TDM系统中数据导入功能的设计和实现
汽车试验数据管理（TDM系统）的特点分析及解决方案
汽车试验数据管理（TDM系统）的特点分析及解决方案目前，在汽车制造的试验过程中，由于使用不同型号的数据采集仪器，且各种采集仪器有不同的分析软件；同时采用不同的仿真分析软件进行车辆虚拟试验，产生了大量不同格式的文件，此外不同型号的车辆强制性能和认证试验数据较多，且多以试验记录和试验报告的形式保存，导致查询数据困难、效率低下、无法快速全面的进行数据对比分析。
通过分析总结，汽车制造企业试验数据管理的特点有如下几个方面：1) 试验业务流程不规范并且复杂整个汽车行业试验数据管理流程包括性能工程计划、性能工程临时计划、项目计划等，此外还有在线检测和外部委托业务流程。
2) 试验过程复杂包括试验准备、试验执行、试验总结等，整个过程融合多学科、多维度的试验内容，并且试验过程有一定的周期性。
3) 试验数据分散由于整车制造企业要进行整车可靠性试验、总成部件性能试验、平顺性试验、操稳性试验，同时还有专项的碰撞试验和汽车NVH振动试验等，这些试验由不同的部门和项目组完成，试验数据较为分散、管理方式相对独立。
4) 试验数据处理分析方法不统一，缺乏规范性由于试验数据格式多样（word/excel/pdf/txt等），在分析试验数据时所依据的标准和检测方法不同，得到的输出结果也存在差异；另外，还存在自主开发和定制的数据分析软件等情况，导致最终结果存在差异。
试验数据管理整体解决方案总览针对汽车行业试验过程中的需求分析，天健通泰提出了试验数据管理系统整体的解决方案。
试验数据管理系统整体解决方案分为七个部分：第一部分是试验现场管理包括设备数据采集、通道数据预警和作业看板管理等现场试验设备和业务的管理。
第二部分是试验的综合管理包括一些试验数据，试验任务，试验信息等的综合管理。
第三部分是试验室信息管理包括对试验室人员、方法、环境的管理。
第四部分是数据储存中心包括从GB、企标图纸、工艺规程到试验数据、试验资源型号名称等试验相关所有数据的系统储存。
火电厂TDM系统功能的深入开发及应用
图１ 过 程 量 数 据 监 测 功 能 系 统 拓 扑 图
囝 设 置 管 理 与 维 住２ ０ １ ７ № １ １ （ 上 ）
０ 引 言
文献 标识 码 ： Ｂ
采集 到的过程 量数 据单 向传输给 Ｔ Ｄ Ｍ交换机 ， 同时利用安全 隔
离功能防止 Ｔ ＤＭ系统对 Ｓ Ｉ Ｓ系统 及 Ｄ Ｃ Ｓ系统造成 干扰 ，保证 生产 网络 的安全。 Ｔ Ｄ Ｍ 交换机接受 到 Ｔ Ｄ Ｍ接 口机 与安 全隔离 网闸传 输来 的 过程量数 据 ，同时还接受到各台机组振动采集器采集到 的振动
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ６ ２ １ ￣ ． ｅ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ ０ ０ １ — ０ ５ ９ ９ ． ２ ０ １ ７ ． １ １ ． ４ ２
得 更加 准 确 、 安 全 和 便 捷 。通 过 实 际 案例 应 用证 明 了创 新 功 能 的 有 效 性 。 关键词 ： 汽轮Ｊ ￣ ／ Ｌ ； Ｔ Ｄ Ｍ系统 ； 过程量 ； 远程连接 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ １ １ ． １ ３
网闸。 Ｔ Ｄ Ｍ 接 口机 中 安 装 有 过 程 量 采 集 软
嘲
－ ． － ９
Ｔ Ｄ Ｍ 振动采集器
件， 一端 与 Ｓ Ｉ Ｓ交换机相 连 ， 负 责从 中采集 汽轮机组过程量数据 ；另一端与安全隔离
Ｄ Ｃ Ｓ 接ｌ ＝ ＝ ＝ ｌ 机
网闸相 连 ，负责 向网闸传输采集到 的过程
１ 过 程量 数据监测功能 过程量数据 是指汽轮机组在运行过程 中一些不断变化 的参 数， 包括发 电机功率 、 主汽压力 、 主汽流量 、 润滑 油温 、 各高压调
TDM(试验数据管理系统)-辅助设计综合管理系统
辅助设计综合管理系统军工型号产品试验的准备、执行、分析、评估四大阶段处于受控的状态，对试验业务各阶段各环节的工作进行高效协同，对试验数据进行统一收集、整理，帮助企业从试验数据中获取相关知识和经验，反馈给相关设计、生产部门，达到改进产品设计，提高产品质量，提高企业生产力与竞争力的目的。
系统在研制、生产、试验过程中产生大量数据信息，这些是进行数据判读、故障分析和技术改进等的重要参考依据，而现阶段数据判读及分析管理模式存在诸多缺陷，大量的数据判读工作靠人工进行，消耗大量的人力，工作量大，数据格式不统一，使用不便，查阅和分析诊断靠人工进行，各种数据间难以建立关联，形成信息之间孤立，不利于综合分析与研究。
解决方案HifarDAA 是华天海峰提供的数据分析处理子系统，该系统是主要针对试验数据进行处理。
该系统已经实现了常见的数据处理的算法，并在此基础上进行实施定制工作，开发了算法容器，确保用户自研的算法能够集成到系统当中。
利用试验分析处理功能快速得到产品试验结论，回放试验数据，快速诊断排故。
HifarDAA数据分析处理示意图实现思路仿真数据比对1)支持试验与设计仿真数据的对比与分析验证，支持不同对比验证方式；支持针对不同设计方案的试验数据仿真评估。
2)比对方式：采用表格及曲线2种方式，其中曲线显示支持多坐标系；3)显示方式：支持多页面显示及显示界面组态配置。
在线自研算法：平台应支持各种数据上传平台后的在线和离线分析处理功能，数据分析基本方法要求包括绘图分析、数据统计、对比分析、算法处理、数据预处理、数据筛选、分析结果显示、数据导出、报告生成等。
能够提供超标数据预警、多次数据对比分析、数据回放等功能。
其中：1)绘图分析功能：应能利用数据绘制各种图形，包括：曲线、柱状图等，同时提供在线图形编辑、处理功能，能调用算法直接进行数据分析处理，绘制的图形要能够以图片的形式导出或直接保存在平台中；2)数据统计功能：应能实现各种数理统计，能够编辑统计视图，并且支持直接显示统计结果；3)对比分析功能：平台应具备多种型号间试验对比、同一试验任务中的数据、不同试验任务中的数据对比分析和统计功能，并以列表或图形等多种形式展示结果；4)平台应提供基础算法库（如滤波设计器、FFT、偏置、平移、截断、四则运算等常规处理方法），算法库中的算法要能直接用于数据分析、统计等后处理功能，提供简单算法（如四则运算、指数、对数等）交互式开发功能，只需选择相应算法定义输入输出参数即可；同时算法库中要预留算法集成接口，允许集成自研算法。
TDM系统中数据导入功能的设计和实现
TDM系统中数据导入功能的设计和实现摘要:tdm系统的数据导入功能需要采用三层结构以适应保密需求;数据导入性能是关键指标,而oracle数据库系统的外部表特性可以大大提高数据导入性能。
关键词:试验数据管理;tdm;数据导入;etl1 背景进入到21世纪以来,我国的tdm(试验数据管理)技术领域展现出蓬勃的生机,越来越多的行业和单位开始关注该技术和相关的解决方案,如航空、航天、兵器、船舶、汽车等。
tdm 系统正在成为企业提高试验管理水平、缩短科研周期、降低科研经费的重要手段。
作为一个综合数字化管理平台,tdm系统涉及很多复杂的功能和技术,而数据导入功能就是其中之一。
试验数据导入功能就是从各种格式的海量试验数据文件中快速提取目标数据、再转换清洗后装载到数据库中。
目前试验数据管理的需求状况决定了数据导入功能的重要性。
(1)试验数据格式多变目前国际和国内的试验数据采集设备多种多样,并且还没有形成统一的标准,而且许多客户单位也大量采用非标设备,于是采集的试验数据格式也就多种多样。
这对tdm系统的导入功能带来了很多的挑战。
(2)试验数据量很大试验作为产品研发生命周期的重要工作,其地位日渐增强,试验产生的数据量也呈几何数量级增长。
tdm系统的导入性能也就成为一个关键指标。
2 数据导入功能特点同许多etl工具一样,tdm系统的导入功能包括extract(抽取)、transfer(转换)、clean(清洗)和load(装载)等几个步骤。
但是,试验数据管理的特殊需求决定了它又具有自身的特点。
除了前面提到的数据格式多样、数据量大之外,单位保密要求对于产品架构设计产生了很大的影响。
许多单位,尤其是国防单位,都有严格的保密制度。
在信息化系统的部署方面,普通用户计算机一般是不允许直接访问数据库的,只有指定的服务器才有权限直接访问数据库。
这就决定了传统的c/s两层结构不能适应客户需求,b/s三层结构则成为必须的选择。
3 三层结构解决方案我们把系统分为三层结构:用户层、应用层和数据层,如图1所示。
产品技术数据管理TDM及其关键技术
1 概述本文所说的产品技术数据是相对于产品设计数据而言的，指的是产品生命周期中各种仿真实验、物理试验、或其它技术分析手段所产生的数据。
及产品设计数据的主要区别在于，产品技术数据通常是通过技术手段得到的，而不是由人设计出来的。
技术数据管理（Technical Data Management，TDM）关注的是如何对这些技术数据进行有效的归档和使用。
技术分析活动（主要指仿真和试验）是贯穿产品全生命周期的重要活动，通过技术分析，可以全面了解产品的动、静态性能，将可能存在的缺陷尽早暴露出来并加以处理，从而达到降低风险，减少时间和经济成本，提高产品质量的目的。
在产品全生命周期中，需要进行多种技术分析活动，每种活动都会产生大量的数据。
作为产品数据的重要组成部分，技术数据及设计数据一样，是企业重要的信息资源，体现了企业的核心竞争力。
但另一方面，目前PLM相关的理论和产品都普遍侧重于产品设计数据，而忽视了对产品技术数据的管理。
企业中的技术数据基本上都以文件的形式分散管理，缺乏统一的维护机制，而且由于数据种类繁多，格式不统一，存储和使用都非常困难，数据的完整性、一致性、安全性和可用性也难以保障。
很明显，这种混乱的技术数据管理现状无法满足当前产品研发制造敏捷化和协同化的趋势，正在成为影响企业业务效率的新的瓶颈，严重阻碍了企业的信息化水平。
2 TDM发展现状目前，许多企业和软件厂商都已经意识到对产品技术数据进行信息化管理的重要性，并开始着手进行相关的研究工作。
目前TDM的研究和应用基本上是从仿真和试验两个领域分别展开的。
在仿真领域，较早就提出了仿真数据管理系统（缩写为SDM）的概念，也出现了一些软件产品和应用案例。
目前仿真数据管理系统主要可以分为两种类型，一种是企业或科研单位针对自身业务需求所开发的定制化系统，这种系统通常绑定在特定的仿真应用上，通用性还不是很好，难以在其他业务背景下使用；另一种是较大的仿真公司针对自己的仿真软件提供的配套工具，这种系统通常只能及特定的仿真软件配合工作，还未能成为独立的数据管理系统。
tdma的工作原理
tdma的工作原理
TDMA（时分多址）是一种多址技术，通过将时间划分为不重叠的时间帧，再将每个时间帧划分为多个时隙，并在每个时隙内分配给不同用户使用，实现多个用户在同一个频率上进行通信的技术。
TDMA的实现原理如下：
1. 时间划分：将整个通信时间分为固定长度的时间帧，每个时间帧内包含多个时隙。
2. 时隙分配：将每个时间帧内的时隙按照一定算法分配给不同的用户或通信系统。
每个用户在一个时间帧内拥有一个或多个时隙，用户在其所拥有的时隙内进行数据传输。
3. 数据传输：各用户按照时隙分配进行数据传输，每个用户只能在其所拥有的时隙内发送和接收数据，其他时隙内则为其他用户服务。
4. 同步：各用户的终端设备需要与基站的时钟同步，保证各用户之间的时分复用。
TDMA的工作原理可以类比为一列列火车经过站台的情景。
每个时间帧就相当于一辆列车，每个时隙就相当于一节车厢。
不同旅客在各自的时隙内上下车，每个时隙只服务一个旅客，其他时隙则为其他旅客服务。
通过这种方式，不同旅客可以共享同一条轨道（频率）进行旅行，实现资源的高效利用。
TDMA技术具有以下优点：
- 提高系统容量：通过时分复用，多个用户可以同时使用同一频率，提高了系统的容量。
- 降低干扰：不同用户的传输在时间上隔离，减少了用户之间的互相干扰。
- 灵活分配资源：通过时隙分配，可以根据用户需求灵活分配资源，满足不同用户的通信需求。
综上所述，TDMA通过时间划分、时隙分配和数据传输等步骤，实现多个用户在同一频率上进行通信的多址技术，并具有提高系统容量和降低干扰的优点。
简述TDM的实施步骤
简述TDM的实施步骤引言TDM（Temporal Data Mining）是一种通过分析时间序列数据来发现模式和趋势的数据挖掘技术。
实施TDM的过程包括准备数据、选择算法、数据预处理、模式发现和结果解释等几个基本步骤。
本文将对TDM的实施步骤进行简述。
准备数据1.收集时间序列数据：首先需要确定所要分析的时间序列数据，可以是传感器数据、金融数据或其他领域的数据。
收集的数据需要包含时间戳和数值。
2.数据清理：对收集到的数据进行清洗，处理缺失值、异常值和重复值等问题。
3.数据整理：将清洗后的数据进行整理，按照时间序列的顺序排列。
选择算法选择适合分析时间序列数据的挖掘算法。
常用的TDM算法包括ARIMA模型、时间序列聚类、时间序列规则挖掘等。
数据预处理1.数据平滑：对数据进行平滑处理，以减少噪声和离群点的影响。
常用的平滑方法有移动平均法和指数平滑法。
2.数据聚集：将时间序列数据按照一定的时间段进行聚集，以降低数据维度和计算复杂度。
3.数据转换：进行数据变换，常见的方法有差分变换和对数变换。
4.数据归一化：对数据进行归一化处理，使得不同指标的数据具有可比性。
模式发现使用选择的TDM算法对预处理后的数据进行模式发现。
1.ARIMA模型：对时序数据进行ARIMA模型的拟合，进而预测未来的趋势。
2.时间序列聚类：将时间序列数据划分为不同的类别，每个类别描述一种特定的模式。
3.时间序列规则挖掘：发现时间序列数据中的潜在关联规则，帮助理解数据中的模式和趋势。
结果解释对发现的模式和趋势进行解释和分析，将结果可视化展示。
1.可视化展示：使用图表、图形等方式将分析结果进行可视化展示，以便更好地理解数据中的模式和趋势。
2.结果解释：将分析的结果进行解释，描述模式的含义和对业务的影响。
总结TDM的实施步骤包括准备数据、选择算法、数据预处理、模式发现和结果解释等几个基本步骤。
在实施过程中，需要对数据进行清洗和整理，选择适合的算法，对数据进行预处理，进行模式发现，并进行结果解释和分析。
装备试验数据采集与分析系统(TDM系统)实施方案
分析，提供科学决策支持。
05
TDM系统调试与测试
调试内容及方法
软件调试
对系统软件进行调试，确保各项功能正 常实现；
硬件调试
对系统硬件进行调试，保证硬件设备工 作正常；
网络调试
对系统网络进行调试，确保网络连接稳 定可靠；
安全调试
对系统安全机制进行调试，保证系统的 安全性。
测试计划与流程
测试计划制定
装备试验数据采集与分析系统（ TDM系统）实施方案
目录
• 引言 • TDM系统实施方案总体设计 • TDM系统硬件实施方案 • TDM系统软件实施方案 • TDM系统调试与测试 • TDM系统应用与推广 • TDM系统实施风险评估与对策
01
引言
目的和背景
目的
装备试验数据采集与分析系统（TDM系统）实施方案旨在提 高装备试验数据的采集、处理、存储和分析能力，为装备研 制和试验提供高效、可靠的支撑。
数据存储
将分析处理后的数据存储到数据库中， 方便后续查询和分析；
数据安全
确保测试数据的安全性，防止数据泄露 和损坏。
06
TDM系统应用与推广
系统应用范围和方式
广泛应用领域
TDM系统可应用于航空、航天、兵器、船舶等众多领域，进行各种复杂试验数据的采集 、处理、分析和评估。
数据采集与处理
TDM系统采用高精度数据采集卡和传感器，实时采集试验过程中的各种数据，并进行分 析和处理，为后续试验提供精确数据支持。
测试用例设计
根据项目需求和系统功能要求，制定详细的 测试计划；
根据测试计划，设计合理的测试用例；
测试执行
测试报告编写
按照测试用例执行测试，并记录测试结果；
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TDM系统中数据导入功能的设计和实现
来源：中国论文下载中心 [ 10-06-06 09:50:00 ] 作者：李洪奇编辑：studa20
摘要:TDM系统的数据导入功能需要采用三层结构以适应保密需求;数据导入性能是关键指标,而Oracle数据库系统的外部表特性可以大大提高数据导入性能。
关键词:试验数据管理;TDM;数据导入;ETL
1 背景
进入到21世纪以来,我国的TDM(试验数据管理)技术领域展现出蓬勃的生机,越来越多的行业和单位开始关注该技术和相关的解决方案,如航空、航天、兵器、船舶、汽车等。
TDM 系统正在成为企业提高试验管理水平、缩短科研周期、降低科研经费的重要手段。
作为一个综合数字化管理平台,TDM系统涉及很多复杂的功能和技术,而数据导入功能就是其中之一。
试验数据导入功能就是从各种格式的海量试验数据文件中快速提取目标数据、再转换清洗后装载到数据库中。
目前试验数据管理的需求状况决定了数据导入功能的重要性。
(1)试验数据格式多变
目前国际和国内的试验数据采集设备多种多样,并且还没有形成统一的标准,而且许多客户单位也大量采用非标设备,于是采集的试验数据格式也就多种多样。
这对TDM系统的导入功能带来了很多的挑战。
(2)试验数据量很大
试验作为产品研发生命周期的重要工作,其地位日渐增强,试验产生的数据量也呈几何数量级增长。
TDM系统的导入性能也就成为一个关键指标。
2 数据导入功能特点
同许多ETL工具一样,TDM系统的导入功能包括extract(抽取)、transfer(转换)、clean(清洗)和load(装载)等几个步骤。
但是,试验数据管理的特殊需求决定了它又具有自身的特点。
除了前面提到的数据格式多样、数据量大之外,单位保密要求对于产品架构设计产生了很大的影响。
许多单位,尤其是国防单位,都有严格的保密制度。
在信息化系统的部署方面,普通用户计算机一般是不允许直接访问数据库的,只有指定的服务器才有权限直接访问数据库。
这就决定了传统的C/S两层结构不能适应客户需求,B/S三层结构则成为必须的选择。
3 三层结构解决方案
我们把系统分为三层结构:用户层、应用层和数据层,如图1所示。
其中用户层为数据导入客户端工具;应用层为基于J2EE平台的应用服务器和FTP服务器,J2EE服务器提供Web Service,包括Web Service和Java Beans等J2EE组件;FTP服务器提供对上传文件的管理功能,并提供多线程的文件上载到数据层的功能。
数据层包括数据库服务器,其中数据库服务器中包含系统的元数据库、业务数据库和相关的后台进程。
在用户层中,数据导入工具通过Web Service接口与系统应用层提供的Web Service进行交互,建立相应的映射规则,同时数据导入工具对用户导入的非结构化数据文件进行抽取和转换,解析成格式化、结构化的文本文件,并把导入的数据规则及映射关系等信息保存下来,然后通过FTP把转化后的文件上传到应用层,同时通过Web Service接口把数据校验及关联映射信息传到应用层。
在系统应用层中,Web Service根据用户层的请求信息在内部调用相应的Java Bean组件,Java Bean组件通过访问数据库服务器,对数据库服务器中的元数据库、后台进程和业务数据库进行操作。
在三层结构的数据导入工具中采用应用层主要是为了保证系统的灵活性和数据的安全性,用户层不能直接访问数据库,用户层对数据的操作都要通过应用层才能访问到数据层。
应用层提供FTP服务器的功能主要是为了提高数据文件上传的速度,也可以采用Socket编程的方式实现文件的上传,同时FTP服务器提供文件下载功能,当客户端的数据文件上传完成后可以系统自动把相应的文件下载到数据层的数据库服务器上。
在数据层中,元数据库、业务数据库和后台进程通过应用层Java Bean组件被访问,当应用层的数据文件接收成功后,通过Oracle数据库的特性,采用建立外部表的方式对数据文件进行“导入”,然后对导入外部表的数据进行校验和处理,并返回数据导入的提示信息通过应用层到数据导入工具,然后再把外部表中的数据导入到实际表中。
4 数据库技术提升导入性能
为了提高数据导入的性能,我们考虑数据导入方案采用先导入临时表然后进行校验、最后再导入到真实表的方式.因为临时表中无索引、数据量少,因此能显著提高数据导入速度和
性能。
数据导入临时表后,通过数据库的功能实现对临时表中的数据进行校验和清除,同时产生数据导入日志信息,先导入后校验的方式可以进一步提高数据导入的速度。
数据导入的最后一步才是把临时表中的数据导入到真实表中,为了提高性能,可以在晚间数据库访问少的时候系统自动实现数据从临时表导入到真实表,同时清空临时表中数据。
结合Oracle数据库系统提供的特性,可以利用建立外部表的方法来实现临时表的功能,Oracle数据库可以把一个普通的文本格式文件看作是Oracle数据库的外部表,外部表可以像普通表一样进行select操作,可以建视图,可以与其他进行连接等,但不能对其进行DML操作,即该表是只读的。
外部表为Oracle用户提供了巨大的好处。
通过使用外部表,Warehouse Builder开发人员不再需要创建平面文件临时表。
这样,外部表就减少了加载平面文件数据的处理时间,而且需要的额外存储空间也比平面文件临时表少。
外部表可以与关系表和其他外部表连接,从而在平面文件和关系表之间实现了异类连接。
此外由于消除了额外的步骤,因此PL/SQL转换与SQL加载程序转换相比更加灵活,从而在大多数情况下将获得巨大的性能提升。
5 结束语
TDM系统的导入功能是其核心功能之一,一些通用ETL技术都适用于该功能。
本文仅从试验数据管理需求的角度提出了数据导入技术的实现方法,并提到了数据导入性能提升技巧。
TDM技术尚未成熟,其中的技术实现方式则有待于进一步探讨。
参考文献
[1]POOLE J, CHANG D, TOLBERT D, et al.公共仓库元模型开发指南[M].彭蓉,刘进,译.北京:机械工业出版社,2004.
[2]何晨钢.ETL系统的设计和实现技术研究[J].计算机应用与软件,2009(4).。