王建軍,向永清,趙 寧

(北京空間飛行器總體設(shè)計部，北京 100094)

航天器質(zhì)量信息大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究與實現(xiàn)

王建軍,向永清,趙 寧

(北京空間飛行器總體設(shè)計部，北京 100094)

為實現(xiàn)航天器質(zhì)量信息的有效管理和深度應(yīng)用，分析了航天器質(zhì)量信息的重要意義和數(shù)據(jù)特征，充分借鑒當前流程的大數(shù)據(jù)技術(shù)成果，基于ORACLE、MongoDB和HBase技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)源層，基于Hadoop、Storm、MySQL、BerkeleyDB和HANA技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理層，基于SOA和WebService技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)層，基于多種技術(shù)方式實現(xiàn)具有多種應(yīng)用功能的數(shù)據(jù)應(yīng)用層，基于WindowsServer2012、CentOS6.5、Unix、PHP和HTML5等技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)軟件開發(fā)部署，建立了覆蓋全生命周期全方面的航天器質(zhì)量信息系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)所涉及的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的采集、傳輸與存儲，質(zhì)量信息數(shù)據(jù)實時處理與分析，實時質(zhì)量監(jiān)控、預(yù)警和評估等關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)途徑，并對應(yīng)用前景進行了展望，實現(xiàn)航天器研制全周期全過程全方位海量數(shù)據(jù)采集、處理、分析、預(yù)測和評估，使航天器質(zhì)量管理更加科學(xué)、精準、高效。

航天器;質(zhì)量信息;大數(shù)據(jù)

0 引言

在當前我國航天器研制實施產(chǎn)品保證工作的形勢下，優(yōu)化航天器質(zhì)量信息的管理和應(yīng)用對產(chǎn)品保證工作具有重要的意義和作用。航天器質(zhì)量信息是在航天器研制和產(chǎn)品保證工作中形成的反應(yīng)航天器質(zhì)量情況的各類文件、記錄等信息的集合，記錄了航天器全部研制過程，反映航天器自身質(zhì)量和研制全過程管理活動的有效性，是深入開展產(chǎn)品保證工作的重要見證，貫穿于航天器設(shè)計、生產(chǎn)、試驗、發(fā)射、交付等全生命周期的各個階段，對監(jiān)測、評價航天器各級產(chǎn)品過程控制和質(zhì)量與可靠性水平的高低起著不可忽視的作用，是改進產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性、改善產(chǎn)品研制各環(huán)節(jié)工作質(zhì)量最直接的原始資料和依據(jù)，也是正確認識影響產(chǎn)品質(zhì)量特性因素變化、產(chǎn)品質(zhì)量波動的內(nèi)在聯(lián)系和掌握提高產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)律的基本依據(jù)，可以為各級決策層和研制有關(guān)部門的科學(xué)決策、有效開展各項產(chǎn)品保證活動提供及時充分必要的參考信息，是增強企業(yè)管理素質(zhì)和競爭能力的重要途徑，為用戶提供使用指導(dǎo)，為后續(xù)故障分析和應(yīng)對提供第一手資料，深度挖掘使用還可以用于壽命預(yù)測、提升設(shè)計水平和研制經(jīng)驗[1-2]。在GJB9001B-2009《質(zhì)量管理體系要求》中要求“組織應(yīng)確定、收集和分析適當?shù)臄?shù)據(jù)，以證實質(zhì)量管理體系的適宜性和有效性，并評價在何處可以持續(xù)改進質(zhì)量管理體系的有效性”[3]。

1 航天器質(zhì)量信息大數(shù)據(jù)特征

隨著我國航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展，航天器功能越來越強大，研制管理精細化程度日益提高，產(chǎn)品要經(jīng)歷設(shè)計、加工、裝配、調(diào)試、測試和試驗等復(fù)雜環(huán)節(jié)，使得航天器質(zhì)量信息來源多、數(shù)據(jù)量激增；數(shù)據(jù)種類多樣，除傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)外，有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的文檔、圖像、視頻等半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn)；產(chǎn)品數(shù)據(jù)實時處理、分析、預(yù)警、評估等應(yīng)用要求不斷提高；海量的質(zhì)量信息中不僅包含著產(chǎn)品性能和可靠性等數(shù)據(jù)信息，還可以通過數(shù)據(jù)挖掘為設(shè)計改進和領(lǐng)導(dǎo)決策等提供支持，具有極高的應(yīng)用價值。

傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)類型較少、數(shù)據(jù)分析處理效率偏低、質(zhì)量信息的深度挖掘和相關(guān)的應(yīng)用也不豐富。隨著云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的發(fā)展，為航天器質(zhì)量信息管理注入了新的思想，帶來了新的解決方案。

大數(shù)據(jù)技術(shù)成為近年來的熱點，大數(shù)據(jù)具有4V特征，即variety(數(shù)據(jù)類型多樣)、volume(數(shù)據(jù)量巨大)、velocity(速度要快)、value(價值巨大)[4]。航天器質(zhì)量信息具有大數(shù)據(jù)特征，是典型的大數(shù)據(jù)。可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)研究成果，在企業(yè)質(zhì)量體系指導(dǎo)下，建立覆蓋研制全生命周期的航天器質(zhì)量信息系統(tǒng)，以航天器產(chǎn)品為核心，將產(chǎn)品研制過程中的相關(guān)信息、活動和過程實現(xiàn)集成，對航天器質(zhì)量信息進行標識、獲取、收集、整理、處理、匯總、統(tǒng)計、分析、反饋、利用、傳遞和保存，并且向各級管理層和有關(guān)人員提供有效信息，實現(xiàn)研制階段所有與保證產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)信息的電子化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和統(tǒng)一管理[5]。

2 航天器質(zhì)量信息系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于當前主流大數(shù)據(jù)平臺的體系架構(gòu)，結(jié)合航天器質(zhì)量信息來源多、數(shù)據(jù)量大、結(jié)構(gòu)多樣、數(shù)據(jù)處理和深度應(yīng)用要求高等特點，構(gòu)建的航天器質(zhì)量信息系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層四層組成，每一層的主要功能如下：

1)數(shù)據(jù)源層。數(shù)據(jù)源層的主要功能是對航天器質(zhì)量信息數(shù)據(jù)的收集和存儲，將研制全周期全過程全方面分散的質(zhì)量信息數(shù)據(jù)收集到質(zhì)量信息數(shù)據(jù)管理中心，統(tǒng)一存儲，避免數(shù)據(jù)孤島和數(shù)據(jù)遺漏。數(shù)據(jù)源層是質(zhì)量信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲中心；

2)數(shù)據(jù)處理層。存儲在數(shù)據(jù)源層的質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是原始的航天器質(zhì)量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)中有些是“臟”數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性也沒有完全建立起來，因此這些數(shù)據(jù)是不能直接被使用的，需要對數(shù)據(jù)源層的數(shù)據(jù)進行處理。通過數(shù)據(jù)處理層對其進行抽取、清洗、轉(zhuǎn)換、集成、規(guī)約等處理，然后統(tǒng)一進入數(shù)據(jù)倉庫中存儲，以便對外提供完整的、有效的、格式統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)處理層是質(zhì)量信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心；

3)數(shù)據(jù)服務(wù)層。從數(shù)據(jù)倉庫中提取航天器質(zhì)量信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)服務(wù)，如數(shù)據(jù)的查詢服務(wù)，數(shù)據(jù)追溯服務(wù)，數(shù)據(jù)分析服務(wù)，數(shù)據(jù)報表服務(wù)、表單管理服務(wù)、故障診斷服務(wù)等；數(shù)據(jù)服務(wù)層是質(zhì)量信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)中心；

4)數(shù)據(jù)應(yīng)用層。數(shù)據(jù)應(yīng)用層直接面向航天器研制人員，包括設(shè)計師、工藝師、產(chǎn)品保證人員以及各類管理人員，提供各類質(zhì)量信息應(yīng)用，滿足對航天器研制全周期全過程全方位質(zhì)量信息數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。數(shù)據(jù)應(yīng)用層是質(zhì)量信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用中心。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)

2.2.1 數(shù)據(jù)源層

航天器質(zhì)量信息數(shù)據(jù)可以分成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)兩大類，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)又可以分成文檔數(shù)據(jù)和圖像視頻等非文檔數(shù)據(jù)，為了提高存儲和處理效率，分別將結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲到ORACLE數(shù)據(jù)庫中，將文檔存儲到MongoDB數(shù)據(jù)庫中，將其他非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲到HBase數(shù)據(jù)庫中。ORACLE是一款非常優(yōu)秀的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫；MongoDB是一款開源的應(yīng)用廣泛的面向文檔的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫；HBase是一款高可靠、高性能、強伸縮、面向列的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，很適合用來存儲半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化的疏散數(shù)據(jù)[6]。通過時間戳、數(shù)據(jù)標志等對不同數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行有效關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)源層如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)源層示意圖

為降低多數(shù)據(jù)庫混合架構(gòu)中數(shù)據(jù)訪問的復(fù)雜性、提高數(shù)據(jù)查詢效率，采用了分解集成的方法通過統(tǒng)一接口實現(xiàn)對不同數(shù)據(jù)庫的訪問，如圖3所示。區(qū)分器將上級用戶提交的請求進行區(qū)分處理，確定請求所涉及的數(shù)據(jù)字段等相關(guān)內(nèi)容并提交給分解器；分解器確定請求涉及到的數(shù)據(jù)庫，將請求分解為面向各數(shù)據(jù)庫的子請求并提交給相應(yīng)的抽取器；抽取器將子請求翻譯成符合相應(yīng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)請求，并把請求結(jié)果返回給分解器；分解器將各子請求結(jié)果合并為一個結(jié)果返回給區(qū)分器；最后由區(qū)分器對返回結(jié)果進行條件篩選，生成符合上級用戶請求的結(jié)果并提交。

圖3 數(shù)據(jù)庫分解集成訪問方法示意圖

2.2.2 數(shù)據(jù)處理層

數(shù)據(jù)處理層數(shù)據(jù)處理流程如圖4所示。使用數(shù)據(jù)抽取程序從數(shù)據(jù)源中抽取有利用價值的數(shù)據(jù)，根據(jù)實時和離線處理的需要，分別將數(shù)據(jù)送至離線處理平臺和實時處理平臺。經(jīng)過Hadoop離線處理平臺處理后的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)倉庫集群，為服務(wù)層提供數(shù)據(jù)支持；經(jīng)過Storm實時處理平臺處理后的數(shù)據(jù)存入內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中，為服務(wù)層提供實時數(shù)據(jù)支持。Hadoop是一個開源的離線大數(shù)據(jù)分析處理平臺,Storm是一個開源的實時流式大數(shù)據(jù)處理平臺,MySQL是一款優(yōu)秀的開源關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,Berkeley DB和HANA都是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫平臺，可以顯著提高數(shù)據(jù)處理速度[7-8]。

圖4 數(shù)據(jù)處理流程示意

2.2.3 數(shù)據(jù)服務(wù)層

數(shù)據(jù)服務(wù)層采用面向服務(wù)的架構(gòu)(簡寫SOA: Service Oriented Architecture)對外提供服務(wù)。SOA是一種成熟的企業(yè)級軟件系統(tǒng)架構(gòu)，它能夠降低系統(tǒng)間的耦合，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部異構(gòu)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)流的無縫集成，一個SOA架構(gòu)是由一系列的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(Web Service)構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是由URI(Uniform Resource Identifier)來識別確定的一個軟件應(yīng)用，其接口的定義、描述和發(fā)現(xiàn)都是由開發(fā)的XML 標準來實現(xiàn)，并且支持使用XML 消息、通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與其他軟件應(yīng)用進行直接交互。使用Web Service 實現(xiàn)SOA 架構(gòu)使用的主要核心技術(shù)包括XML、SOAP、WSDL以及UDDI，其技術(shù)結(jié)構(gòu)圖如圖5所示[9]。

圖5 SOA架構(gòu)示意圖

第一層是Web Service 的管理部分：主要實現(xiàn)Web Service 的發(fā)現(xiàn)、發(fā)布與管理功能。服務(wù)提供者通過其來發(fā)布Web Service，服務(wù)使用者通過其來發(fā)現(xiàn)Web Service。UDDI為目前較為普遍的Web 服務(wù)管理實現(xiàn)手段。

第二層是Web Service 的描述部分：主要實現(xiàn)了對Web Service 的描述，包括服務(wù)所在的位置、功能、參數(shù)與返回值等，WSDL為目前使用較為廣泛的Web 服務(wù)描述方法。

第三層是Web Service 通信消息描述部分：在這里會定義服務(wù)之間交換信息所使用的語言和語法。現(xiàn)在，最流行的是基于XML 語法的簡單對象訪問協(xié)議(SOAP)。

最底層是承載交換消息的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，最常見的如HTTP/HTTPS、SMTP 等。

整個體系結(jié)構(gòu)的安全、管理和服務(wù)品質(zhì)則貫穿了各個層次。

數(shù)據(jù)服務(wù)層示意圖如下圖6所示。數(shù)據(jù)服務(wù)層采用多層思想進行程序設(shè)計，利用Web Service技術(shù)實現(xiàn)對系統(tǒng)的跨平臺、分布式管理以及信息資源共享，充分考慮各服務(wù)組件的重用性降低開發(fā)維護代價，將提供公共服務(wù)和業(yè)務(wù)規(guī)則的應(yīng)用以Web Service的方式發(fā)布，對外界提供公共接口。各個Web Service在UDDI中心進行注冊，并可以在Web服務(wù)器中通過整合形成不同應(yīng)用服務(wù)提交給用戶。Web服務(wù)器收到用戶請求后到UDDI中心查找用戶請求所需的Web Service，找到后通過WSDL綁定定位并調(diào)用，整個過程基于SOAP交互。

圖6 數(shù)據(jù)服務(wù)層示意圖

2.2.4 數(shù)據(jù)應(yīng)用層

數(shù)據(jù)應(yīng)用層直接面向各類人員，根據(jù)不同的應(yīng)用需求，實現(xiàn)不同的質(zhì)量信息應(yīng)用，主要應(yīng)用如圖7所示。數(shù)據(jù)應(yīng)用層可以根據(jù)用戶需要采用不同技術(shù)實現(xiàn)：數(shù)據(jù)展示類應(yīng)用可以采用Web技術(shù)來實現(xiàn)，用戶通過瀏覽器來訪問各種Web應(yīng)用，簡單易用且便于維護；對數(shù)據(jù)顯示和處理要求較高的應(yīng)用(如三維可視化應(yīng)用等)則可以采用桌面軟件來實現(xiàn)，充分發(fā)揮硬件性能；對移動便攜要求較高的應(yīng)用(如質(zhì)量信息報警應(yīng)用等)，則可以通過手機APP或者HTML5來實現(xiàn)，通過移動便攜終端方便快捷接收關(guān)鍵質(zhì)量信息。

圖7 系統(tǒng)應(yīng)用示意圖

各主要應(yīng)用功能如下：

1)產(chǎn)品保證規(guī)劃。本應(yīng)用實現(xiàn)產(chǎn)品保證規(guī)劃及有關(guān)信息管理；

2)設(shè)計質(zhì)量管理。本應(yīng)用實現(xiàn)設(shè)計及有關(guān)信息管理，包括各類文檔、圖紙、模型、表格的編制、上傳、審批、發(fā)放和回收；

3)過程質(zhì)量管理。本應(yīng)用實現(xiàn)生產(chǎn)、制造、裝配、測試和試驗全過程及有關(guān)信息管理；

4)質(zhì)量數(shù)據(jù)分析。本應(yīng)用實現(xiàn)研制全周期全過程全方位數(shù)據(jù)信息管理，從而對產(chǎn)品質(zhì)量進行分析，具有實時數(shù)據(jù)分析和歷史數(shù)據(jù)分析功能，具備圖形、報表等顯示方式；

5)健康評價與故障維護。本應(yīng)用實現(xiàn)健康評價與故障維護及有關(guān)信息管理，并提供異常案例庫、質(zhì)量預(yù)警和質(zhì)量決策支持；

6)用戶評價。本應(yīng)用實現(xiàn)用戶評價及有關(guān)信息管理，為產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品保證工作的持續(xù)改進提供依據(jù)；

7)產(chǎn)品保證綜合管理。本應(yīng)用實現(xiàn)研制全周期全過程全方位產(chǎn)品保證綜合管理及有關(guān)信息管理；

8)基礎(chǔ)信息管理與維護。本應(yīng)用實現(xiàn)系統(tǒng)運行基礎(chǔ)信息管理與維護；

9)研制知識支持。本應(yīng)用實現(xiàn)產(chǎn)品研制知識信息管理。

2.2.5 系統(tǒng)軟件部署

為便于軟件的使用、維護和升級，系統(tǒng)采用了經(jīng)典的B/S架構(gòu)，系統(tǒng)軟件部署如圖8所示。數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)服務(wù)等核心業(yè)務(wù)邏輯運行在后臺的操作系統(tǒng)上，操作系統(tǒng)可以為Windows Server 2012、CentOS 6.5或Unix等。使用PHP語言來實現(xiàn)Web Service接口供應(yīng)用層調(diào)用，Web Service運行在Apache Web服務(wù)器上。

圖8 系統(tǒng)軟件部署圖

數(shù)據(jù)應(yīng)用層中網(wǎng)站類應(yīng)用可采用HTML5、CSS、JavaScript、PHP等技術(shù)實現(xiàn)，桌面類應(yīng)用可采用C#、C++、Java等技術(shù)實現(xiàn)，移動類應(yīng)用可采用原生和HTML5混合開發(fā)技術(shù)。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)與展望

3.1 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的采集、傳輸與存儲

航天器質(zhì)量信息數(shù)據(jù)來源多，來源于研制的各個環(huán)節(jié)和場地，檢測設(shè)備多樣，數(shù)據(jù)接口包括LXI、VXI、USB、LVDS等多種形式；設(shè)計、生產(chǎn)、測試、試驗等過程產(chǎn)生的常規(guī)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及文檔、圖像和視頻數(shù)據(jù)種類多，結(jié)構(gòu)各不相同。為了方便多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和解析，針對不同類型的接口和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，制定不同的數(shù)據(jù)采集和傳輸協(xié)議。為了提高存儲效率，采用混合式數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)，并建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，以降低數(shù)據(jù)訪問的復(fù)雜性。進一步將質(zhì)量信息系統(tǒng)、設(shè)計開發(fā)系統(tǒng)、計劃管理系統(tǒng)、物料管理系統(tǒng)等航天器研制有關(guān)的各類信息系統(tǒng)無縫對接，將單機研制階段的信息與AIT階段信息、在軌運行階段信息無縫對接，支持多功能業(yè)務(wù)管理和跨部門的多點協(xié)作。

3.2 質(zhì)量信息數(shù)據(jù)實時處理與分析

研制數(shù)據(jù)清洗工具，制定數(shù)據(jù)清洗算法和規(guī)則，從多個不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫抽取采集到的原始航天器質(zhì)量信息數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)項名稱的統(tǒng)一、位數(shù)的統(tǒng)一、編碼的統(tǒng)一、形式的統(tǒng)一、消除重復(fù)數(shù)據(jù)和錯誤數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)清洗凈化提煉，并具備數(shù)據(jù)質(zhì)量評估和元數(shù)據(jù)管理能力。運用統(tǒng)計學(xué)、可視化、預(yù)測性、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器學(xué)習等技術(shù)完成數(shù)據(jù)的特征、區(qū)分、關(guān)聯(lián)、分類、聚類、趨勢、偏離和孤立點分析等數(shù)據(jù)分析工作[10]。充分利用各類仿真模擬技術(shù)，實現(xiàn)各階段各方面研制數(shù)據(jù)互相迭代機制，優(yōu)化并行工程，提前發(fā)現(xiàn)問題，不斷完善和改進，實現(xiàn)更深入的全周期、全過程、全方位信息一體化管理。

3.3 實時質(zhì)量監(jiān)控、預(yù)警、評估和改進

建立包含航天器健康狀態(tài)模型、判讀規(guī)則和異常案例庫的專家知識系統(tǒng)和輔助決策系統(tǒng)，對經(jīng)過清洗加工的質(zhì)量信息海量數(shù)據(jù)進行實時分析、與判讀規(guī)則進行實時匹配、計算及評價，實時監(jiān)視生產(chǎn)過程的動態(tài)變化和產(chǎn)品的特性及趨勢，自動對產(chǎn)品質(zhì)量狀況進行監(jiān)控，可以適當?shù)夭扇☆A(yù)防措施并進行質(zhì)量預(yù)防和改進；通過對數(shù)據(jù)的相關(guān)特性和共性進行深度挖掘與分析，自動對產(chǎn)品質(zhì)量狀況進行評估，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量預(yù)警信息，提出決策性建議，對質(zhì)量控制能夠更有效的進行指導(dǎo)，便于研制人員及時了解和迅速采取措施，將質(zhì)量控制關(guān)口前移，為建立更精確化和智能化的質(zhì)量管理過程服務(wù)，提高決策的科學(xué)性和有效性[11]。對航天器各類數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行集成，將多方知識全面集成為統(tǒng)一的信息管理系統(tǒng)，形成知識管理機制，加強知識系統(tǒng)的構(gòu)建，可有效實現(xiàn)知識的積累和利用，對后續(xù)產(chǎn)品提供設(shè)計參考和依據(jù)。利用專家推理機等方法實現(xiàn)專家系統(tǒng)并應(yīng)用于航天器管理，能夠更加及時地監(jiān)測和診斷航天器故障，完成航天器高效可靠管理，提高航天器管理的自動化程度。

3.4 標準規(guī)范和流程的建立

航天器質(zhì)量信息系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用，需要改變觀念，加強信息化理念，在原有產(chǎn)品研制和管理標準規(guī)范體系基礎(chǔ)上，建立適用于采用大數(shù)據(jù)和云計算的質(zhì)量信息系統(tǒng)的研制生產(chǎn)管理標準、規(guī)范和流程，搞好頂層設(shè)計，統(tǒng)一外部接口，實現(xiàn)全過程全方位網(wǎng)絡(luò)互通、信息融合、資源共享，形成規(guī)范有序的運行機制，不但可以提高航天器質(zhì)量和可靠性、產(chǎn)品保證工作可信度、減輕研制人員負擔，還能夠為航天器質(zhì)量預(yù)警、科學(xué)決策、設(shè)計改進、故障診斷等提供支持。

4 結(jié)論

在當前大數(shù)據(jù)時代，航天器質(zhì)量信息作為典型的大數(shù)據(jù)，遇到了新的挑戰(zhàn)和機遇，同時也具有廣泛的應(yīng)用前景。我們應(yīng)當積極研究航天器質(zhì)量信息特征，借鑒大數(shù)據(jù)和云計算等當前先進的信息化手段，進一步轉(zhuǎn)變觀念，完善航天器研制模式，改進航天器質(zhì)量信息管理和使用機制，實現(xiàn)航天器研制全周期全過程全方位海量數(shù)據(jù)采集、處理、分析、預(yù)測和評估，使航天器質(zhì)量管理更加科學(xué)、精準、高效，并推動我國航天器研制朝信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和統(tǒng)一化方向深入發(fā)展。

[1] 丁 杰．質(zhì)量與可靠性信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]．電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗，2003(6)：48-50．

[2] 譚松林, 施 瓊, 馬 良．質(zhì)量與可靠性信息管理探析[J]．軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2002(11)：28-29．

[3] 中國人民解放軍總裝備部．GJB9001B-2009．質(zhì)量管理體系要求[S]．北京：總裝備部軍標出版發(fā)行部，2009．

[4] 馬建光, 姜 巍．大數(shù)據(jù)的概念、特征及其應(yīng)用[J]．國防科技，2013，34(2)：10-17．

[5] 冷俊杰, 劉 魯, 張 旭．面向航空制造企業(yè)的質(zhì)量信息管理系統(tǒng)及其實施[J]．航空制造技術(shù)，2012(17)：26-29．

[6] 陸嘉恒．大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)與NoSQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2013．

[7] 張 紅, 王曉明, 曹 潔, 等. 基于大數(shù)據(jù)的智能交通體系架構(gòu)[J]．蘭州理工大學(xué)學(xué)報，2015，41(2)：112-115．

[8] 程學(xué)旗, 靳小龍, 王元卓，等．大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和分析綜述[J]．軟件學(xué)報，2014，25(9):1889-1908．

[9] 李孟潔. 基于SOA和WebService的第四方物流信息平臺構(gòu)建與實現(xiàn)[D]．蘭州：蘭州交通大學(xué)，2014．

[10] 哈邁德. 數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)清洗技術(shù)研究[D]．長沙：中南大學(xué)，2013．

[11] 陳光希, 馮 峰．大數(shù)據(jù)技術(shù)在質(zhì)量信息管理中應(yīng)用思路初探[J]．信息技術(shù)與信息化，2016(7)：97-98．

StudyandImplementationofBigDataTechnologyinSpacecraftQualityInformation

WangJianjun,XiangYongqing,ZhaoNing

(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering,Beijing100094,China)

In order to effectively manage and deep use spacecraft quality information, this paper analyses spacecraft quality information significance and characteristics, gives a way to build a system for spacecraft quality information full-life-cycle and omni-directional management based on big data technology. The data source layer is based on ORACLE, MongoDB and HBase. The data processing layer is based on Hadoop, Storm, MySQL, Berkeley DB and HANA. The data service layer is based on SOA and Web Service. The application layer with multiple applications is based on various technologies. The system software is based on Windows Server 2012, CentOS 6.5, Unix, PHP, HTML5, etc. The key technologies such as multi-source heterogeneous data sample, transmission, storage, processing, analysis, real-time quality monitoring, alarming, and estimation is introduced. At last the application futurity of spacecraft quality information system is prospected，the spacecraft quality management will more scientific, precise and effective.

spacecraft; quality information; big data

2016-11-14；

2016-12-01。

王建軍(1982-)，男，河北張家口人，碩士研究生，高級工程師，主要從事航天器研制、項目產(chǎn)品保證管理方向的研究。

1671-4598(2017)04-0200-05DOI：10.16526/j.cnki.11-4762/tp

V57,TP

A