托项目,为研发单位带来经济效益约500万元。并在北京安贞医院和西宁文化街建立了示范点,其中,北京安贞医院自动化停车系统项目是目前我国最大的全自动智能化停车库和智能引导自动化停车监控管理一体化系统。

以上研究取得的科研成果获得2008年国家重点新产品、2009年科技部中小企业创新基金及2013年国家火炬计划等项目资助,项目成果通过省级科技成果鉴定,鉴定结果为国际先进,获得发明专利2项,实用新型专利2项,软件著作权1项;项目成果获得2005年甘肃省科技进步二等奖、2011年中国物流与采购联合会科技进步一等奖、2012年中国铁道学会科技进步三等奖、2012年兰州市科技进步二等奖及2012年中国物流与采购联合会科技进步二等奖。

3、机场货运物流信息化

该研究方向以大型机场货运及立体仓储系统工程项目为研究对象,建设以大型机场货运为核心的快速、高效的大型货运及仓储物流系统工程,实现大型机场及大型企业物流监控和信息化,实现各种物流运转设备的无缝连接和并行作业,提高机场等大型物流企业运营效率并减少货物储存时间和提高效益。项目主要研究的内容有:系统总体解决方案设计、信息系统和自动化运输设备的配套性、大型立体仓库智能控制、物流系统的安全性和可靠性、大型仓储系统的信息化、物流仓储设备的制造与集成。

目前,以该项目关键技术为核心研发出了诸如大型机场航空物流系统及仿真实验平台软件、大型自动化立体仓储管控系统、大型自动化立体停车库管控系统、企业生产物流一体化自动仓储系统等相关的延伸产品。

1)大型机场物流控制与管理信息系统

大型机场物流控制与管理信息系统是一套用于机场物流业务处理的大型综合的系统工程,典型的大型货运系统通常应包含物流存储、交接、转运、直通处理、收发货系统、散货收发处理系统、散货存储系统、邮件处理系统、冷冻冷藏以及特殊货物处理系统、设备控制系统ECS、设备监控管理系统EMS、货运信息管理系统CMS等构成。

系统研发的最初来源和技术基础是2002年度省长基金项目”机电制造企业自动化物流信息系统”。经过国内外相关技术调研、总体设计、各子模块设计、实验室联机调试、现场安装调试等阶段的工作,先后应用于福州长乐国际机场、首都国际机场和广州新白云国际机场货运站监控系统和首都国际机场配餐楼监控系统中,产生经济效益1000余万元。

2)大型机场航空物流系统及仿真实验平台

大型机场航空物流系统及仿真实验平台项目的目标是建立大中型机场货运物流系统仿真实验平台,对机场货运中航空物流体系结构、机场货运站设计与制造、机场货运业务服务管理及立体仓储成套设备和关键技术进行研究、对航空物流系统的优化及仿真进行研究和应用。

系统核心技术已在上海浦东国际机场、福州长乐国际机场、广州新白云国际机场、首都国际机场等多个货运站物流管控系统项目及食品物流监控系统中应用。并且由于系统具有良好的可扩展性和裁剪性,不仅适用于大型的机场、铁路等货运物流密集型的场合,项目各子模块可以单独拿出来进行横向的移植并应用于各种大中小型企业生产物流系统以及中小型立体仓/车库等系统。因此,系统核心技术与成果又辐射推广到机械工业信息研究院出版物物流信息系统、北京066项目工艺物流仓库设备上位机监控管理系统、北京安贞医院及西宁市文化街地下小汽车公共停车库等6个仓储式自动化立体车库系统、兰渝铁路兰州枢纽工程自动化立体仓储系统、乌鲁木齐铁路局新建智能轮存放库系统、迎水桥机务段机车配件库自动化管理系统、乌鲁木齐铁路局多元物流信息服务平台等涉及到生产、制造、出版、运输多个领域的大中型仓储物流项目中,形成了良好的社会经济效益。

目前,系统形成的大中型机场航空物流系统仿真实验平台作为甘肃省物流领域的重大成果在2014年第二十届兰州投资贸易洽谈会上进行展示,得到与会专家与领导的高度认可。

3)大型机场货运站自动化立体货库上位机监控管理系统

系统集成了大型机场管理、物流工程、现代物流运筹规划、计算机控制技术、信息处理技术、工业现场总线通讯技术、数据库技术等学科和技术,涉及电子商务、跨国货物信息传递、航班信息、海关、安检、飞机配重、设备控制、物流仓储系统管理等专项先进技术及大型数据库和复杂信息系统的设计与应用,是一个复杂的综合系统工程,适用于国内外大型机场货运处理系统及大型企业物流仓储系统。

系统关键技术与成果已在广州新白云国际机场、上海浦东国际机场、首都国际机场、福建长乐国际机场推广应用,为研发单位创造经济效益1000余万元。

4)旅客飞机食品物流管控信息系统

该系统是一种能满足大流量旅客飞机食品供应的全自动化、具有电子商务管理、食品质量管理、自动仓储管理、物流设备控制、自动飞机食品配送功能,具有管控一体化特征大型系统。该系统集成了物流管理、物流工程、现代物流运筹规划、计算机控制技术、信息处理技术、工业以太网通讯技术、现场总线技术、远程数据库技术、大型机场管理等学科和技术,是一个复杂的综合系统。系统根据旅客飞机航班计划安排食品生产企业的生产计划、食品供应、自动化仓储管理;根据航班计划、空管命令执行登机食品配送;实时监控调度自动化仓库及输送系统,实现自动化、高效率食品配送及食品安全管理。

该成果目前已应用于广州南航新机场、首都国际机场配餐楼,为研发单位创造经济效益500余万元。

以上科研成果获得了工信部电子发展基金项目“大中型机场货运站物流服务管理系统”、2009年技部中小企业创新基金项目“大型机场物流控制与管理信息系统”及甘肃省重大科技专项“大型机场货运和立体仓储成套设备以及系统工程的关键技术研究”项目资助,研发成果通过了省级科技成果鉴定,鉴定结果为国际先进,获得发明专利2项,实用新型1项,软件著作权3项;获得了2007、2008、2010年甘肃省科技进步二等奖,2008年甘肃省高校科技进步一等奖、2010年兰州市科技进步二等奖。

4、区域铁路物流服务平台研发与应用

“区域铁路物流服务平台研发与应用”是全程供应链协同与第三方服务技术用以及服务平台开发技术在铁路物流领域的具体应用。该研究方向针对我国铁路物流行业需求、针对西部区域物流发展需要,根据国家“十二五”发展规划和铁道部的铁路物流发展规划,立足于我国铁路物流现代服务业领域,整合铁路运输、物流服务供应链、货运信息等多种资源,面向多式联运、多元经营、多层用户,着力探索出现代铁路物流全程服务供应链第三方服务及平台发展模式,转变铁路运输传统产业服务方式,拓展铁路运输服务链条,提升铁路物流服务能力。

该平台针对区域铁路货运物流特点,将仓储管理、配送管理、专列管理、铁路集装箱管理、铁路货场管理无缝地融合到统一的物流信息系统平台中,形成集电子商务、订单管理、物流调度管理、仓储管理、运输配送管理、客户关系管理、财务结算管理、BI报表及基础数据管理、系统管理等功能模块为一体,可实现以铁路运输为主线,航空、公路运输为延伸脉络的一体化物流运输网络信息化管理的大型信息系统。

目前,以该项目关键技术为核心研发出了诸如基于公铁联运一体化的物流园区物流信息平台、铁路多元物流服务信息系统、西部铁路物流管理信息系统等相关的延伸产品,带来经济效益500余万元。

1)以兰州铁路枢纽为核心的区域网络化物流信息平台

平台集成了铁路枢纽运营、物流管理、运输管理、现代物流运筹规划、计算机控制、信息处理、电子数据交换、全球卫星定位、地理信息系统、RFID电子标签等先进技术,是以物流信息管理系统、车辆和集装箱的运输管理,运输过程中的跟踪定位、电子商务、立体仓储等信息化技术为核心的综合性管、控一体化信息系统。系统具有控制对象广泛、设备数量众多、分布分散、数据传输量大、实时性要求高等特点。

物流信息平台总体上分为铁路集装箱运输管理系统,公路转运与配送管理系统,城市物流集散节点及重点用户的配送管理系统,立体仓储监控管理系统,基于电子商务平台的货运交易信息系统,车辆和集装箱跟踪定位系统六个子系统。系统之间在物流信息化建设基础平台基础上,通过总线技术、无线通讯技术、非接触式射频识别技术等技术手段实现数据通讯。

该研究方向源自2006年甘肃省科技攻关计划“以兰州铁路枢纽为核心的区域网络化物流信息平台”项目,项目以正在规划建设的兰州铁路枢纽(铁路枢纽编组中心站)为研究原型,创建将铁路、公路、重点企业、用户和政府部门连接形成的区域物流公共信息平台,以促进区域经济快速发展。项目前期已经成功应用于西安地铁二号线自动化仓储物流项目、宁东铁路自动化仓储物流项目中,创造经济效益1000余万元。

2)基于公铁联运一体化的物流园区物流信息平台研发

平台针对公铁联运一体化物流特点,将仓储管理、配送管理、专列/车辆管理、集装箱管理、货场管理无缝地融合到统一的物流信息平台中,为公铁联运“一站式,门到门”物流服务提供信息管理支持。系统平台适用于开展铁路和公路联合物流业务的物流企业、物流园区、拥有铁路或公路运力调度、货运车站业务往来频繁的物流企业、代理企业和贸易企业等。

系统平台包括电子商务、订单管理、物流调度管理、仓储管理、运输配送管理、在途追踪管理、客户关系管理、财务结算管理、BI报表及基础数据管理、系统管理等功能模块,是一个管理先进、流程合理的大型信息系统平台。可实现以公铁联运为主线,其他运输方式为延伸脉络的一体化物流运输网络信息化管理。

平台关键技术与成果已在多个工程项目的推广应用,包括国家重点工程项目,如兰州铁路枢纽为核心的区域网络化物流信息平台、宁东铁路公司物流信息系统、西安地铁物流信息系统、机械工业出版社物流信息系统、乌鲁木齐铁路物流信息平台等项目中应用,创造经济效益500余万元。

3)铁路多元物流信息服务平台

平台依托铁路运输的优势,积极拓展上、下游物流服务业务,通过规模性经营吸引、整合不同规模的物流企业及社会闲散物流资源,构建多元、统一的物流运输体系,打造高质量的物流服务,延伸铁路企业的服务功能,增强铁路物流的服务能力,全面提升企业竞争力。

目前,该成果已在乌鲁木齐铁路局进行了推广,并在乌鲁木齐铁路局建立了全国首个区域铁路物流协同服务平台示范基地。同时以其相关理论和应用技术为核心,进一步扩大了项目应用领域,开拓了物流园区规划设计业务方向,并已成功为神华宁夏煤化工基地、宁东铁路公司物流基地、兰州沙井驿建材有限公司生活物流园区等进行了物流园区规划设计项目,更进一步的与神华宁夏煤化工基地、宁东铁路公司达成了物流园区物流信息服务平台研发的合作意向,产生直接和间接经济效益600多万元。

以上研究方向形成的科研成果先后获得了2011年甘肃省信息产业发展专项、2012年国家支撑计划及2012年科技部中小企业创新基金等项目资助,并申报国家专利5项,其中发明3项,申报软件著作权4项,获得2项;项目成果获得2012年中国铁道学会科技进步三等奖、2012年中国物流与采购联合会科技进步二等奖、2012年兰州市科技进步二等奖;发表相关科技论文十多篇。

 

 

 

 

兰州交通大学机电技术研究所产学研平台联系方式:

1)联系电话:4956214        联系人:齐金平

2)联系电话:4956210        联系人:雷  斌