杨帆 副教授

校党委研究生工作部副部长
检测与电子技术研究所

通信地址:北京清华大学自动化系 邮政编码:100084
联系电话:010-62795075  Fax: 010-62786911
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教育背景

1998年8月至2002年7月  在清华大学自动化系自动化专业学习,获工学学士学位

2002年8月至2008年7月  在清华大学自动化系控制科学与工程专业学习,获工学博士学位

工作履历

2008年7月至2010年6月  清华大学动力机械及工程热物理博士后流动站  博士后、助理研究员

2009年2月至2011年7月  加拿大Alberta大学化学与材料工程系  博士后研究员

2011年8月至2013年11月,清华大学自动化系 讲师

2013年12月至今,清华大学自动化系,副教授

学术兼职

中国化工学会化工自动化及仪表专业委员会委员

中国仪器仪表学会青年工作委员会委员

美国化学工程师学会(AIChE)高级会员

《Journal of Data and Information Processing》、《Advances in Robotics & Automation》编委

《自动化学报》、《控制理论与应用》、《中国化学工程学报》、《Automatica》、《IEEE Transactions on Control Systems Technology》、《Journal of Process Control》、《Control Engineering Practice》、《IEEE Transactions on Automation Science and Engineering》、《Computers and Chemical Engineering》等期刊审稿人

《Control Engineering Practice》专刊客座编辑

国际空中机器人大赛(亚太赛区)技术委员会委员

曾任中国控制会议、中国信息安全技术大会等会议的程序委员会、学术委员会委员


 

研究领域

[1] 大规模复杂系统的拓扑建模、故障诊断与安全评价

[2] 工业系统智能报警监控

[3] 系统辨识理论及应用

[4] 工业监控的云实现

研究概况

[1]清华大学与Mitsubishi Heavy Industry, Ltd.国际合作项目(负责人)  2017年3月至2017年4月

[2] 能源系统运行过程中异常状况的监控与分析  清华大学自主科研计划国际合作专项(负责人)  2017年1月至2017年12月

[3] 基于知识自动化的控制系统性能监测、故障诊断、智能报警和自动维护关键技术研究  清华信息科学与技术国家实验室(筹)面上研究项目(骨干成员)  2017年1月至2017年12月

[4] “基于系统辨识方法的发电量优化效果评估”程序  新疆金风科技股份有限公司科技开发项目(负责人)  2016年6月至2017年6月

[5] 清华大学与Siemens国际合作项目(负责人)  2015年7月至2016年6月

[6] 面向工业大系统安全高效运行的报警设计与消除方法及应用研究  国家自然科学基金重点项目(合作单位负责人)  2015年1月至2019年12月

[7] 清华大学与ABB的国际科技合作项目(负责人)  2014年1月至2014年12月

[8] 基于大数据解析的流程工业综合自动化技术升级  清华信息科学与技术国家实验室(筹)面上研究项目(副组长)  2014年1月至2014年12月

[9] 多变量大系统的因果拓扑辨识和异常溯源  清华大学自主科研计划(负责人)  2014年1月至2016年12月

[10] 面向氯碱化工的节能环保与安全管控MES开发与应用  国家863计划课题(骨干成员)  2013年1月至2015年12月

[11] 生产过程异常工况管理和辅助决策支持  清华信息科学与技术国家实验室(筹)学科交叉基金(负责人)  2012年1月至2013年12月

[12] 清华大学与ExxonMobil Research and Engineering Company的国际科技合作项目(负责人)  2012年1月至2013年4月

[13] 基于 SDG 的大规模复杂系统半定量故障诊断研究  国家自然科学基金青年项目(负责人)  2010年1月至2012年12月

[14] Development of an advanced technology for alarm analysis and design  加拿大自然科学与工程委员会战略项目(骨干成员)  2009年10月至2012年9月

[15] 基于 SDG 描述的大型复杂系统模型动态特性与故障传播分析(负责人)  中国博士后科学基金项目  2008年12月至2010年6月

奖励与荣誉

2016年清华大学研究生院工作创新奖一等奖

2016年清华大学教学成果奖一等奖、二等奖

2015年中国仪器仪表学会第十七届青年学术会议优秀论文

2015年度中国化工学会会刊优秀审稿人

2015年度清华大学宣传工作先进个人

2014年清华大学教学成果奖一等奖

2014年度清华大学自动化系先进工作者

2013年清华大学SRT计划优秀指导教师二等奖

2013年清华大学优秀党建与思想政治工作者

2013年首都大学生暑期社会实践先进工作者

2012年清华大学教学成果奖二等奖

2012年清华大学林枫辅导员奖

2008年清华大学“优秀博士毕业生”

2006年IEEE Control Systems Society (Beijing Chapter)颁发的“青年优秀论文奖”

2002年清华大学“优秀毕业生”

学术成果

专著及章节
[1] ISERMANN Rolf, MUNCHHOF Marco. 动态系统辨识——导论与应用. 杨帆, 耿立辉, 倪博溢, 译, 北京: 机械工业出版社, 2016

[2] YANG Fan, DUAN Ping, SHAH Sirish L, CHEN Tongwen. Capturing Connectivity and Causality in Complex Industrial Processes, Springer, 2014

[3] YANG Fan, XIAO Deyun, SHAH Sirish L. Qualitative fault detection and hazard analysis based on signed directed graphs for large-scale complex systems // ZHANG Wei (ed.). Fault Detection, INTECH, March 2010: 15-50


期刊论文(部分)
[4] LAI Shiqi, YANG Fan, CHEN Tongwen. Online pattern matching and prediction of incoming alarm floods. Journal of Process Control, accepted, DOI: 10.1016/j.jprocont.2017.01.003

[5] GAO Xinqing, YANG Fan, SHANG Chao, HUANG Dexian. A novel data-driven method for simultaneous performance assessment and retuning of PID controllers. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2017, 56(8): 2127–2139

[6] GUO Feihong, SHANG Chao, HUANG Biao, WANG Kangcheng, YANG Fan, HUANG Dexian. Monitoring of operating point and process dynamics via probabilistic slow feature analysis, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 2016, 151: 115-125

[7] WANG Jiandong, YANG Fan, CHEN Tongwen, SHAH Sirish L. An overview of industrial alarm systems: Main causes for alarm overloading, research status, and open problems. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2016, 13(2): 1045-1061

[8] SHANG Chao, HUANG Biao, YANG Fan, HUANG Dexian. Slow feature analysis for monitoring and diagnosis of control performance. Journal of Process Control, 2016, 39: 21-34

[9] JIANG Benben, YANG Fan, HUANG Dexian. Simultaneous structure and parameter identification of multivariate systems by matrix decomposition. Transactions of the Institute of Measurement and Control, 2016, 38(12): 1411-1420

[10] GAO Xinqing, YANG Fan, SHANG Chao, HUANG Dexian. A review of control loop monitoring and diagnosis: Prospects of controller maintenance in big data era. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2016, 24 (8): 952-962

[11] YU Weijun, YANG Fan. Detection of causality between process variables based on industrial alarm data using transfer entropy, Entropy, 2015, 17(8): 5868-5887

[12] JIANG Benben, YANG Fan, WANG Wei, HUANG Dexian. Simultaneous identification of bi-directional paths in closed-loop systems with coloured noise. Automatica, 2015, 58: 139-142

[13] SHANG Chao, HUANG Biao, YANG Fan, HUANG Dexian. Probabilistic slow feature analysis-based representation learning from massive process data for soft sensor modeling. AIChE Journal, 2015, 61(12): 4126-4139

[14] SHANG Chao, YANG Fan, GAO Xinqing, HUANG Xiaolin, SUYKENS Johan A K, HUANG Dexian. Concurrent monitoring of operating condition deviations and process dynamics anomalies with slow feature analysis. AIChE Journal, 2015, 61(11): 3666-3682

[15] JIANG Benben, HUANG Dexian, ZHU Xiaoxiang, YANG Fan, BRAATZ Richard D. Canonical variate analysis-based contributions for fault identification. Journal of Process Control, 2015, 26: 17-25

[16] DUAN Ping, YANG Fan, SHAH Sirish L, CHEN Tongwen. Transfer zero-entropy and its application for capturing cause and effect relationship between variables. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2015, 23(3): 855-867

[17] JIANG Benben, YANG Fan, WANG Wei, HUANG Dexian. Identification of bidirectional path models based on process data. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2015, 12(2): 666-679

[18] ZHANG Cong, YANG Fan, YE Hao. Informative conditions for a data set in a MIMO closed-loop system with a switching controller. International Journal of Robust and Nonlinear Control, 2015, 25(9): 1265-1281

[19] SHANG Chao, GAO Xinqing, YANG Fan, HUANG Dexian. Novel Bayesian framework for dynamic soft sensor based on support vector machine with finite impulse response. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2014, 23(4): 1550-1557

[20] ZHU Jianfeng, SHU Yidan, ZHAO Jinsong, YANG Fan. A dynamic alarm management strategy for chemical process transitions. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2014, 30: 207-218

[21] GAO Xinqing, YANG Fan, HUANG Dexian, DING Yanjun. An iterative two-level optimization method for the modeling of Wiener structure nonlinear dynamic soft sensors. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2014, 53(3): 1172-1178

[22] SHANG Chao, YANG Fan, HUANG Dexian, LYU Wenxiang. Data-driven soft sensor development based on deep learning technique. Journal of Process Control, 2014, 24(3): 223-233

[23] DUAN Ping, CHEN Tongwen, SHAH Sirish L, YANG Fan. Methods for root cause diagnosis of plant-wide oscillations. AIChE Journal, 2014, 60(6): 2019-2034

[24] DUAN Ping, YANG Fan, CHEN Tongwen, SHAH Sirish L. Direct causality detection via the transfer entropy approach. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2013, 21(6): 2052-2066

[25] YANG Fan, XIAO Deyun, SHAH Sirish L. Signed directed graph-based hierarchical modelling and fault propagation analysis for large-scale systems. IET Control Theory and Applications, 2013, 7(4): 537-550

[26] WAN Yiming, YANG Fan, LV Ning, XU Haipeng, YE Hao, LI Weichang, XU Peng, SONG Liming, USADI Adam K. Statistical root cause analysis of novel faults based on digraph models. Chemical Engineering Research & Design, 2013, 91(1): 87-99

[27] WEI Yujie, JIANG Yongheng, YANG Fan, HUANG Dexian. Three-stage decomposition modeling for quality of gas-phase polyethylene process based on adaptive hinging hyperplanes and impulse response template. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2013, 52(16): 5747-5756

[28] XU Haipeng, YANG Fan, YE Hao, LI Weichang, XU Peng, USADI Adam K. Weighted reconstruction-based contribution for improved fault diagnosis. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2013, 52(29): 9858-9870

[29] 杨帆, 范牛军, 叶昊. PDC方法在化工过程变量间因果关系分析中的应用. 清华大学学报, 2013, 53(2): 210-214

[30] YANG Fan, SHAH Sirish L, XIAO Deyun, CHEN Tongwen. Improved correlation analysis and visualization of industrial alarm data. ISA Transactions, 2012, 51(4): 499-506

[31] ZHANG Cong, YANG, Fan, YE Hao. Informative property of the data set in a single-input single-output (SISO) closed-loop system with a switching controller. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2012, 20(6): 1128-1135

[32] ZHAI Shouchao, YANG Fan, YANG Hongying, YE Hao, WANG Guizeng. Leak detection of gas pipelines based on Wigner distribution. Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering, 2012, 7(5): 670-677

[33] YANG Fan, XIAO Deyun. Progress in root cause and fault propagation analysis of large-scale industrial processes. Journal of Control Science and Engineering, 2012, Article ID 478373

[34] YANG Fan, SHAH Sirish L, XIAO Deyun. Signed directed graph modeling and validation of industrial processes by process knowledge and process data. International Journal of Applied Mathematics and Computer Science, 2012, 22(1): 41-53

[35] 杨帆, 萧德云. 智能报警系统若干研究问题. 计算机与应用化学, 2011, 28(12): 111-117

[36]  YANG Fan, XIAO Deyun, SHAH Sirish L. Optimal sensor location design for reliable fault detection in presence of false alarms. Sensors, 2009, 9(11): 8579-8592

[37]  杨帆, 萧德云. 控制系统的SDG 模型描述及故障传播分析. 控制与决策, 2009, 24(7): 1006-1011

[38]  YANG Fan, XIAO Deyun. Sensor location strategy in large-scale systems for fault detection applications. Journal of Computers, 2008, 3(11): 51-57

[39]  YANG Fan, XIAO Deyun. Probabilistic SDG model description and fault inference for large-scale complex systems. High Technology Letters, 2006, 12(3): 239-244

[40]  杨帆, 萧德云. SDG 建模及其应用的进展. 控制理论与应用, 2005, 22(9): 767-774

[41]  杨帆, 萧德云. 基于Agent的流程工业MES结构研究. 计算机集成制造系统——CIMS, 2003, 9(2): 107-111


会议论文(部分)
[42] ZHANG Jing, HAN Dong, YANG Fan, YE Hao, CHEN Maoyin. Frequency domain causality analysis method for multivariate systems in hypothesis testing framework // 19th IFAC World Congress, Cape Town, South Africa, August 2014: 6870-6877

[43] MA Yanjun, SHANG Chao, YANG Fan, HUANG Dexian. Latent subspace clustering based on deep neural networks // Proceedings of the 5th International Symposium on Advanced Control of Industrial Processes, Hiroshima, Japan, May 2014

[44] DUAN Ping, YANG Fan, CHEN Tongwen, SHAH Sirish L A new information theory-based method for causality analysis // Proceedings of the 5th International Symposium on Advanced Control of Industrial Processes, Hiroshima, Japan, May 2014

[45] YANG Fan, YU Weijun. Multi-fault diagnosis for industrial processes based on hybrid dynamic Bayesian network // Proceedings of the 32nd IASTED International Conference on Modelling, Identification and Control, Innsbruck, Austria, February 2013: 501-506

[46] JIANG Benben, YANG Fan, JIANG Yongheng, HUANG Dexian. An extended AUDI algorithm for simultaneous identification of forward and backward paths in closed-loop systems // Proceedings of the 8th IFAC Symposium on Advanced Control of Chemical Processes, Singapore, July 2012: 396-401

[47]  YANG Fan, SHAH Sirish L, XIAO Deyun. Correlation analysis of alarm data and alarm limit design for industrial processes // Proceedings of 2010 American Control Conference (ACC), Baltimore, July 2010: 5850-5855

[48]  YANG Fan, XIAO Deyun. SDG-based fault isolation for large-scale complex systems solved by rough set theory // Proceedings of 17th IFAC World Congress, Seoul, Korea, July 2008: 7221-7226

[49]  YANG Fan, XIAO Deyun. Interval state estimation in signed directed graph based on sensitivity matrix method // 2008 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC) Proceedings, Victoria, BC, Canada, May 2008: 672-675

[50]  YANG Fan, XIAO Deyun. Sensor location problem for large-scale complex systems in the framework of the dynamic signed directed graph // Proceedings of 2007 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics (SMC), Montreal, QC, Canada, October 2007: 2843-2847

[51]  YANG Fan, XIAO Deyun. Approach to fault diagnosis using SDG based on fault revealing time // Proceedings of 6th World Congress on Intelligent Control and Automation (WCICA), Dalian, China, June 2006: 5744-5747 (Young Research Paper Award)


发明专利
[52] 杨帆, 何自凭, 吴奕男. 一种基于数据提取的关联报警的识别方法, CN201310309046.7


讲授课程
系统辨识理论与实践,48学时,研究生专业基础课