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鲁金直
副教授、博士生导师
jinzhl@buaa.edu.cn

基本情况

教育经历:

2007 – 2011 武汉理工大学  学士学位

2011 -  2013华中科技大学 硕士学位

2014 -- 2019瑞典皇家理工学院博士学位

工作经历:

2019-- 2023洛桑联邦理工学院      ict4sm实验室      博后研究员

兼职情况:

[1].2023- 至今

中国系统工程学会 应用及咨询工作委员会副主任委员

[2].2019-- 至今

国际电子电工协会的社会、人及控制论分会基于模型的系统工程委员会技术委员

[3].2022 -- 至今

国际工业本体组织IoF系统工程分委会主任委员

主讲课程

本科生课程:

航空航天概论(英文)

飞机总体设计(英文)

研究方向

1.面向飞行器架构的语义建模方法,支持航天系统、大飞机等体系及系统架构的统一形式化表达;针对飞行器研发周期长、设计要素正向传递紧密、关键性能指标特征各异的问题,研究飞行器关键系统指标高层级形式化理论,支持飞行器系统架构的统一形式化表达。

2.基于数字总线的MBSE工具链,解决飞行器概念设计的协同及设计方案的自动化验证。飞行器各领域设计工具多样且异构,无法将设计方案快速自动地传递到仿真验证工具。通过研究飞行器多层级、多领域设计及仿真异构数据的一体化语义表达技术,构建基于模型的系统工程工具链,实现流程驱动的指标及架构的自动化测试方案。

3.基于认知数字孪生的飞行器方案设计决策方法,实现飞行器方案的智能化生成及一体化验证。基于飞行器数字总线,定位自动仿真及测试过程中的追溯及变更场景,采用领域知识语义推理技术,进行变更及追溯关联要素捕捉,实现自动仿真测试场景数据追溯及变更方案生成和自动决策。

教学科研成果

1.s3MBSE理念

见中国系统工程学会数字化研制的系统工程-新时代系统工程大讲堂240628:https://www.bilibili.com/video/BV1zr421T7tu/?spm_id_from=333.999.list.card_archive.click&vd_source=eebee458be7bade0b4e900da21b61719 。

见作为第一责任人负责中国图学学会 《2024图学发展报告》MBSE专题报告撰写,图学发展报告 2024牵头提出《复杂系统全周期多源架构知识统一图建模与智能决策》成为2025年图学领域十大难题及前沿热点问题。

2.多架构建模语言KARMA

KARMA语言是英文Kombination of ARchitecture Model specificAtion的缩写,表示架构模型规范的集成。目前,KARMA语言已经形成国家标准计划 《 系统与软件工程 基于模型的系统工程 统一架构建模语言》 。KARMA语言是由北京航空航天大学及北京理工大学的核心研发团队联合洛桑联邦理工、瑞典皇家理工、上海交通大学、北京中科蜂巢科技有限公司等机构合作开发的文本式系统建模语言。该语言是一种更高抽象层次、以面向对象方法为核心的文本式建模语言,支持描述各种系统架构视角、架构模型转化、基于混合状态机及基于可满足性模理论的静态验证求解。KARMA语言已经在欧盟地平线H2020项目QU4LITY、H2020 FACTLOG及H2020 ONTOCOMMONS等项目中被应用。同时,KARMA语言在航天、航空等复系统研发领域被应用于系统的任务设计、体系设计与系统设计。

定义

KARMA语言是一种具备元模型定义及模型建模的文本式建模语言,支持描述各种体系建模、系统架构建模 、行为仿真仿真及指标验证等功能。该语言的应用范围是在系统研发生命周期前端,解决使命任务定义及分析、体系定义及分析、系统需求、系统概念设计、系统架构设计、系统研发过程定义、系统研发信息定义等生命周期活动中,使命任务、体系、系统、系统研发过程及领域知识的全要素一体化语义表达。通过支持开发生命周期协作服务OSLC、ReqIF及EARS的需求描述规范及方法、JULIA、GOPPRRE/IoF系统工程本体及AR的集成,实现全生命周期研发数据及领域知识的一体化描述、决策及唯一数据源管理,最终形成以KARMA语言为核心的数字化工程解决方案。 该标准主要范围是基于模型的系统工程、语义建模、架构建模等相关语义规范定义,包括元元模型(图、对象、关系、角色、点、属性等)、元模型及模型等。于此同时,定义对应元模型及模型实例的相关固定语法及抽象语法。

功能

KARMA语言支持基于模型系统工程相关建模语言构建、特定域建模、架构驱动、代码生成、指标分析验证、混合状态机仿真及面向其他系统工程分析的语言规范。

特点

1. 建模:1. 元模型构建,支持定义领域元模型;2. 体系与系统建模,基于所定义的领域元模型,构建体系及系统模型。

2. 分析:1. 指标验证:支持系统模型的静态指标验证;2. 混合状态机仿真:支持系统行为仿真;3. JULIA混合编程。支持KARMA模型与系统集成的联合仿真。

3. 模型转化:1.代码生成:支持架构模型向其他代码的自动化生成;2.架构驱动:支持架构模型之间的自动化传递;3支持KARMA语言生成本体模型。

4. 数据集成:1. 需求条目管理:支持条目化需求定义及管理;2.DSM表单管理:支持条目化需求与模型要素的追溯定义;3. 基于OSLC的网端服务化:提供网端的互操作API,支持KARMA数据的互操作及网端模型结构可视化。

教学获奖:

2025北航校级教改一般项目《面向留学生的飞行器数字化设计与试验推广》

2024年MBSE大赛高校组二等奖

2025年中国青年科技创新“揭榜挂帅”擂台赛“高端制造领域”终审主擂台赛特等奖 高安全性民用运输飞学生赛道行器架构设计研究

获奖情况:

2025,集团科技进步三等奖(排序第三)

2024,第三届基于模型的系统工程及数字工程大会(MBSE&DE 2024)优秀案例

2024,JIMSE青年科学家奖

2023, 全国信息技术标准化技术委员会2023标准化工作先进个人。

代表性论文:

在国际权威期刊 IEEE Trans on SMC、CJA、AEI.等发表SCI论文40余篇,H因子为25。

Jinzhi Lu, George Tsinarakis, Nikolaos Sarantinoudis, George Arampatzis, Xiaochen Zheng, Dimitris Kiritsis, A semantic model-based systems engineering approach for assessing the operational performance of metal forming process, Computers & Industrial Engineering, Volume 190, 2024, 110042

Jinzhi Lu, Xiaochen Zheng, Zhenchao Hu, Huisheng Zhang, Dimitris Kiritsis, A decentralized digital engineering asset exchange method empowered by model-based systems engineering and distributed ledger technology, Computers & Industrial Engineering, 2026, 111952, ISSN 0360-8352, https://doi.org/10.1016/j.cie.2026.111952.

Ma, J., Wang, G., Lu, J.*, Zheng, X., & Yan, Y. (2025). Application of multi architecture modelling method in intelligent electric–vehicle design. International Journal of Production Research, 1–19. https://doi.org/10.1080/00207543.2025.2453835

Xiaochen Zheng, Xiaodu Hu, Jinzhi Lu*, Rebeca Arista, Joachim Lentes, Dimitris Kiritsis, An aircraft assembly process formalism and verification method based on semantic modeling and MBSE, Advanced Engineering Informatics, Volume 60, 2024, 102412.

Dong, M., Wang, G., Lu, J.*, Wu, S., & Ma, J. (2025). Ontology formalism and semantic rules supporting traceability management in model-based systems engineering. Journal of Engineering Design, 1–26. https://doi.org/10.1080/09544828.2025.2532291