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关键词： 行波管   文件管理   SpringBoot技术   UML建模  

摘要： 当前电子制造行业快速发展,产品研发创新与日常管理,会产生大量的电子文档与纸质文档。三乐公司作为设计与生产行波管的重点企业,会产生分布广泛、品类繁多的文件,然而,由于缺乏文件管理,不能快速、准确查找文档,造成文档资料难以共享,利用率不高的困境,同时也存在资料损坏、泄露的风险。因此,本文提出了行波管设计文档管理系统的构建。本文对行波管设计文件管理系统的开发过程展开了全面分析、设计与实现,首先,指出三乐公司行波管设计、使用过程会产生的大量电子文件与纸质文档,面临着文件管理带来的巨大人力成本,而且管理效率低下,难以对相关数据进行准确统计,因此,本文提出构建文件的数字化管理方式。并对国内外文档信息化建设方面的研究情况进行分析,介绍了当前研究成果、进展与特色,确定了系统研究的重要意义。其次,对系统开发过程使用的核心技术进行描述,阐述了Spring Boot技术,持久化框架Hibernate、mySQL数据库、前端框架Struts2等开发技术的工作原理与特点。再次,从经济、技术与社会等多方面探讨了系统建设的可行性,确定了系统用户角色构成,通过用例图、流程图等UML建模方式,直观展示了多层次功能构成与业务处理过程,并从网络、硬件设备、性能等多方面分析了非功能性需求。接着,对系统进行详细设计,搭建了系统应用、技术与网络等方面框架,指出了系统使用的开发技术,明确了硬件设备与网络部署情况。通过功能结构图描述了系统功能构成,对系统功能模块进行流程图、时序图设计,并从概念、物理模型等方面设计了数据库。最后,对系统进行编码开发,搭建了开发环境,展示了主要功能的程序代码与页面效果,描述了实现过程与功能作用。通过搭建测试环境,进行数据、功能、性能、非功能性等方面测试,确认系统设计达到了设计目标。通过构建三乐公司行波管设计文件管理系统,不但实现了文件的分类与集中管理,也实现了全文快速检索和在线预览。可以对文档进行入库、整理、发布、归档以及借阅等操作,全面实现了文件电子化管理。

关键词： CBTC工程测试   中国邮路   测试序列   Edmonds-Johnson算法   形式化方法  

摘要： 近年来,城市交通拥堵问题日益突出,城市轨道交通建设被视为有效解决问题途径之一,担任着越来越重要的角色。基于通信的列车运行控制系统(Communication Based Train Control,CBTC),作为我国现代化城市轨道交通最核心的技术之一,对于提高列车通过能力,保证列车运行安全都起到了重要作用。CBTC系统在投入使用前,必然要进行工程测试,目前各CBTC系统生产厂家在工程测试阶段使用各自的测试方法与标准,业内并没有形成统一的测试流程,测试效率低下,且极易发生重测、漏测的现象,也无法验证测试的可行性,测试阶段极易出现安全问题。因此研究通用的CBTC系统测试序列生成方法,提高测试效率,是有必要的。论文主要研究了一种CBTC系统工程测试阶段测试序列的生成方法,首先依据城市轨道交通互联互通最新标准规范编写了覆盖全部系统需求的测试案例库,然后通过对测试案例库中的全部测试案例进行分析,可将测试案例按照是否涉及车载设备的模式转换分为两部分,并分别对这两部分案例展开串联工作。对于涉及到车载设备模式转换的测试案例,将其转化为求解具有多重弧段的有向图的中国邮路问题,利用Edmonds-Johnson算法进行求解,并结合LINGO工具进行建模与分析,构造有向欧拉图,找出邮递路线的最优解,然后提出一种测试序列优化方法,解决生成的测试序列过长导致的可执行性低的问题,从而得到涉及到车载设备工作模式转换相关功能的测试序列;其余不涉及车载设备工作模式转换的案例,则通过形式化描述的方法,首先将测试线路按照某种规则划分为若干测试区段,然后分析测试案例执行约束条件与测试区段特征量,设计匹配算法,将测试案例与测试区段进行匹配,匹配完成后利用基于列车运行状态一致性的串联算法将测试案例进行串联,并开发测试序列辅助生成工具,生成非模式转换测试序列。以上方法生成的两部分测试序列就构成了全部的CBTC系统工程测试序列,将其在CBTC系统自动测试平台中执行,均可以正确执行,并将本文生成的测试序列与人工编制的测试序列进行对比,结果表明本文生成的测试序列能明显提高CBTC系统工程测试的测试效率,为实现自动测试提供了保障。

关键词： 生产管理系统   电力物联网   可视化   数据感知   UML建模  

摘要： 目前,随着电力体制的深化改革以及智慧供应链体系的深入建设,国家电网等企业正由单一电能供应商向智慧综合服务提供商的角色转变。企业对于物资供应商生产制造领域的全过程追踪还缺乏平台支撑,物资的生产制造存在着“信息孤岛”、可视化程度低等问题。电力物联网技术是实现数据感知的有效手段,也是实现物资生产管理可视化的基础。本文将以重要的电力物资——电力电缆为研究对象,从电缆生产管理系统的分析和建模入手,在电力物联网背景下实现电缆物资生产全过程的管理与可视化。开展的研究工作如下:(1)对电缆生产管理系统进行了需求分析和总体设计。首先对电缆生产的业务流程进行了详细的分析,得到了系统在功能、数据感知以及电缆制造过程的管理与可视化等方面对电力物联网技术的需求;在对电缆生产管理系统进行需求分析的基础上给出了系统的总体设计方案、体系架构、功能模型以及系统的物理结构。(2)对电缆生产管理系统进行了功能和车间数据建模。利用UML建模技术对系统功能构建模型,并给出了建模的流程。以系统在数据感知方面的需求分析为基础,对电缆车间的数据进行划分,并同时对其进行了UML建模。(3)利用电力物联网技术实现了数据感知与交换。通过分析电缆制造车间的感知属性及感知量,建立了基于车间数据感知模式的感知属性——感知量——感知设备——感知网络映射关系模型;构建了以感知成本、传感延时和感知稳定性为目标函数的多目标优化模型,并给出了求解方法;利用电力物联网感知技术实现了电缆车间的数据感知并通过建立XML—关系型数据交换框架实现对感知数据的交换。(4)以建模研究为依托,开发了电缆生产管理系统并进行了可视化实现。在介绍了可视化技术、可视化模型的构建以及可视化界面实现方法的基础上,进行了电缆生产管理系统的数据库设计,采用Python编程语言,以PyCharm为平台,开发了电缆生产管理系统,实现了相关功能的可视化。开发的系统功能齐全,人机界面友好,具有一定的参考价值。

关键词： 形式化方法   定理证明方法   高阶逻辑定理证明器HOL4   有向图理论  

摘要： 随着计算机系统设计的规模和复杂度大规模增长,系统的安全性同样受到严峻的考验。形式化方法在系统设计验证中使用数学的方法,和传统的程序测试相比具有更高可靠性和完备性,其中定理证明方法不仅能够弥补传统测试在系统验证过程中的不足,对系统进行更加完备的验证,而且能够处理无限状态空间下的系统验证工作。图论是数学中的一个重要分支,已经被广泛应用到航天航空、电力、通信等等安全性要求较高的系统中。定理证明方法是基于定理证明器来实现的,定理证明器的发展需要定理库的支撑,然而HOL4作为目前最流行的定理证明之一,其理论库中还没有图论理论的形式化理论库,从而限制了定理证明器HOL4在图论相关领域的应用,因此将图论理论在定理证明器HOL4中形式化,不仅可以进一步丰富和完善定理证明器HOL4的理论库,而且还可以推动形式化方法的快速发展。本文首次在定理证明器HOL4中对图论理论进行形式化工作,其中包括在系统中建立了图的基本数据类型,并在完成图基本数据类型建模的基础上完成了有向图理论中基本图类型、图的操作、图的顶点度、图的边与路径、子图等五部分相关定义的建模工作,之后对定义建模中包含的相关性质进行了形式化验证,并首次在定理证明器HOL4中建立了图论理论的有向图定理库。同时为举例说明已经建立的有向图定理库的使用方法,因此将已经建立的有向图定理库应用到深度优先搜索算法和广度优先搜索算法在定理证明器HOL4中的建模与终止证明,从而说明已建立的有向图定理库的正确性和实用性,进一步推动了 HOL系统的发展,使形式化方法能够解决更多的实际问题。

关键词： 民航客机   伤员后送   结构设计   DoDAF业务视图  

摘要： 为优化民航客机伤员后送体系顶层设计、分析伤员后送需求、规范民航客机伤员后送体系建设,基于美国国防部体系结构框架业务视图,从体系结构角度对民航客机伤员后送进行系统分析,明确民航客机伤员后送各任务部门分工与组织关系,为民航客机伤员后送任务需求的确定提供理论参考.

关键词： 制造执行系统   阿米巴经营模式   UML建模  

摘要： 制造执行系统是使现代化制造企业实现生产管理过程信息化的重要系统,系统重点落实企业生产过程的管理,即在制造企业的生产车间建立完整的信息化管理模式。制造执行系统在生产车间的应用,使得车间生产更加智能化、信息化、精准化,从而最大化地利用企业的资源,加强企业领导层对企业生产车间的实时一体化管控,是建设智能化生产企业的关键步骤。研究和应用新的生产管理信息系统,不仅能够应对客户提出的更复杂的生产要求,而且还对企业的生产率的提高、更加精准的交货期、降低企业生产成本都有显著效果,对企业增强行业适应能力和竞争能力都有重要的意义。本文的研究基于制造执行系统在AKT公司的设计与实施案例,AKT公司是一家以加工PCB板为主营业务的电子代工厂,此类工厂目前在生产制造过程中遇到的主要问题包括物料的管理与收发效率低下,生产工艺与生产调度智能化程度低,生产成本管控等问题。本文通过对AKT公司的实地调研,以提升工厂生产效率低、降低生产成本为研究目标,分析此类工厂的车间现状与生产管理流程,以此得到详细的用户需求分析与用例分析,明确AKT公司在MES系统的具体功能模块与框架。结合MES相关理论知识和标准、流程图和用例图等UML建模工具,为系统功能模块做出了详细的研究分析,运用阿米巴成本经营理论与方法对企业生产成本进行管控分析,本文开发系统主要是采用MEAN全栈式开发方式,系统的架构为B/S,通过以上理论知识与工具方法为电子产品制造企业建立高效的智能制造执行系统进行建模与应用研究。

关键词： 统一建模语言   形式化方法   符号模型检测器   模型检测   模型转换  

摘要： 随着计算机技术的飞速发展,无论是软件系统还是硬件系统都变得越来越庞大而且复杂,保障这些系统的正确性就变成了人们必须正视的问题。在一些对安全需求比较高的领域里,更是需要对系统的安全性进行保证,因此保证系统安全性的方法也就成为了现在研究的热门内容。形式化验证是一种可以提高系统安全性的有用方法,而模型检测是形式化验证的一种主要技术。UML是一种面向对象系统所用的建模语言。它对建立模型所需要的一些元素进行了定义,可以利用多个视图的结合从不同的角度全面分析建模一个系统。然而UML只是一个半形式化的建模语言,并不能对系统的安全属性进行自动分析和验证。为了弥补上述不足,则需要形式化的验证工具对建模后的系统进行验证。本文使用形式化的方法以车身电子稳定系统为实例来对UML模型进行模型检测验证。所做的主要工作内容如下:(1)使用UML来对待检测的系统建模,再将UML图例输出为可扩展的XML文件。(2)通过分析了UML的语义和SMV的语义定义了将UML图例转换为SMV语言的规则。(3)在C#环境下设计代码来实现转换将XML文件转出SMV文件。(4)使用Nu SMV来对转换出的SMV文件进行验证工作。

关键词： 分布式消息系统   Kafka系统消息传输机制   形式化方法   建模与验证   可靠性  

摘要： 消息队列中间件是分布式系统的重要组件,它使得应用程序只需关注数据,而不需要关注数据在传输时的具体细节,从而解决了消息异步传输、应用程序解耦以及流量削峰等问题。Kafka是一个开源的基于发布-订阅模型的分布式消息系统,具有低延迟、高吞吐量和良好的负载平衡等优势,已在Twitter、Yahoo等互联网企业中广泛使用。Kafka作为一种受欢迎的消息系统,在应用程序之间传输消息是其核心功能之一,因此数据在Kafka消息传输过程中的可靠性和安全性也成为人们关注的重点。Kafka消息系统包括生产者模块、服务器模块以及消费者模块这三个基本模块,并且Kafka消息传输机制详细描述了各模块实体之间的通信过程以及规则从而来保证该系统在通信过程中消息的正确传输。同时形式化方法能够从数学逻辑的角度去分析一个系统模型是否是可信的,因此我们选择使用形式化方法中的通信顺序进程（Communicating Sequential Processes,CSP）对Kafka消息传输机制进行建模与分析。通过将三个模块中的实体抽象为进程,并用形式化的方式描述各进程间的通信交互过程来完成对消息传输机制的建模。其次,我们简要描述了为保证数据可靠性Kafka系统消息传输机制所需满足的五大性质,包括无死锁性、一致性、并发性、顺序性和容错性,并完成了形式化模型在模型检测工具PAT（Process Analysis Toolkit,PAT）中的编码实现和性质检验。从PAT的执行结果我们得出了Kafka系统消息传输机制满足上述性质的结论,从而验证了Kafka消息传输机制能够保证在正常通信过程中数据的正确性和可靠性。最后,为了进一步分析Kafka系统消息传输机制的安全性,我们在原模型中添加了入侵者模型和身份认证协议Kerberos模型。通过模仿现实网络环境中的入侵者攻击行为,我们比较了有无安全协议Kerberos的消息传输机制的性质验证结果。结果显示了Kerberos协议可以阻止入侵者伪装成实体进程的攻击,却无法抵御入侵者拦截窃取正常通信中消息的攻击。因此,我们得出了Kerberos协议在某些方面能够提高Kafka消息传输机制的安全性,但依旧存在某些安全漏洞。

关键词： 结构化   桥梁设计   应用  

摘要： 桥梁工程在我国的经济和社会发展中一直扮演着举足轻重的角色,由此可见桥梁工程的安全性和稳定性都十分重要。文章从结构化设计角度入手,对其在桥梁设计中的应用进行探讨,体现结构化设计的重要性,对桥梁设计具有指导和借鉴意义。

关键词： 环氧乙烷四氢呋喃共聚醚   Huisgen反应   氨酯结构   力学性能   含能材料  

摘要： 复合固体推进剂的主要成分有:氧化剂、燃烧剂、增塑剂、键合剂、粘合剂和固化剂等。粘合剂与固化剂通过化学键的交联为推进剂各组分提供结构的完整性和优良的力学性能。推进剂可通过有规律的燃烧释放出高密度的能量、产生高的比冲值。粘合剂技术是推动整个火炸药发展的关键技术之一,尤其在固体推进剂中,粘合剂被认为是固体推进剂的心脏,是固体火箭推进剂更新换代的标志。传统的粘合剂是异氰酸酯固化体系,因其特殊的聚氨酯微相分离结构能实现力学性能的不断优化,进而广泛的被使用在实际固体推进剂中。但其固化温度较高、湿度敏感、与其他助剂副反应、对实际储存的要求高。由此可见,发展高力学性能的粘合剂系统以及相适应的对环境湿度、填料水分含量不敏感的固化体系,成为固体推进剂非常实用的技术需求。以叠氮聚醚为基体的Huisgen反应三唑固化体系因其湿度不敏感、室温固化、无小分子产物、反应专一稳定等优点迅速成为粘合剂技术研究的热点,但因其侧链上有强极性-CH2N3基团,导致分子链柔顺较差,力学性能不高、而达不到实际应用的需求。因此,如何避免固化过程中由于水敏感带来的实际应用问题,又能实现力学性能的不断优化,达到实际应用的要求,仍是一个巨大的挑战。为提高Huisgen反应固化体系的力学性能,将三唑固化体系应用到固体推进剂中,本课题选取高柔顺性的环氧乙烷四氢呋喃共聚醚（二官能度p-PET和三官能度t-PET）为研究对象,沿用Huisgen三唑固化反应体系的优点,并针对其力学性能不高的特点,从分子结构的设计出发,设计含氨酯结构的端炔基聚醚,并与多叠氮基化合物进行炔基-叠氮基Huisgen反应,构建一个含氨酯结构的Huisgen反应固化交联材料体系。本文得到结论如下:（1）以p-PET为反应底物,利用2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）上两个异氰酸酯基活性的不同,先与p-PET反应进行异氰酸酯封端,然后再与丙炔醇反应得到含氨酯结构的丙炔氧基羰基胺封端环氧乙烷四氢呋喃共聚醚（p-Pr PET）。以t-PET为反应底物,先与二氯亚砜进行氯代反应,再与叠氮化钠反应得到三官能度端叠氮环氧乙烷四氢呋喃共聚醚（t-ATPET）。以季戊四醇为原料,先与氯乙酸反应,再与叠氮化钠反应生成四官能度季戊四醇四叠氮化物（Az PTO）。傅里叶红外测试（FTIR）和核磁检测表明,端羟基被炔基和叠氮基完全取代。凝胶渗透色谱（GPC）测试表明,反应前后二者分子量及分子量分布几乎不变,且没有发生断链等副反应;测试结果表明得到了目标产物p-Pr PET、t-ATPET和Az PTO。（2）以季戊四醇四叠氮化物（Az PTO）(f=4)为固化剂,以含氨酯结构的p-Pr PET和不含氨酯结构的端炔基环氧乙烷四氢呋喃共聚醚（p-PPET）分别作为粘合剂,制备不同炔基与叠氮基摩尔比（R=0.8、0.9、1.0、1.1、1.2）的p-Pr PET/Az PTO和p-PPET/Az PTO弹性体。研究反应当量,有无氨酯结构等因素对Huisgen反应固化交联材料性能的影响。拉伸测试结果表明,随着R值的增加,弹性体的拉伸强度,杨氏模量呈先增加后减小趋势,而断裂伸长率呈先减小后增加趋势。含氨酯结构的弹性体其力学性能优于不含氨酯结构的。在R=1.0时,p-Pr PET/Az PTO弹性体的力学性能达到最佳,其断链伸长率,拉伸强度和杨氏模量分别为198.23%,3.34MPa,33.62 MPa。溶胀实验和FTIR测试表明,在R=1.0时,弹性体的网络结构最完整。原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜测试（SEM）表明,氨酯结构形成了有利于弹性体力学性能增强的微相分离结构。（3）以t-ATPET（f=3）为固化剂,以含氨酯结构的p-Pr PET和不含氨酯结构的p-PPET分别作为粘合剂,制备不同炔基与叠氮基摩尔比（R=0.8、0.9、1.0、1.1、1.2）的p-Pr PET/t-ATPET和p-PPET/t-ATPET弹性体。研究反应当量,有无氨酯结构等因素对Huisgen反应固化交联材料性能的影响。拉伸测试结果表明,随着R值的增加,弹性体的拉伸强度,杨氏模量和断裂伸长率呈同步趋势,先增后减。含氨酯结构的弹性体其力学性能均优于不含氨酯结构的。在R=1.0时,p-Pr PET/t-ATPET弹性体的力学性能达到最佳性能,其断链伸长率,拉伸强度和杨氏模量分别为1070.28%,2.66 MPa,2.51 MPa。溶胀实验和FTIR测试表明,在R=1.0时,弹性体网络结构最完整。AFM和SEM测试表明,氨酯结构促进了微相分离结构的形成进而提高弹性体的力学性能。将氨酯结构引入到Huisgen反应固化交联材料体系的策略,能够实现提高三唑固化体系力学性能的目的,且同时适用于小分子固化剂和聚合物固化剂体系。