高端制造解决方案

卫星

支撑卫星全生命周期质量监测与评估

构建一体化数据平台,实现卫星全生命周期质量追溯、智能化故障预警、数据驱动的决策优化

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行业背景

从制造到发射:

航天卫星产业是国家战略性高科技领域,对可靠性、安全性与自主可控有着极高要求。卫星从制造、测试到发射,涉及结构、热控、电源、推进等数十个子系统,持续产生高频、高维、强时序数据。制造过程长,需进行严格的地面测试验证;发射过程则需要实时监控与快速决策。

在数字化转型背景下,行业正在突破传统分段管理模式,打造覆盖全流程的一体化数据平台,在提升卫星可靠性的同时降低研制成本、加速迭代周期。

高频高维数据
制造过程长,需严格地面测试;发射过程需实时监控。涉及数十个子系统的数据融合。
自主可控要求
突破传统分段管理,打造自主可控的一体化平台,在提升可靠性的同时降低研制成本。
面临挑战
数据存储成本高、系统扩展受限
卫星制造与测试过程中会产生 PB 级时序数据,传统关系型数据库扩展能力有限,需要大量硬件投入,存储与维护成本高。同时系统难以随数据规模增长平滑扩容,制约数据的长期留存与利用。
现有系统难以满足自主可控要求
现有数据平台多依赖国外数据库与开源组件,软硬件适配复杂,对国产芯片与操作系统的兼容性不足,在安全可控、持续演进等方面存在隐患,难以满足航天领域对自主可控与长期稳定运行的严格要求。
制造与发射过程系统存查算性能不足
在制造、测试阶段,数据分析周期长,复杂查询响应缓慢;在发射阶段,系统无法满足毫秒级数据写入与实时计算需求,数据从采集到分析存在明显延迟,制约发射过程中的快速决策与应急响应。
复杂分析能力难以反哺工艺改进
系统缺乏高级分析函数与机器学习框架,难以实现多系统耦合分析、趋势预测与智能预警。即使能够满足复杂数据分析,也需要依赖外部工具和事后分析,无法在预期时间内充分利用数据进行决策。

DolphinDB 解决方案

高性能数据底座承载全生命周期数据

  • 支持 1 亿测点/秒的数据写入频率,写入吞吐量可达 1.8GB/秒,读取吞吐能力大于 1亿测点/秒,相比传统架构性能提升百倍。
  • 支持纳秒时间戳类型存储,完美支持航天事件的高精度时间记录需求,Decimal64/128 存储类型支持科学高精度计算需求。
  • 采用 lz4、delta of delta、zstd、chimp 等压缩算法,磁盘占用仅为传统数据库的几十分之一,极大降低存储成本。
  • 支持时间范围、哈希等多种分区方式及组合分区,缩小扫描范围,提升查询与计算效率;单表最大支持 32768 列,适应卫星数万测点的管理需求。

流批一体,支持制造与发射实时监控

  • 同一套代码可应用于实时监控、计算以及研发与迭代阶段的历史数据分析,实现流批一体,极大加速业务开发与迭代速度。
  • 针对复杂监控场景开发了两类通用计算引擎——稀疏响应式状态引擎和无状态响应式引擎,将复杂逻辑抽象为可配置规则表,实现低代码化的工业事件监控。
  • 支持历史数据多表按时间对齐、高精度(ms 级别)回放,以模拟卫星制造和发射过程,便于追溯问题以及进行高度仿真模拟。

支持复杂分析与机器学习

  • 内置强大的分析函数库,能够直接对制造过程中的海量多源时序数据进行深度挖掘。例如,实时计算数千个测试测点之间的相关性矩阵,快速识别异常模式的耦合关系与传播路径,定位质量波动的根本源头;结合信号处理函数(signal 插件支持傅立叶变换、小波变换)对测试波形进行频域分析,精准捕捉结构共振或电路噪声等潜在风险。
  • 将机器学习流程内置于数据库内核,工艺工程师可直接使用 SQL-like 语句调用随机森林SVM 等算法,对历史测试数据进行特征工程、模型训练与验证,构建关键性能指标(如部件疲劳寿命、装配合格率)的预测模型。训练完成的模型可无缝部署为流计算引擎中的实时预测函数,对正在进行的测试进行实时工艺质量评估与智能预警。

全栈国产化,自主可控

  • 纯国产自主研发,提供从数据采集、存储、计算到分析的全栈解决方案,且具备完整自主知识产权。
  • 全面兼容海光、鲲鹏、飞腾等国产芯片,以及银河麒麟、统信 UOS 等国产操作系统,满足航天领域最高级别的安全可控要求。

方案价值

打通卫星数据闭环

通过对制造、测试、发射等阶段数据的统一管理与关联分析,卫星关键质量信息得以完整沉淀与持续积累,实现从单点监控到全流程追溯的转变。

提升质量监测的实时性与前瞻性

质量监测从事后分析升级为实时感知,关键异常可在测试或发射过程中被及时发现并评估影响,显著缩短问题暴露与处置时间。

加速系统迭代与能力沉淀

在同一平台上进行数据治理,工程经验逐步转化为可验证、可继承的数据资产,持续提升卫星产品的一致性与可靠性。

看看 DolphinDB 如何支撑卫星
全生命周期质量监测与评估
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了解 DolphinDB 如何帮助您:
point统一管理卫星制造、地面测试与发射试验中的超高频测点数据
point支撑试验过程的实时监测、异常识别与关键事件回溯分析
point高效管理长周期、多批次、多构型的试验历史数据
point将试验数据沉淀为可复用的分析模型与验证能力,提升研制效率与质量可控性
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