一种基于多层关联约束网络的设计资源调用方法

1.本发明涉及产品设计信息管理以及资源调用领域。


背景技术：

2.随着新一代信息技术发展，以产品平台为基础的产品设计、产品设计信息管理、设计资源调用等方面的研究进一步加强。企业形成了mes、mom、erp、plm等多种企业产品信息的管理与调度平台，力求提高产品设计信息更改的一致性，并提高资源调用的效率。这不仅可以降低企业的产品设计成本，同时对于企业产品快速响应市场需求，在激烈的市场竞争中占据有利地位也具有重要意义。
3.企业在产品参数池的管理工作中，一般不会进行细化的工作。在面对客户的特定参数需求时，往往采用参数匹配机制，确定需修改的参数；企业在产品的功能管理方面，一般会形成产品的功能树或功能链，组织功能之间的顺序或逻辑关系；在产品的结构管理方面，企业会形成产品的bom表并存入设计管理系统，某些关键的结构还有工艺、材料、型号等信息。
4.虽然设计信息组织以及设计资源组织方面有一定的积累，但是企业在资源调用方面仍存在依赖设计师经验，依赖人工在平台目录查找的问题。缺乏一种将设计信息与设计资源匹配的自动化资源调用方案方法。该方法可以降低人工搜索的错误率，同时有效提高资源的匹配效率，将需要的调用的设计资源信息第一时间提供给设计人员以及加工制造产线，缩短产品开发周期。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种基于多层关联约束网络的设计资源调用方法。采用本发明所述方法，能将产品设计信息与设计资源有效集成，优化组合了企业中实际的信息与资源组织方式，有效提高了资源调用的精度与效率。本发明的技术方案如下：
6.一种基于多层关联约束网络的设计资源调用方法，包括以下步骤：
7.通过搜集提取参数化设计说明书、功能设计说明书、结构设计说明书中的产品设计信息以及潜在的设计师经验，建立产品参数域-功能域-结构域多域关联约束的多层网络模型结构。
8.将与功能相关的设计资源以及与结构相关的设计资源匹配并存储到网络节点中，方便后续资源的调用，其中，与功能相关的设计资源包括功能实现原理、功能描述、设计团队信息；与结构相关的设计资源包括零件是否非标，加工成本、加工效率、工艺步骤；
9.定义资源调用模式，设计资源调用的需求来自产品的设计方案，而产品方案的设计主要包括产品的功能模型和产品的零部件模型，设计的规则以及修改基于参数池的管理；将资源调用需求回溯为产品设计参数的设计需求，方法为：以参数池的调度为基础，确定功能结构的修改方案，进而进行资源的调用，调度的步骤有4个方面：依据实际的资源调用需求，定位到多层网络模型中；根据需求确定被影响的参数节点集；根据被影响的参数节
点确定影响的功能和结构；根据功能和结构节点，调取所需的设计资源。
10.本发明提供的技术方案的有益效果是：
11.(1)将产品设计信息与产品设计资源集成，构建产品多层网络模型结构，可以直观和深刻地表达产品特征参数层面的详细修改过程，参数影响的功能、结构，以及对应设计匹配资源的调度过程。
12.(2)基于调度模式，实现自动化的资源调用，可以提高资源调用精度和效率。
附图说明
13.图1为产品设计信息的多层网络模型图；
14.图2为资源调用基本模式。
具体实施方式
15.本发明的基于多层关联约束网络的设计资源调用方法，构建了产品设计信息的多层关联约束的网络模型结构，同时在该模型的基础上提出了调度模式，在该模式下可以更加精准高效的实现资源的调用，具体实施步骤如下：
16.1、多层关联约束网络建模方法包括：
17.在产品参数化设计说明书，或者参数匹配系统中提取产品的设计参数。在参数域内，参数可划分为性能参数、结构参数、材料参数、工艺参数等，设计阶段主要关注产品的性能参数、结构参数。参数间的关联约束主要分为两类，函数关联和条件关联。其中函数关联用y＝f(x1，x2，
…
，xn)表示，其中y为父节点，x1，x2，
…
，xi为子节点，设计目标不同，函数关联中的父节点和子节点的相对关系会发生变化，但是它们仍隶属于同一关联约束。条件关联为非等式，用公式f(x1，x2，
…
，xn)＞0表示。通过参数节点及参数间的关联约束构建如下图所示的参数网络模型。
18.在功能设计说明书中提取产品的功能元信息，结合设计师经验将功能相关的设计资源进行匹配，如：功能分类、功能实现原理、功能实现结构、设计团队信息、性能指标等。如果某产品功能更改需要资源的调用时，可以根据功能元匹配的资源信息，及时提供如功能实现原理说明、功能维护负责团队、性能检测变化的历史数据等资源。
19.在产品的bom表和cad系统中提取产品的结构信息，以产品的零件为基本单位进行资源的匹配，如：零件是否非标、材质、加工成本、加工效率、工艺步骤等。当产品的结构参数、工艺参数等发生变化后，会第一时间匹配到对应的产品结构，产品结构修改的工艺步骤、加工成本、工位信息等设计资源可以第一时间提供给设计人员。
20.通过参数域、功能域、结构域设计信息的提取，以及设计资源与功能节点、结构节点的匹配建立如图1所示的多层网络模型结构。
21.2、基于多层网络模型的资源调用方法包括：
22.(1)需求的定位：
23.资源调用的需求一般来自于产品的最终设计方案。设计方案则是来自于设计师对用户需求的满足，该过程无法脱离产品的设计信息。在需求定位时，最重要的是根据需求描述，定位到产品的设计特征参数域。如，以电梯产品为例，用户的需求是提高最快上升速度30％。则该需求就要定位到产品参数池中的拽引速度参数。
24.(2)确定修改参数集：
25.通过参数配置的手段，确定需要修改的设计要素集。如果该阶段有设计师参与，可以通过参数计算的手段，获取具体的参数变化值，并加以优化。通过参数配置或参数化计算等手段，可以输出需要修改的参数集和修改量。如，电梯的发动机功率p提高m瓦特、承重绳的可承受最大拉力f提高n牛顿、电梯轿厢的重量降低x千克，由不锈钢材质改为铝合金等。
26.(3)确定修改的功能集和结构集：
27.确定与设计参数相关的功能模块和产品零部件，如与这一步映射是指导设计制造的关键环节，也是确定调度哪些设计资源的关键环节。如，电梯的发动机功率过小，则需要选择大功率型号的发动机；承重绳不满足承重要求，则需定制新的型号承重绳；同时参数的变化会影响产品的牵引发动机上升的功能模块，同时产品的提供上升动力的功能模块也会受到影响。
28.(4)资源库的调用
29.只有需要修改的参数集、功能集和结构集方案确定后，才可以实施资源的调用。哪些设计团队需要参与功能的验证，哪些制造部门参与到产品结构的修改中，以及哪些加工材料加工设备需要调整等。如：电梯轿厢结构中匹配的设计资源包括：{轿厢材质m、加工成本c、加工时间t、工艺路线p、制造部门md、质检部门td等}。当材质变化后，通过资源调用可以迅速定位并启用产线中的轿厢加工制造部，同时通知仓库将合适规模的合金板材运送到制造部，同时返回质检部门的轿厢质量报告等。设计信息的与设计资源的匹配度是资源调用的关键，如果出现误差或错误，会造成资源的浪费、产生额外的调度运输费用，甚至导致产品的失效。