关于新光源束测工作的一些想法
作者：互联网
在“关于新光源建设的一些想法”中，我粗略的把束测系统需掌握的技能分了下类：
- 加速器束测理论及公式推导
- 探测器结构设计和理论分析
- 电磁场计算
- 光路设计和计算
- 嵌入式系统开发
- 电路设计
- 软件编程
- 系统集成
- 基础架构的搭建（服务器，交换机、数据库、docker、EPICS那些事）
我现在的技能只有最底层的7，8，9几项，还有1里的最简单的一些计算，比如能谱分析系统的设计一定要会计算直线能谱段的lattice以设计这个分析系统。
束测系统需要测量有关束流的各种信息，就会有很多的子系统，如果让我把整个束测各子系统分类，我会分成这样的三部分：
| 详细内容 | 需要的知识结构 | |
| 基础简单系统 | 直线光斑 直线同步光 直线流强 发射度测量 能谱分析 能量狭缝、注入监测器、刮束器 环直流流强 环逐束团流强 环逐束团3D测量 光束线前端控制 | 只需要7，8，9几项以及1里最初级的技能就可以开展工作，即使只会labview，不需要会编写和修改代码，利用开源的代码做些编译，比如areaDetector、EPICS就可以跑起图像采集（直线光斑和同步光测量以及能谱光斑测量使用成熟的商业镜头，不需要复杂的光路设计），简单的系统集成就可以搭起电机的控制部分，编写程序就可以控制起电机，利用仪器编写程序就能搭起各个测量系统。 这部分是我的技能可以达到的并能掌控的。 |
| 储存环复杂光学系统 | 环同步光测量（包括光斑和干涉法等） 环束长测量（条纹相机、光电法等） | 除了7，8，9，还需要4号技能和1号基本的一些技能 从所有的子系统单独分出，是因为系统复杂，光路设计、仿真、建设、调节的工作量巨大，还需要在洁净室预先调试和标定，要用到大的光学平台、小黑屋等等设施，需要协调的环节太多。 |
| 复杂电子学系统 | 直线和环的BPM测量系统 环BPM快反馈系统 环逐束团反馈系统 束损测量系统 工作点测量系统 | 除了7，8，9，还需要5，6号技能和1号基本的一些技能 工作点相对简单，会简单的电路设计即可，利用成熟的商业频谱仪就可以搭起测量系统，归到这里只是因为需要电路设计，也是我的技能达不到的 另外几项的电路复杂，还需要娴熟的嵌入式开发、FPGA编程等技能，测量的精度和稳定性的要求极高，HLSII现在用的是Libera公司以及iGp的产品，其中环BPM测量系统的处理器批量大，国内兄弟单位都很想能自研，自研难度巨大，但做成了非常有意义。 |
搭建起这些测量系统，需要两类公用基础设施：
| 详细内容 | 说明 | |
| 跑起所有系统的基础设施 | 服务器、交换机上跑起云主机或容器做各子系统的IOC、OPI、NFS、路由、数据库 | 需要提前买好搭起，在其上安装操作系统，编写和调试程序并搭起各子系统，连接仪器做各种测试。 各子系统常年稳定运行的基础。 |
| 束测真空件 | 直线BPM（条带或腔式）、Flag机构、FCT、ICT、能量狭缝 环上的BPM（纽扣和条带）、条带激励器、刮束器、注入监测器 同步光光路中的铜镜（HLSII中直线和环都使用到，不知新光源是否会有） | BPM、条带激励器需要2，3号技能，熟练的电磁场计算和探测器设计的技能做好计算和设计并联系加工 新光源中可能还需要计算热负载、BPM阻尼振动等。。。 FCT、ICT，bergoz公司有成熟的产品，如果自研的话也需要上面技能计算 这些真空件非常重要，各子系统的硬件基础，常年安装在机器上，和工程进度息息相关 |
在重大维修改造中，我负责第一个表格中的基础简单系统（建设时逐束团流强系统不是我负责，但是后期运维和改进都是我在做，那时候还没有逐束团3D测量，都放在这里是因为新光源都需要并可归为基础简单类，除直线光斑测量、发射度、流强是唐凯和超才帮我标定、写程序外，其余都是我独立完成），以及第二个表格中的束测真空件（除逐束团反馈部分的真空件）的设计（BPM和条带激励器是孙老师的学生计算并设计示意结构，其余的是我出的设计示意，都是厂里出图）和加工、进度跟踪、驻场催工（那时候老婆怀孕挺着个大肚子，我最长的一次驻厂待了半个月）、以及返回时的真空拔极限的烘烤值班（记得那时候每次都是加工厂的一位老师傅过来，我配合他全程做完连接、捡漏、烘烤、轮流看守保证安全的事）、以及配合真空组安装到位。
我负责的虽然看起来很多，但是因为是我的技能可以达到的地方，所以还算是能胜任，但是即使搭起的只是些简单的基础系统，也还是需要能沉下心来才能写好程序，并简单的系统集成和调试起电机控制，可是由于又负责束测真空件的加工，经常要来回跑，那时候弄得很疲累，自己做的系统虽然后来都跑着，但总是让我感觉不是很满意。这也算是这样分工的弊端。
服务器、交换机等基础设施的搭建那时候是永良搞起的，后来他去兰州，我接手这部分，现在我也能熟练的做这方面基础设施的建设，我想新光源建设时，我可以负责这方面的工作和基础简单系统的搭建，而不是跑来跑去，这样就可以沉下心来做好。
说这些并不是要邀功好像自己干了多少事，实际上那时候大家都很卖力，2013年底老大出生，2014年初开始连续9个月的调机，束测组就我和永良、周周三个人轮班倒（主要是开始时我的程序用着还很不方便，连累到他俩，如果不是因为加工之类的事使这些工作做的不够细，应该不会这样），3天一轮，经常调到凌晨。那时候小孩还好小，我经常让周周和永良帮我顶班，现在想来还很感念他们那时的帮助。虽然感觉辛苦，不过我们还算是3天一轮，那时候李总、王总、赵枫差不多每天都在（我不是每天都在，只是每次我都能看到他们，所以下这个结论），也都亲自调机并一直陪着到凌晨结束，有时调机顺利时李总还喊着大家一起跑去之心城吃海底捞，我就赶上过2、3次。。。
有点跑题，回到正题，如果我来规划新光源束测工作如何开展，我将根据我的技能能达到的和不能达到的这样分成四个部分：
| 详细内容 | 说明 | |
| 基础简单系统和跑起所有系统的基础设施 | 直线光斑 直线同步光 直线流强 发射度测量 能谱分析 能量狭缝、注入监测器、刮束器 环直流流强 环逐束团流强 环逐束团3D测量 光束线前端控制 | 包括的内容：图像采集、系统集成、电机控制、能谱分析系统设计、简单光路调节、仪器编程、IO控制、除真空件之外的部件的加工、电缆布线和测试、数据库、集群、交换机堆叠配置、POE交换机端口通断的编程控制、系统运维、负荷测试。。。 EPICS IOC，OPI。。。 基础设施到生成云主机这一级，各子系统的云主机IOC，各子系统负责调试好。 |
| 储存环复杂光学系统 | 环同步光测量（包括光斑和干涉法等） 环束长测量（条纹相机、光电法等） | 图像采集、系统集成、电机控制、光路设计、分析、除真空件之外的部件的加工、复杂光路调节、仪器编程、IO控制、电缆布线和测试。。。 EPICS IOC，OPI。。。 |
| 复杂电子学系统 | 直线和环的BPM测量系统 环BPM快反馈系统 环逐束团反馈系统 束损测量系统 工作点测量系统 | 电路设计、FPGA编程、温漂测试、电磁测试、电缆布线和测试、除真空件之外的部件的加工。。。 EPICS IOC，OPI。。。 |
| 束测真空件的设计、加工和标定 | 直线BPM（条带或腔式）、Flag机构、FCT、ICT、能量狭缝 环上的BPM（纽扣和条带）、条带激励器、刮束器、注入监测器 同步光光路中的铜镜（HLSII中直线和环都使用到，不知新光源是否会有） | 电磁场计算、BPM和条带激励器、CT结构设计、热负载分析、BPM阻尼振动支撑的设计加工（这部分工作可以归到机械支撑那边）、所有束测真空件的联系加工、进度跟踪、返回调试、标定、安装。。。 |
束测子系统众多，但又基于统一的基础设施，这样分成四个部分统合后，四个部分各有一个负责人，前三个部分又是特别需要安定的状态才能把工作做的更细，把所有的对工程进展密切相关的束测真空件集中交给第四部分统一掌控后，可以更集中精力做好本部分的事情，而第四部分负责所有的束测真空件的相关事宜，方便对工程进度统一掌控。
这样分成四部分只是我个人的技能所限，如果别人来分的话又会不一样，比如让周周分，可能就把我能有把握做好的第一部分和他有把握做好的复杂电子学系统合在一起变成3部分了，让刚哥分也会这样，如果雷雷来分，可能就会变成两部分。。。
自我感觉，这样分成四部分后，四个部分各有一个负责人，四个负责人中产生一个束测系统负责人统管全局，而不是另有一个统管，手下有几个得力干将后可以当个甩手掌柜，总要有一部分系统负责人亲自督导才行。
新光源建设，精力不如从前，我只想做我的技能所及的地方并做好，如果让我来分工，我会这样分：
| 详细内容 | 负责人（束测系统负责人：孙老师） | |
| 基础简单系统和跑起所有系统的基础设施 | 直线光斑 直线同步光 直线流强 发射度测量 能谱分析 能量狭缝、注入监测器、刮束器 环直流流强 环逐束团流强 环逐束团3D测量 光束线前端控制 | 我：这部分我有把握做好，但也需要帮手。 |
| 储存环复杂光学系统 | 环同步光测量（包括光斑和干涉法等） 环束长测量（条纹相机、光电法等） | 刚哥，比我大，干劲十足，条纹相机、光路设计、电机控制、软件编程，原来控制组时也是各种技术都搞得定 |
| 复杂电子学系统 | 直线和环的BPM测量系统 环BPM快反馈系统 环逐束团反馈系统 束损测量系统 工作点测量系统 | 周周，能啃硬骨头，逐束团反馈、低电平都是在合肥光源第一次做起，16个BPM处理器、快反馈统合的想法如果实现当可碾压libera |
| 束测真空件的设计、加工和标定 | 直线BPM（条带或腔式）、Flag机构、FCT、ICT、能量狭缝 环上的BPM（纽扣和条带）、条带激励器、刮束器、注入监测器 同步光光路中的铜镜（HLSII中直线和环都使用到，不知新光源是否会有） | 孙老师，学识渊博，培养很多大牛学生，统管最关键的束测真空件是最让人放心的。 |
各子系统大家可以根据自己的技能去选择，现有各子系统优先现维护人，其他人也都可以选，比如我负责的那些子系统，不一定新光源建设时必须由我做，我会慢慢转移给愿意做并能做好的人去做，不过首先要能接手改进并在现光源上稳定运行才好。
这样在各子系统负责人之上又统合成这样的四个部分，工程建设时分蛋糕怎么分？我的想法：四块蛋糕由四部分的负责人负责分，根据所有组成员以及学生和外援在本部分的工作量分本部分的那一份，还有一块由束测负责人来负责分，分的量根据各子系统工程进展和完成的质量，向完成的好的子系统倾斜。关于四个部分的四块蛋糕以及总负责人负责分的这块分别占比多少，大家可以提提看法。
还有就是现有束测系统最大头的地方是环BPM测量系统，批量大，新光源如果一直依赖libera的话，光这一项就要2、3千万人民币，还有信号电缆也批量大一直依赖进口，如果能做到自研并批量用于新光源，建议复杂电子学系统部分分得的蛋糕翻倍或更多以及更高系统级有额外奖励，还有电缆也是；还有束测真空feedthrough一直依赖进口，批量大，如果启用国产，第四部分也要有额外奖励才好。
工程中需要有意外的预案，雷雷光学、电子学都精通，关键时刻可以替代刚哥、周周和我，日常在复杂电子学系统和周周一起争取把自研BPM处理器搞定；小罗理论功底深厚，可以辅助孙老师。
束测组我假想的这样在各子系统负责人之上又统合一下，应该有些好处，负责人抓总，统管好四个负责人就好了，当然还可以直接插手各子系统，建议一些大组，也在所有组员负责的各部分之上这样再大些的统合，统合的数量差不多1/3或1/4的组员数吧，组长管理起来应该方便些。我这样统合成4部分，束测总要再进几个人才好。
对于大组，很忌讳组长直接管理每个人的工作，怕这样统合出来的每个部分的负责人威胁到组长的地位而矮化所有组员，而仅仅自己一枝独秀，不管有意还是无意，更是大忌。
标签：直线,光源,BPM,测量,想法,束测,系统,子系统 来源： https://blog.csdn.net/weixin_43767046/article/details/117901293