基于数字孪生的装备维修保障平台

维修保障是装备运行使用的重要部分,装备的维修保障能力直接影响其效能的发挥。而基于历史故障数据的传统维修保障方式很难实现实时精确保障,使得装备效能发挥受到了影响。数字孪生技术的发展为装备运行使用过程中的全资可视化、装备状态实时感知、故障快速预测并诊断、维修方案智能化制定及验证、维修指导以及按需训练培训等提供了良好的实现条件。文中在研究装备维修保障对象、业务领域及寿命期保障内容的基础上,设计一种装备维修保障数字孪生模型,分析装备数字孪生体组成以及需要管理的元素;在分析装备维修保障孪生数据流的基础上,提出了装备维修保障数字孪生平台框架;最后针对装备维修保障数字孪生体的构建及使用,分析了数字孪生平台实现的关键技术。研究成果可指导装备维修保障数字孪生体建设工作的开展,实现装备实时、精确保障。

基于1DCNN-BiLSTM的航空发动机故障分类研究

随着航空发动机运行状态的变化,其故障模式也会发生变化。针对航空发动机的运行退化趋势,提出一种基于1DCNN-BiLSTM的航空发动机故障分类模型。该模型可以直接用于原始监测数据,不需要其他算法提取故障退化特征,并且能充分利用1DCNN提取时间维度局部特征的优势,以及BiLSTM处理非线性时间序列及利用双向上下文信息的特点,最后连接全连接层来学习双向时序依赖的特征信息,并使用softmax函数来诊断故障类别。在美国航空航天局公开的CMAPSS数据集上进行验证,将故障模式分为无故障、HPC故障(单一故障)、HPC&Fan故障(混合故障)三种类型。实验结果表明,与其他模型对比,所提模型具有较高的分类精度,这对提高航空发动机运行可靠性和进一步进行剩余使用寿命预测有一定的实用价值。

基于网络共享的材料性能数据库系统

针对材料性能数据管理的需求,文中提出一种材料性能数据网络共享方案,该设计包括材料性能数据采集、数据查询、数据分析、数据可视化以及数据安全管控模块的材料性能数据库系统,能解决现有材料性能数据库网络化共享不足、数据融合及多学科支持不足、智能化服务不足、标准化不足和数据安全管控不足等问题。采用分级访问控制策略,用户登录系统后对材料性能数据进行标准化处理并存储,形成共享材料性能数据库;再对存储的标准化处理后的材料性能数据按照权限进行受控查询共享,对受控查询共享得到的材料性能数据进行对比分析;最后,对得到的受控查询共享结果和得到的对比分析结果进行可视化展示。数据库系统采用基于B/S跨平台J2EE的MVC架构集成第三方计算平台,用户通过浏览器及网络可方便使用材料性能数据及相关服务;数据库采用MongoDB,支持分布式存储及高效查询。

基于面向服务架构的敏捷供应链信息集成研究

在分析敏捷供应链信息系统的特性及需求的基础上结合WebService技术和面向服务架构(SOA)思想,从生命周期角度描述了整个敏捷供应链信息集成的整个生命周期过程,并且提出了基于面向服务架构和WebService实现技术的信息集成系统框架,简要分析了如何采用WebService技术来实现整个系统,分析了实现过程中可能遇到的实际问题及将来进一步的研究方向。

基于XML的信息集成研究

基于可扩展标记语言(extensible markup language,XML)的Web服务作为一种新型的信息集成架构已经受到来自数据库领域和软件工程领域的广泛关注。服务的整个构建、描述、发布、发现、数据传输过程都是以XML为基础的。在分析了XML的特性的基础上,提出将服务组合、调用的接口处理问题转换成XML数据的处理问题,将服务传送的异构数据、参数的处理转换成XML消息的处理。在此基础上,提出了基于XML的异构信息集成方案。该方案将异构数据库数据以及接口处理信息转换成XML文档,按照通用的XML文档的格式来访问异构系统服务,集成系统服务,并可以通过XML文档的加密/解密来保证系统内部数据的安全性。最后还分析了基于XML的信息集成方案的实现。

基于Web服务的面向服务(SOA)架构研究

早在十年前,Gartner Group就提出了面向服务软件体系架构概念。但是传统SOA(Service Oriented Architecture)的实现采用的都是一种紧耦合、非通用的接口设计,无法满足跨企业的分布式系统的信息共享,无法使软件得到最大限度的重用,不能实现实时系统,因而一直没有得到很好的应用。随着W3C对Web Service的协议的规范化以及IBM,Microsoft,SUN等国际顶级IT大公司联合制定规范和服务支持,Web Service技术日趋成熟化。Web Service采用了一种面向服务(SOA)的开放的、松耦合的架构,所有协议都是基于XML具有通用性,并且实现简单。因此,Web Service给SOA软件体系架构带来了新的契机。深入剖析了传统SOA架构技术和Web Service的原理、实现机制,并且分析了基于Web服务的SOA的实现,描述了基于Web服务的SOA的通信结构和实现层次结构。

基于Web Service的企业知识管理研究

在分析企业知识管理的定义、内容、过程及需求的基础上得出当今知识管理的关键点在于不同企业、不同地区的知识及信息的共享,并且提出了基于Web service的松散耦合的企业知识管理框架,为企业信息化的发展提供了完善的应用集成解决方案。

基于XML Schema XML文档验证算法

文中研究XML文档的验证机制,提出一种基于XML Schema验证XML文档的算法。该算法将数据语法规则、约束要求及类型要求等采用XML Schema进行描述,既能够基于XML Schema验证XML文档语法的正确性,又提供语法错误的处理机制并支持错误位置追踪。当XML文档存在语法错误时,该算法将错误信息按照错误发生顺序依次输出。通过对错误信息的处理,该算法可以通过鼠标点击错误信息追踪语法错误发生位置。因而数据编辑人员可以高效地对XML文档做出修改,提高了工作效率。为验证该算法的正确性,将该算法集成到某XML编辑器中,并通过实验验证。经过一系列的试验验证,该算法达到了设计要求。

一种将XML模式转化为编程语言的算法

为设计与实现XML通用数据编辑框架中编辑数据的验证,提出一种将XMLSchema文档转化为Java代码的算法。研究XMLSchema的元素和元素间嵌套关系的定义规则,在此基础上定义元素到Java代码的转换规则和转换算法。该算法以Schema元素为根元素,采用深度优先搜索算法遍历XMLSchema文档的每个元素,保证对XMLSchema文档转换的完整性。算法实现了XMLSchema定义的28种元素和12种限定元素到Java代码的转换,并且元素间的嵌套关系也得到完整的保存。最后通过转换实例验证了该算法的正确性和有效性。

基于装备构型的IETM数据安全管控研究

交互式电子技术手册数据涉及装备的核心数据,保障手册数据的安全具有重要战略意义。在分析交互式电子技术手册数据特点的基础上,提出以装备构型为基础的IETM数据模型及安全管控需求。针对安全管控需求,提出基于装备构型的交互式电子技术手册数据安全管控模型。数据安全管控模型包括以装备构型为基础的数据保密性、数据完整性、数据可用性和数据可靠性安全管控4个方面。针对交互式电子技术手册数据安全管控需求及管控模型,进行了基于装备构型IETM数据安全管控设计,采用J2EE及Web Service技术实现数据安全管控组件,数据安全管控组件与交互式电子技术手册浏览、操作等业务功能集成,实现交互式电子技术手册数据细粒度安全管控。

基于Web服务的协同制造研究

产品的复杂性决定了产品制造过程的复杂性,需要设计、工艺、生产等部门在各个环节以及不同制造原料和生产人员协同完成,网络以及网络化制造的发展为分布式协同制造提供了实现环境,Web Services技术的成熟化为实现协同制造提供了技术支持,各个系统通过Web Services以及可扩展标记语言实现异构信息的共享及制造过程协同。研究了基于Web Ser-vices的协同制造,提出了面向服务的协同制造管理框架,并分析了框架的实现。最后将协同制造管理框架应用到车间管理信息系统,并使CAD、PDM、CAPP、设备、人事、生产信息等协同到制造过程,实现制造过程集成管理。

基于GJB6600的自主可控IETM浏览平台研究

分析基于GJB6600的交互式电子技术手册(IETM)浏览使用需求基础上,提出基于GJB6600,满足国家安全保密要求的自主可控IETM浏览平台框架及软件实现技术架构。在自主可控IETM浏览平台框架和技术架构的基础上,依据IETM浏览需求及国家安全保密要求进行IETM浏览平台功能设计。将装备维护使用过程中的各种数据有机结合,形成较强交互功能的数字化手册;采用国产安全数据及固定关系模式存储手册数据;将3D技术与手册数据有机融合实现虚拟维修培训;采用Web Service技术预留与其他信息系统接口,为IETM智能化集成提供基础;采用平台无关的J2EE及Ajax技术实现IETM浏览实现;采用Lucene技术实现IETM知识的智能化检索使用。该IETM浏览平台已在多个型号的IETM系统中使用,其安全性、界面友好性、图文交互性及通用性得到了验证。

基于型号装备-角色的IETM访问控制研究

针对交互式电子技术手册应用中的管理和安全保密需求,在分析传统访问控制模型的基础上,提出基于型号装备-角色的访问控制模型。该模型包括用户、型号装备、装备用户、角色、权限、操作访问控制规则、数据访问控制规则等,支持功能操作权限和数据权限分离,支持以型号装备结构为基础的细粒度数据访问控制以及以角色、装备用户为基础的功能操作访问控制定义和管理,给出了权限定义和权限计算方法。根据IETM的功能及数据访问控制需求,对交互式电子技术手册访问控制进行软件功能、控制流程及数据模型设计。采用J2EE及Web Service技术开发模块组件,实现交互式电子技术手册层级式、细粒度访问控制。

基于RUP的迭代式软件开发研究及应用

在分析RUP核心思想的基础上,讨论基于RUP的迭代式软件过程,并针对中小项目对RUP过程进行裁减优化,提出管理信息系统的RUP-MIS迭代开发模型。该模型由静态结构和动态过程构成,通过分析静态结构和动态过程中的各要素,得出RUP-MIS模型的动态迭代过程,最后将裁减优化后的RUP-MIS模型迭代式开发过程应用于外事管理信息系统的开发验证RUP-MIS模型中。

交互式电子技术手册的技术发展与应用研究

从交互式电子技术手册技术(IETM)的分类、技术标准、制作工具等方面概括了IETM技术国内外发展过程。对不同的文献中有争义的观点做出了正确的解释,对比了美欧IETM技术标准和国内外IETM制作工具,分析了武器装备中应用IETM的意义,介绍了IETM国内外应用现状,总结了IETM发展趋势,最后依据我国IETM研究现状提出了在我国进一步推广应用IETM的总体建议。

基于IETM的电子训练系统设计

在分析电子化培训训练需求基础上,提出基于IETM的装备电子训练方案。将基于S1000D标准的IETM数据模块及实体文件按照培训训练课目要求及相关标准进行转换、封装,发布形成电子训练课件包。根据训练场景及任务、产品任务,构建装备电子训练运行环境,开发训练策略,形成训练课程。将训练课件导入训练课程,根据训练大纲、训练任务计划执行训练任务,实现装备电子化训练,训练过程中记录相关数据。训练结束后评估学员训练效果、训练任务及课程设置合理性等。文中给出装备电子训练平台框架及软件实现技术架构,依据装备训练需求,进行软件功能设计,采用平台无关的J2EE及Ajax技术设计装备电子训练系统。该系统已在多套装备的训练中使用,其安全性、界面友好性、图文交互性及通用性得到了验证。

全寿命周期装备综合保障信息化框架研究

在全寿命周期装备综合保障业务的基础上,提出我国装备全寿命周期的综合保障信息化目标就是从装备全寿命信息无纸化入手,逐步建立数字化装备综合保障平台,营造集成数据环境,实现装备全寿命周期信息的数字化、自动化、网络化与集成化。围绕装备综合保障信息化建设目标,提出了装备的面向全寿命周期的综合保障信息化框架,分析了框架组成及实现关键技术。

基于S1000D标准的IETM技术研究

交互式电子技术手册制作过程是一个多技术融合过程,为了研究交互式电子技术手册制作过程中所涉及到的诸多技术,解决手册研制技术过程繁琐复杂以及技术路线不清晰等问题,通过将S1000D标准与IETM手册研制过程相结合,对IETM研制过程中涉及的数据规划技术、信息处理技术、图形处理技术、软件工程技术进行了详细阐述分析研究,形成满足标准并切合实际的IETM研制技术的合理分类,该研究能有效指导IETM手册制作的顺利开展,提高IETM手册的编制效率,对IETM研制过程技术提升起到积极的促进作用。

基于UML建模XML模式

为快速理解XML Schema文档结构,研究使用UML建模XML Schema文档的方法。分析已有研究的局限性,基于XML Schema定义的元素及元素间的嵌套关系的定义,提出一种基于元素的使用UML建模XML Schema文档的方法,定义将XML Schema文档转换为UML类图的转换规则。该建模方法可以为XML Schema文档包含的任何元素建立UML类并用UML模型中定义的关系表示元素间的嵌套关系,保证了XML Schema文档的UML模型表示的完整性。以实例验证了该方法的可行性。

基于J2EE的IETM制作平台系统分析设计

分析了基于S1000D标准的交互式电子技术手册(IETM)制作平台的功能需求,给出了构造IETM制作平台系统的技术体系架构和总体功能结构,详细介绍了IETM制作平台每个功能模块的设计方法,重点研究了使用J2EE平台构造IETM制作平台系统的核心技术,设计的IETM制作平台具有内容编制、内容管理、内容发布、内容交付、内容浏览等功能,为IETM制作平台的软件实现提供了参考。