数字声级测量

2023年7月7日，中国科学院高能物理研究所研制的BEPCII储存环数字束流位置测量处理器顺利通过了工艺验收。BEPCII储存环数字束流位置测量处理器工艺测试验收会在高能所召开。工艺测试专家组由来自中科大国家同步辐射实验室，中国科学院上海高等研究院，原子能研究院，清华大学，武汉大学、重庆大学、中国工程物理研究院流体物理研究所和高能所的12位专家组成，项目组成员及用户代表参加会议。专家组听取了“数字束流位置测量处理器研制报告”，在BEPCII储存环加速器现场，实地察看了数字束流位置测量处理器的运行情况，并在同步辐射模式下，对数字束流位置测量处理器的相关参数进行了测试，审阅了今年6月9日对撞模式下，工艺测试专家提供的处理器工艺测试报告及相关材料。经质询与讨论，专家组认为：数字束流位置测量处理器各项技术指标均达到任务书的要求。专家组同意BEPCII储存环数字束流位置测量处理器通过工艺验收。 　　在中国科学院重大科技基础设施重大成果培育项目支持下，高能所加速器中心束测组先后将20套直线加速器束流位置测量处理器和98套储存环束流位置测量处理器升级替换为具有自主知识产权的自研数字束流位置测量处理器，BEPCII模拟束流位置电子学已经全部替换为自研数字束流位置测量处理器，全面完成束流位置测量处理器数字化升级。经过两年以上的在线运行，自研处理器的束流测量分辨率和束流轨道稳定性完全满足BEPCII对撞取数和同步辐射的运行要求。 　　束流位置测量处理器是束流测量的核心设备，其分辨率和长期运行稳定性直接影响加速器的束流轨道控制和运行稳定性。长期以来，束流位置测量处理器核心技术掌握在国外公司手中，产品价格高、软件不开放，升级维护困难，影响二次开发和高端应用。项目组经过7年多的努力，攻克众多技术难关，迭代升级了多个版本，并开发了自动测试系统，解决了从样机研制到批量应用的全部难题，突破了“卡脖子”的核心技术。目前自研数字束流位置测量处理器已应用于高能同步辐射光源(HEPS)直线加速器和增强器调束，HEPS储存环也将全部使用自研数字束流位置测量处理器，实现HEPS超高精密束流轨道的测量和控制。自研束流位置测量处理器的成功应用，有助于促进自研数字束流位置测量处理器在国内同类型加速器的推广应用。 　　本项目还得到了中国科学院青年创新促进会优秀会员基金以及HEPS-TF项目的支持。

前文回顾：几何量数字化测量技术发展趋势我们目前经常讨论的测量，一般都是对于某个特性和指标开展的。但随着测量技术的发展，面向过程的在线检测、面向应用的性能综合测试，以及面向产品全生命周期的监控等需求也日益呈现，已成为一种新的趋势，使测量的对象和范围得到了极大的拓展，同时也对测量技术，以及测量技术的融合应用提出了全新的要求，这对测量界而言更是一种挑战。为了应对挑战，近年来，测量技术本身的数字化、自动化和系统化水平也在不断提升，同时大批的技术规范和操作规程被修制订，从而在根本上保障了测量数据的可信度。随着数字化进程的推进，测量又会担纲一个怎么样的角色呢？今天在讨论数字化转型时，都会谈到数字孪生（Digital Twin）这一概念。国际ISO在《ISO 23247-1:2021自动化系统和集成制造系统数字孪生架构 第1部分:概述和一般原则》标准中给出了数字孪生的定义：Digital Twinmanufacturing fit for purpose digital representation of an observable manufacturing element with a means to enable convergence between the element and its digital representation at an appropriate rate of synchronization数字孪生制造系统制造系统可观测要素满足要求且具有同步特性的数字表达。（注：作者译）这里的制造系统可观测要素（Observable manufacturing element ，OME）是指制造系统中可观测的物理存在以及操作的内容，包括人、设备、材料、过程、设施、环境 、产品、以及支持文档等。从ISO数字孪生的定义中我们可以看到数字孪生的核心在于实体和对象相关特征属性与其数字表达之间的同步，以及实时性。在这个数字环境的表达过程中，实体方面特征参数的获取就是靠测量来实现的。换句话说，没有测量就没有ISO标准中所定义的数字孪生。面对数字孪生的同步表达要求，其对测量操作要求就不仅是精准、还有实时的要求，因为数字孪生另一个特点是需要在实时精准数据基础上完成实时的控制和互动。在这种情况下，就形成了对测量操作更高的要求：1. 测量数据的精准可信是测量根本，其间，规范和控制测量操作是核心，它要求操作者关注人、机、料、环和法的影响，通过规范操作来控制这些影响，并通过测量不确定度估算等数字化手段来评估和控制测量系统的能力，确保测量数据可信度，并支撑数据的交付。随着实时、同步和全生命周期的数字表达要求，对测量系统能力的控制要求也必然会拓展到这些场景；2. 当测量操作走出实验室，融入进系统和设备、融合到生产现场，实时实地开展动态数据的高精度采集，海量的数据必然会对边缘计算、基于互联网的数据处理和数据管理提出全新的要求；3. 对测量操作而言有一个最基本的对偶原则，即必须正确响应前端设计给出的要求，并按规范进行测量操作。换句话说，测什么是由前端设计给出的。因此，要真正形成数字孪生的数字表达，其被测对象和要素的定义将是关键，在这个定义过程中，就必然会要求测量介入前端，以配合前端被测要素定义时的可测性分析，以及测量结果的表达形式、处理操作、集成方法和管理方法；4. 在用数字表征要素时，甚至整个系统要素属性的测量数据到手后，就必然会有开展更深层次的数据关联需求，以便更为精准地描述孪生模型，此时大数据工具将会有用武之地，当然这方面工作到底由谁有做是一个问题，但当成体系的数据在测量手里时，测量也确实能够做一些数据处理，如边缘计算、相关性分析及换视角的深层次观察等；从上面的讨论和分析中我们可以看到，数字化时代的测量技术除了本身的专业性以后，还将被数字时代赋以同步性和系统性特点，在此，需要重点关注以下几个方面的问题：1. 测量技术的应用在测得了（被测对象的多样性和复杂性）、测得快（被测对象的动态性和实时性）、测得准（各种尺度下技术参数的高精度测量）和测得省（系统角度的经济性）、测得全（被测对象的全数字表达）等方面又有了更新、更高的要求；2. 基于互联网/物联网的全方位、多参数的同步测量、数据融合和边缘计算能力等，已成为现代数字测量的一个全新特征，并将推动测量传感器、测量仪器和测量系统的发展；3. 测量操作重心将在原有的基础上得到前移，特别是在前端采用基于模型的定义（MBD）技术传输测量要求并驱动后端时，测量操作的自动化程度将越来越高，值得注意的是这种趋势并不是简单的淘汰第一线的测量操作人员，用机器换人，而是对测量从业人员和行业提出了更高的要求，它进一步要求测量从业人员在坚守原测量操作专业性的基础上，更具有测量可行性分析、测量规范设计、自动化测量操作转换和系统构建、测量能力数字化评估、测量数据分析和协同管理等能力。而对于测量行业而言，则提出了数字化转型的更高要求。测量作为一项基础技术，不仅在数字化转型中必不可少，而且在联合国和我们国家目前积极创导的双碳中的碳轨迹、碳排放和碳交易活动中，同样扮演着不可或缺的角色，因为在整个双碳过程中，所有决策的数据全部依赖于第一线通过测量得到的基础数据。换句话说，只有具备了强大的测量技术和能力，特别是基础平台的支撑，才会有双碳、绿色，可持续发展。由于测量的重要性，联合国将其列为国家质量基础（National Quality Infrastructure，NQI）中三大要素之一。此外，2021年，国务院印发了《计量发展规划（2021-2035）》，明确提出到2025初步建立“国家现代先进测量体系”。总之，测量在整个国家数字化和制造业转型升级中将发挥更加重大的作用，测量的价值也将越来越重要，并被释放。 作者介绍：李明，上海大学机电工程与自动化学院，教授/博导。robotlib@shu.edu.cn韦庆玥，上海大学机电工程与自动化学院，实验师

p style="text-align: center "　　数字化推动食品工业转型升级-长沙站/pp style="text-align: center "　　——中国食品工业互联网产业联盟年度活动/pp　　为了进一步推动食品工业供给侧改革，实施食品智能装备与信息化融合,推动湖南及中部地区农业深加工以及食品工业的产业升级，由中国食品和包装机械工业协会主办，中国食品工业互联网产业联盟(CFIIU)、SAP中国、滕燊嘉诚(上海)信息科技股份有限公司、中国工控网承办，长沙智能制造研究总院、宁乡经济技术开发区管理委员会、湖南平江高新技术产业园区协办的“数字化推动食品工业转型升级-长沙站”会议于2018年5月23日在长沙茉莉花酒店隆重召开。/pp style="text-align: center "img title="图片1.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/db6939eb-3e28-4b50-8326-51b19e4c1099.jpg"//pp　　来自加加、青岛啤酒、新希望、旺旺、华润怡宝、湖南湘粮、华文食品、玉峰食品、胡南阿瑞、小洋人、湖南优卓、洽洽食品、大族激光、西门子(中国)、立德激光、中商网络等百家国内知名食品企业高层与食品工业数字化专家共同探讨食品行业的信息化与工业化融合创新之路。/pp style="text-align: center "img title="图片1.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/65417f67-ea3c-4ab1-aee5-d4c86b8c58b8.jpg"//pp　　宁乡经开区党工委副主席、管委会主任戴中亚致欢迎辞。戴主任对与会嘉宾表示了诚挚的欢迎并就宁乡经开区园区现状及优势做了详细的介绍。/pp style="text-align: center "img title="图片1.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/b9aea618-1f5a-4309-87b9-e831b71177ac.jpg"//pp　　会议由中国食品和包装机械工业协会副秘书长崔林主持，并做了题为“中国食品工业及数字化现状”的发言，通过食品工业发展现状、数据采集分析、战略管理运营等方面，就食品行业的信息化路径、数字化供应链等业务模式创新、如何帮助食品行业企业加速实现数字化转型和发展等方面进行深入探讨。/pp　　SAP大中华区消费行业首席顾问孙昊发表了“新消费、新机遇，驱动企业数字化创新”的主题演讲。SAP通过6大双模数字化企业基础技术支柱为企业打造大消费产业共享数字化创新，运用SAP Leonardo支撑大消费产业共享数字化创新“数字化供应链”同时赋能“供应链响应能力”，利用数字化核心与创新系统双轮驱动赋予企业全新动能。/pp　　SAP中国资深方案架构师聂兰华分享了“数字时代下的精准营销和敏捷运营”内容。SAP通过企业原始数据采集、线上线下数据整合、外部数据和第三方数据的增强，达到优化营销、优化内容和优化供应链的目的。/pp　　“云时代的数字化应用变革”由滕燊嘉诚(上海)信息科技股份有限公司业务总监陈银国演讲。滕燊嘉诚(上海)信息科技股份有限公司专注于为企业提供一站式信息化解决方案及专业服务，包括行业软件开发与应用、SAP系列产品实施与服务、企业大数据商务智能以及信息系统集成等解决方案。基于云的经销商门户管理通过计划管理、合同管理、进销存管理和订单管理四大管理来提高效率、扩展管理渠道。/pp　　绝味食品信息经理葛舟发表了“绝味食品平台战略信息化规划思考”的讲演。通过供应链系统的升级、全面新建覆盖，新零售端信息化建设以及供应链与销售端打通、海外IT服务与协同的需求的结合来满足主营业务的需求，丛业务价值链层面、品牌矩阵层面和服务系统层面实现绝味大数据的融通，结合集团需求和服务体系共享的IT需求来共同完成绝味业务发展的信息化建设。/pp　　以创新、节能、绿色为主题的“如何在食品行业中打造最佳的真空技术解决方案”由派亚博销售总监黄洪波演讲。派亚博柔性化生产创新解决方案在食品行业中主要涉及开袋、高速分拣、装箱和码垛，在高速分拣中配置的海绵吸具可以抓取多种不同形状物体。/pp　　来自科隆测量仪器(上海)有限公司的技术经理范嵘发表题为“测量仪器推动食品工业数字化变革”的演讲。通过充气冰淇淋的实例，在双弯管科式质量流量计和P& ID 控制，可精确地直接测量质量。期间还分享了质量流量计在灌装机、饮料行业混合车间、淀粉生产、蔗糖等方面的案例。/pp style="text-align: center "img title="91.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/f6c664c1-ef6f-433b-a0db-61549695f49e.jpg"//pp style="text-align: center "　　与会人员参观绝味食品/pp style="text-align: center "img title="50.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/4d232f9d-a6c5-4bf1-93d4-d6d47ccf3a51.jpg"//pp style="text-align: center "　　参会人员参观优卓牧业/pp/p