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关键词： 检验检测   国有资产   设备管理  

摘要： 从检验检测行业视角出发，根据ISO/IEC17025:2017中的相关条款，对检验检测机构国有资产的规范化管理进行探究。

关键词： 嵌入式系统   形式化验证   内存管理   文件系统  

摘要： 空间嵌入式操作系统是空间飞行器必备的基础软件,决定了空间飞行器是否能够可靠安全地完成空间飞行任务。目前已经采用多种手段来保证其可靠性和安全性,但是仍然存在一些难以发现的缺陷。形式化验证方法在一些工业领域中得到了很好的应用,被验证过的系统的可靠性和安全性都远远高于未验证的系统。因此,采用形式化方法来验证空间嵌入式操作系统势在必行,保证其正确性,从而使其更加可靠安全。 存储子系统是空间嵌入式操作系统的重要组成部分,包括内存管理和文件管理。其中,内存管理是系统运行的基础,保证其可靠安全地运行是空间嵌入式操作系统的内在要求。此外,空间飞行任务产生的数据越来越多,空间嵌入式操作系统亟需文件系统来进行数据处理,因此需要开发可靠安全的面向空间应用的文件系统。 本文以空间嵌入式操作系统Space OS2为对象,研究面向空间应用的嵌入式存储子系统,进行了如下三个方面的研究。 (1)针对复杂软件在“需求、设计、实现”三层验证框架下具体验证的问题,首先使用数学方法证明了采用“需求-设计-实现”三层验证框架可以显著降低验证的工作量。然后分别针对每一层提出了具体的验证方法:在需求层针对需求文档中的功能需求提出了系统实例化的验证方法;在设计层针对设计流程图提出了基于全局变量性质的验证方法;在实现层针对具体的实现代码提出了面向操作的验证方法。 (2)在“需求-设计-实现”三层验证框架下研究了Space OS2内存管理模块的形式化验证。在需求层针对内存状态过于庞大的问题,提出了基于归纳演绎的内存状态形式化验证方法。该方法提炼出内存状态变换过程中不变的性质,利用归纳的数学形式演算内存状态间的变化,证明内存操作的前后满足内存状态的性质,避免逐一验证所有内存状态的正确性,提高了验证效率。针对内存管理模块的设计层和实现层分别采用对应的验证方法完成了形式化验证的工作。 (3)针对可靠安全文件系统的开发问题,应用“需求-设计-实现”分层验证框架,采用形式设计方法,实现了一个应用于Space OS2的空间专用闪存文件系统。此外,针对空间闪存文件系统占用内存小的需求,对文件目录提出了基于任务的细粒度文件目录索引方法,对文件数据提出了基于单链表结构的逆向链表索引方法,降低了闪存文件系统对内存的占用量,形成了面向任务的空间专用闪存文件系统。

关键词： 工业互联网   设备管理   可视化   制造业数据  

摘要： 智能制造时代,工业互联网加速了设备管理平台在企业中的建设与应用,生产制造向智能化、信息化转型。面对设备管理系统日益庞大的数据量,如何对设备数据进行可视化的研究则甚少提及,同时复杂的视觉传达、交互方式加剧了用户获取信息的难度。因此,对设备数据、信息进行可视化处理,以支持用户快速对生产状态决策、分析是设备管理系统可视化研究的重要目标。本文围绕离散型半导体制造企业的设备管理系统功能需求及可视化看板进行了系统性研究,为制造业设备管理的可视化设计提供了新思路。首先,实地探访与用户访谈相结合以挖掘用户痛点,对离散制造业用户的需求进行了分类,整理归纳出设备管理系统的典型业务功能及客制化功能模块,得出设备管理系统的架构模型。其次,根据用户角色权限与使用场景的差异,提出设备管理系统用户的交互模型,并结合态势感知理论对设备管理系统的可视化需求、功能特征进行了剖析。接着,对离散制造业的设备数据特点进行分析,对数据的维度、类型予以划分,结合视觉、色彩及用户行为相关设计法则,阐述了多业务流程下设备管理系统的可视化设计方法。最后,根据研究结果及理论方法的指导,对半导体用户的设备管理系统及可视化看板进行了设计实践并交付使用。研究及实践为设备管理系统的可视化设计提供了理论支持与方法建议,有助于提升设备管理系统可视化设计过程的系统性、规范性。

关键词： 分布式系统   纠删码   数据布局   批处理任务   作业调度   异构集群  

摘要： 近年来,随着数据的爆发式增长,越来越多的分布式存储系统开始集成纠删码机制,以便在保证高可靠性的基础上进一步降低系统的冗余存储开销。但由于纠删码机制的引入,数据在存储系统中的组织方式发生了改变。以Hadoop系统中实现的条带式纠删码策略为例,在进行条带编码时,原始数据相较于多副本方式被拆分为更细粒度的单元,分散在条带所在的全部节点,当上层MapReduce作业中的任务对原始数据中的一段连续内容进行访问时,纠删码模式下任务需要从多个节点获取数据。当Hadoop系统部署在异构集群环境以及集群各节点负载差异较大时,这种“一对多”的数据访问模式将可能会由于部分节点的数据传输不及时造成任务执行效率的降低,从而增加整个MapReduce作业的完成用时。此外,集群的异构环境和节点运行时负载差异本身也会造成MapReduce作业内部各任务的运行效率差异。因此,为了提升纠删码存储模式对上层MapReduce应用的服务性能,扩展纠删码的应用场景,本文提出了一种基于异构集群的MapReduce作业优化策略,其核心思想是通过修改存储侧的数据放置策略和计算侧的任务分配、作业调度模式,降低异构环境对纠删码存储模式下数据访问性能的消极影响,同时避免静态的任务分配模式放大节点负载差异,从而提升作业执行效率,工作内容主要可以概括为如下三个方面:(1)纠删码存储下作业友好的数据放置不同于Hadoop默认的数据块随机放置策略,本文提出一种基于节点硬件信息和长期后台负载的分组放置策略,我们称之为异构感知的数据放置策略(Heterogeneous-aware Data Placement Algorithm,HDPA),通过对集群各节点的数据访问性能进行分析,将访问性能接近的节点分为一组,当数据以纠删码模式写入系统时,HDPA使同一条带的数据块尽可能放在性能接近的一组节点,避免对条带进行访问时出现掉队节点,提升MapReduce作业对纠删码数据的访问速度。(2)异构环境下负载均衡的任务分配针对Hadoop系统默认的随机任务分配方式造成的节点计算负载偏斜问题,本文基于一般的异构集群环境提出一种动态的任务分配策略(Dynamic Task Allo-cation Algorithm,DTAA),通过在计算节点引入性能分析模块,动态地调节每一个节点上可用于MapReduce作业的计算单元数量,从而实现对集群整体任务并发量的控制,避免由于部分节点负载过高产生严重的长尾任务,影响MapReduce作业性能。(3)多作业并发场景下负载均衡的作业调度Hadoop现有的几类作业调度模式均未考虑到对底层数据访问负载的均衡,静态的资源划分配置也不能很好地适应集群异构环境和变化的负载。本文提出一种负载动态均衡的公平作业调度策略(Dynamic Balanced Fair Scheduling Algo-rithm,DB-Fair),通过在调度器中统计各作业对应数据集在HDPA分组放置策略下的存储信息,以及各节点在DTAA任务分配策略下的可用计算单元的限制情况,动态决定当前各作业可在集群中运行的任务数量和任务优先级,从而保证当数据以多种纠删码模式在系统中存储时,作业在集群中的任务分配对存储节点的访问热度,以及对各计算节点的硬件占用都达到相对均衡的状态,以加快多作业并发场景下的作业执行效率。通过在真实异构集群中部署我们提出的方案,实验结果表明,在不同类型的MapReduce作业中,我们的方案能够提升10%-40%的作业执行效率。在多作业并发场景下,我们的方案能够将全部作业的完成时间缩短约17%。

关键词： FMEA   质量管理   设备管理   供应商质量管理  

摘要： 中国的汽车行业经过多年的快速发展,年产销量多年维持在2000万辆以上。但根据国家监管部门发布的缺陷汽车召回数据,汽车产品的质量并没有随着产销量快速增长得到明显的提升,反而是频频爆发较大的质量事故。国内诸多的汽车零部件企业,质量问题依然突出,且依然停留在依靠事后检验的低级阶段。它们缺乏先进的质量工具开展质量问题的事先预防和控制。FMEA作为一种通过对潜在失效模式进行分析和改进的以预防和控制为指导理念的方法,用于尽早发现产品设计、生产、运输各个环节中潜在失效,尽早提出有效的改进方案,避免失效的发生或降低失效发生时产生的影响。经过国内外企业的应用和实践,表明大部分质量缺陷可以通过FMEA分析方法进行解决。FMEA可以帮助企业有效的降低产品潜在失效的风险,提高产品质量。H公司为汽车零部件的制造型企业,其产品为乘用车制动系统的摩擦片。随着公司的不断发展,公司的客户和产品种类日益增多,且产品的开发周期逐渐缩短,质量问题逐渐增多。本文以此为切入点,运用了文献研究法、现场调查法和案例分析法,对H公司的质量管理进行研究。本文通过对H公司的内部报废、客户投诉、返工返修情况的分析,发现公司在产品的设计开发、过程的设计开发、设备管理、供应商管理等方面存在不足。设计开发中基本没有开展有效的FMEA分析。过程的设计开发中只进行了族式FMEA的开发,没有进行分类细化,对具体产品的潜在失效识别和解决效果甚微,且对包装、运输、返工返修等环节没有开展FMEA分析。设备管理和供应商管理不足导致设备稳定性、供应商质量状况不能满足产品质量的需求。应用FMEA对H公司的产品设计开发、过程设计开发、设备管理和供应商质量管理过程进行改进。结合全面质量管理理念,建立多职能人员组成的FMEA小组,在产品的设计开发过程中,根据客户的产品设计特点建立族式DFMEA,根据材料特性建立摩擦材料配方FMEA,增加自动化生产需求失效模式分析等优化方案。在过程的设计开发中,开展建立细分的基准PFMEA、强化防错的应用、加强领导作用等优化方案。在设备管理方面,通过开发设备FMEA,对设备故障和失效模式进行分析,逐步从事后维修向预防性控制改进。在供应商质量管理方面,通过对供应商选择过程进行FMEA分析,从质量、交付、服务三个方面基于长期和短期的数据对供应商进行风险评估,最终实现风险预防的目的。本文研究的目的在于运用FMEA的事前预防和控制理念,提升H公司的质量管理,不断地降低不良损失和成本,使产品具有更优的竞争力。希望能为同类型的汽车零部件或其它行业的企业提供一定的借鉴和参考。

摘要： The increasing amount of data transferring within a vehicle is driven by the expanding applications implemented on it, initiated the use of Ethernet as a new standard within the automotive industry to not only increase the data rate but also take into account the strict constraints within the automotive environment such as robustness and electromagnetic interference, etc. The introduction of Automotive Ethernet (AE) standards started with 100Base-T1 with a data rate of 100 Mb/s. Later, under the task force IEEE P802.3ch, standards up to the data rate of 10 Gb/s are established. The focus of this work is the study of the physical layer of the transceiver suitable for the AE standards from the data rate of 1 Gb/s to 10 Gb/s. This work presents an SST 9-bit TX-DAC driver, that is fully compliant to the new Automotive Ethernet (AE) Standard IEEE P802.3ch for the data rate up to 10 Gb/s. The TX driver design incorporates a highly-correlated timing-matched 9-bit echo DAC canceler (EC-DAC) to eliminate up-to 24.3dB of the transmit power from the RX path, due to the full-duplex transmission scheme. The TX-EC-DAC driver combination inherently provides 100Ω differential termination and possesses a PVT calibration scheme covering up to 3 sigma process variation with a resolution of 1.5Ω. Designed and fabricated in a 22nm FD-SOI technology, the TX-DAC enables a 1Vppd PAM4 signal swing with raw data rates up to 11.2Gb/s and Nyquist tone sine wave linearity SFDR of better than 50dBc. The driver pair is backward compatible with all relevant AE Standards 10/5/2.5/1GBase-T1 and occupies the smallest area of only 0.05mm 2. The 9-bit TX-EC-DAC combination dissipates 3/42mW from dual 0.8/1.2V power supply with a power efficiency of 2mW/Gb/s per DAC.

关键词： 区块链   Hyperledger Fabric   农产品质量检测   LIMS   分布式系统  

摘要： 保障农产品质量安全已成为最基本的民生福祉之一,农产品质量检测是其中的关键一步。然而当前的农产品检测LIMS(Laboratory Information Management System)系统无法保证检测数据的安全性和可溯源性,无法满足社会公众对农产品质量安全检测的需求。而区块链技术具有不可篡改、可溯源、去中心化等特点,能够充分解决以上问题。因此,本文在农产品检测LIMS系统中引入了区块链技术,成功保障了检测数据的安全性和可溯源性,同时,在智能合约模块引入了环签名算法成功了保证存储数据的真实性和防篡改。本文所做主要工作如下:(1)分析现有的区块链技术,确定技术方案。农产品检测是农产品溯源的一个重要环节,常见于多机构合作,因此本文针对这一需求对区块链技术进行详细分析,最后选定联盟链中的Hyperledger Fabric框架进行系统开发。针对农产品检测LIMS系统存在检测报告文件过大导致存储在区块链上造成资源浪费和效率低下等问题,在区块链技术的基础上引入了IPFS(Inter Planetary File System),使用IPFS存储文件,区块链存储文件索引,提升了文件存储的效率和性能。(2)使用软件工程的方式对系统进行需求分析和总体设计。在功能设计上使用用例图的分析方式,划分了系统管理、检品检测、限量库三个服务模块。为了保证数据的安全性和查询的效率,引入了区块链加数据库的双层存储设计。在系统架构设计上引入了分布式系统架构,解决了原有单体农产品检测LIMS系统存在的扩展性差、可靠性差、复杂度高等问题,提高了系统的稳定性和性能。(3)实现并测试了基于区块链技术的农产品检测LIMS系统。基于联盟链Hyperledger Fabric和rpcx分布式RPC(Remote Procedure Call)服务框架,对LIMS系统的关键功能模块进行实现,包括系统管理模块、结合区块链的检品检测模块,限量库模块。本文侧重于介绍检品检测模块,并辅以流程图、时序图及UML类图加以补充说明。在需求分析的基础上,针对系统的主要功能模块、区块链模块及分布式架构制定了的测试方案,并对系统进行功能测试和性能测试,测试结果表明系统达到了预期效果,成功实现了检测数据的安全存储。

关键词： 光纤光学   分布式系统   时间传递   时间同步   不确定度   稳定度  

摘要： 基础科研、高技术工程应用、国防科技等领域对亚纳秒甚至皮秒量级的高精度授时提出迫切需求,为此我国启动构建分布式高精度光纤授时系统。本文研究分布式高精度光纤授时系统关键技术,包括光纤授时基础技术和光纤授时系统设计两部分,为我国分布式高精度光纤授时系统的建设提供技术支撑。本文的主要研究工作及贡献如下:1.针对影响分布式高精度光纤授时系统授时精度、授时距离和覆盖范围等核心指标的关键技术问题,本文提出通过结合双向同波时分多址、双向波分时分多址、双向分时同波时分多址这三种光纤授时系统设计方案,组成城域、城际、省际三级授时网络的方法,首次在国内1085km实地通信光纤链路上实现稳定度为9.2ps@1s的分布式光纤授时,使授时精度、授时距离等指标达到国际先进水平。2.针对光纤授时过程中链路时延及其漂移、链路噪声、链路损耗和分布式授时等影响授时指标的基础技术问题,本文提出了基于时间-电压转换的光纤链路时延精确测量技术、基于DDS的大范围高精度时延补偿技术、基于载波恢复时间再生的噪声抑制技术、双向光-电-光中继技术和基于载波恢复的时分多址授时技术。基于时间-电压转换的光纤链路时延精确测量技术的测量稳定度达到了2.5ps,优于主流仪器SR620的5ps稳定度的指标;基于DDS的大范围高精度时延补偿技术的时延补偿分辨率0.6ps,优于主流仪器DG645的5ps分辨率的指标,为分布式高精度光纤授时系统奠定技术基础。3.针对城域分布式高精度光纤授时系统同时面临的多授时节点问题和双向波长不一致引入的色散偏差的问题,本文提出了基于载波恢复的双向同波时分多址光纤授时方案。采用载波恢复技术提高了各个节点的授时稳定度,而双向激光标称波长相同则减小了色散偏差。实现了1个本地端对11个远程端的授时,在550km实验室光纤和871.6km实地光纤链路上分别获得13.8ps@1s、2.5ps@40000s和15.1ps@1s、7.1ps@40000s的授时稳定度。双向同波时分多址光纤授时方案用于距离小于100km的链路,授时不确定度优于20ps,优于国际上报道的在73km链路上100ps授时不确定度的指标,故核心指标满足城域分布式高精度光纤授时系统的需求。4.针对城际分布式高精度光纤授时系统存在的授时距离延长和信噪比恶化的问题,本文提出了基于色散偏差自动修正的双向波分时分多址光纤授时方案。双向采用密集波分复用(DWDM)系统两个相邻波道的激光,抑制了后向散射和端面反射光对信噪比的影响,色散偏差自动修正技术减小双向波长不一致引入的不确定度,从而延长了授时距离并提高了短期稳定度。经过实验测试,在800km实验室光纤和1085km实地光纤链路上分别获得了4.9ps@1s、0.8ps@40000s和9.2ps@1s、5.4ps@40000s的授时稳定度。双向波分时分多址光纤授时方案适用于距离小于500km的链路,授时不确定度可以达到60ps,优于国际上报道的在540km链路上250ps授时不确定度的指标,故核心指标满足城际分布式高精度光纤授时系统的需求。5.针对省际分布式高精度光纤授时系统存在的授时距离进一步延长、信噪比进一步恶化和双向波长长期漂移引入色散偏差的问题,本文提出了基于波长跟踪的双向分时同波时分多址光纤授时方案。利用激光波长跟踪技术使双向波长差异足够小且保持长期稳定,解决了双向波长长期漂移引入色散偏差的问题;采用事件计时器模块测量时间间隔的方法,减小了链路时延测量的温度漂移和测量不确定度;采用分时双向时间比对的方法,保证链路上任意时刻只有上行或者下行一个方向的光在传播,避免了瑞利后向散射和接头端面反射的影响,进一步提高了信噪比,延长了单级传递的距离;利用基于数字锁相环的守时电路良好的相位保持能力,保证分时双向时间比对的稳定度。在实验室750km光纤链路上达到了4.7ps@1s、0.4ps@40000s的授时稳定度,8.4ps的不确定度。经过分析,该方案如果用在1000km光纤链路上,可以达到10.9ps的授时不确定度,优于国际上报道的在744km链路上112ps授时不确定度的指标,故核心指标满足城际分布式高精度光纤授时系统的需求。本文研究的部分关键技术已在我国分布式高精度光纤授时系统的建设中得到应用。为了进一步提高光纤授时的精度,本文讨论了基于光纤微波频率传递的超高精度光纤授时技术,并通过实验进行了初期的验证;展望了基于光纤光频传递的超高精度光纤授时技术,以获得更高的光纤授时精度。

关键词： 设备管理   工程项目   效果评价   模糊综合评价  

摘要： 近年来我国基建工程施工不断稳步推进,工程承包模式也不断创新,完成了很多重要工程,创新程度和设备化水平也在不断提高。设备管理效果成为制约施工安全、质量、成本等各个环节的重要因素。良好的设备管理工作,有助于提高施工效率,保障施工安全,减少施工成本。而施工现场常出现设备管理跑冒滴漏现象频发,安全意识淡薄,由设备管理疏忽或故障引起的的安全事故屡见不鲜。从公司管理层到项目管理团队均想方设法加强设备管理工作,然而这些管理手段的效果如何,仍然难以量化。如何进行施工项目的设备管理评价成为一个重要的研究课题。本文从公路施工项目视角出发,对设备管理效果评价进行研究。首先,通过扎根理论进行文献分析,从一开始就保证数据字段的客观性,逐步形成一二级编码和主轴编码,同时进行访谈,获取设备管理评价指标。综合以上两种信息建立指标体系。此方法有别于传统的访谈方式,引入扎根理论的文献分析,提高了数据的客观性,避免了思维惯性的盲区,使指标体系更加趋于完备。其次,在形成的编码体系的基础上,对各层级间的重要性进行比较矩阵的判别、赋值,形成判断关系矩阵。并用层次分析法计算各指标权重,确定各级权重指标并进行一致性检验。最终形成评价模型。最后,以中铁A局B项目为例,说明项目设备管理现状及面临的问题,利用问卷方式,在中铁A局B项目针对形成的评价模型的各指标进行问卷调查,根据调查问卷结果,利用模糊综合评价分析各指标的评分,确定项目设备管理的综合管理水平及其薄弱环节,有的放矢的予以加强。研究成果为公路工程项目设备管理效果评价实施提供了理论支持,不仅可以科学的衡量项目的设备管理水平,而且对进一步优化管理方式,提高工程项目设备管理水平提供明确的重点和依据,还可以为类似工程项目设备管理效果评价提供一定的参考。

摘要： 由于高速公路施工项目的特殊性，会用到大量机械设备，涉及到大量的物资材料，工程结构的施工质量与机械设备的应用质量和效率息息相关，施工材料的质量对工程质量的影响是不言而喻的。探讨高速公路物资设备管理的精细化管理模式，以期提高施工效率，将工程成本降低。一、高速公路物资设备管理的意义在高速公路建设过程中，需要应用大量的机械和材料。机械设备的应用质量和效率与工程结构的施工质量成正比，建筑材料的质量对工程质量的影响不言而喻。